多源光学卫星影像匹配及精准几何信息提取

针对国产光学卫星影像的特点,该文介绍一种适用于超大规模立体/单景覆盖的多源高分辨率卫星影像的全自动连接点、参考控制点匹配及精准几何信息(DSM/DEM)提取方法。该方法引入精度已知/精度可验证的参考地理数据作为几何约束,采用由粗到精的多层金字塔逐级影像匹配策略进行影像连接点和参考控制点的自动提取,并实现超大规模影像整体联合区域网平差处理,精化定向参数;结合半全局匹配算法(SGM)与基于物方几何约束的多影像相关匹配算法(GC3)完成多角度多视影像匹配及密集点云的自动提取,并利用已有DEM对密集匹配的DSM中的云遮挡区域和大面积水域进行修补,完成精准几何信息提取并自动生成高精度DSM/DEM/DOM影像产品。最后,利用多组典型实验区的国产高分辨率光学卫星影像数据验证了本文方法的适用性、可靠性和精度,结果满足卫星影像几何定位精度及DSM/DEM/DOM生产要求。     

基于压缩感知的遥感影像几何精校正方法

在遥感影像几何精校正过程中,无论是通过人工选择还是特征匹配方法选择的控制点对都会随机发生误匹配的现象,这将大大影响几何精校正的精度。针对这一问题,本文利用压缩感知理论,利用误匹配控制点在所有控制点对中的稀疏性,实现了几何校正模型参数的抗差估计,提高了几何校正结果的精度。对卫星遥感影像的几何精校正的试验结果表明,基于压缩感知的遥感影像几何精校正方法能够有效克服误匹配控制点的影响。     

国产高分辨率遥感影像几何定位精度分析

随着卫星、计算机和传感器技术的不断发展,高分辨率遥感影像在国民经济中的作用越来越明显,其高精度几何定位成了获取基础地理数据的关键步骤。本文以资源三号和高分二号影像为研究对象,通过数字正射校正,分析了在无控制点和不同控制点下的国产高分辨率遥感影像定位精度。实验结果表明：资源三号影像在无控制点情况下定位精度满足1∶100 000比例尺数字正射影像图生产要求,在1个控制点时定位精度满足1∶50 000比例尺数字正射影像图生产要求,不低于3个控制点时定位精度满足1∶25 000比例尺数字正射影像图生产要求;高分二号影像在无控制点时能够满足1∶5 000比例尺数字正射影像图生产要求,在不少于3个控制点时能满足1∶5 000比例尺数字正射影像图生产要求。     

高分一号多光谱影像正射精度验证与分析

为了验证和分析高分一号卫星影像的正射精度,填补相关研究的空白,该文采用有理函数模型对高分一号卫星PMS传感器多光谱影像进行正射校正,采集检查点检验多光谱影像的几何正射精度。实验结果表明,高分一号卫星PMS相机多光谱影像正射精度能够满足1:25 000比例尺地形图的更新要求,为相关研究提供参考。     

国产光学卫星正射影像产品及自动生成算法

正射校正是卫星遥感影像后续处理、分析与应用的必要基础，而目前光学卫星数据自主定位精度尚不能达到1—2像元，正射影像产品的生产仍需依赖地面控制点对成像几何模型进行修正。针对国产光学卫星数据的现状、特点和应用需求，中国遥感卫星地面站自主研发了国产光学卫星正射影像产品和自动正射系统，本文从精细化影像自动配准、成像几何模型优化、影像正射校正、几何不确定度评估、太阳照射和卫星观测角度计算、基于地理格网的影像剖分等方面对相关产品及其自动生成算法进行介绍。其中，基于L1范数约束最小二乘的RPC模型全参数优化方法，可在影像幅宽较大或几何定标精度不足时获得比常规附加像方仿射变换参数的RPC模型更高的校正精度；提出顾及控制点精度的区域网平差方法，在利用从空间分辨率较低的参考影像获取的控制点修正成像几何模型时，可在满足参考影像几何约束的前提下，通过多次观测减小成像几何模型的随机误差、提高影像的几何定位精度；基于不确定度传播理论，建立了正射影像产品逐像元几何不确定度评估方法。试验结果表明，本文算法可用于规模化的正射影像产品生产，分布于全国不同区域的实测检查点表明所生产的16 m分辨率国产高分正射影像产品绝对几...     

基于华浩超算平台遥感影像几何校正研究——以资源一号02C数据为例

对多源遥感影像进行几何校正是遥感影像应用的重要环节,以往的遥感影像利用人工或半自动的方式进行几何校正时,存在校正结果难以预料,控制点精度不可控,二次校正过程中控制点利用效率较低等问题。本文基于以上问题,利用华浩超算平台,对资源一号02C卫星10 m多光谱影像和2.36 m全色影像进行几何校正。试验证明华浩超算平台的实时几何校正模块,可以对每一个精校正后控制点的精度进行实时控制,并有效地解决了控制点利用效率低的问题。     

基于控制点影像数据库的国产卫星影像纠正技术研究

随着国产卫星影像的广泛应用,其影像高效率、高精度的处理变得越来越重要。本文基于控制点和影像数据建立福建省控制点影像数据库,并采用相关系数法进行影像匹配,实现影像控制点的自动提取。结果表明,利用控制点影像数据库进行影像的几何纠正具有较高的精度,可提高生产效率,具有实用性。     

高分二号卫星影像几何校正方法研究

在对影响几何校正精度的因素(校正模型、控制点分布、重采样方法等)进行分析的基础上,本文对吉林省洮南地区高分二号影像分别采用有理函数、多项式、RST、局部三角网4种模型进行校正并对比其精度。同时,基于有理函数模型,分别采用最邻近像元法、双线性内插法、三次卷积法进行重采样、比较不同重采样方法对几何校正精度的影响。     

面向海岛海岸带卫星遥感调查的RBN/DGPS导航与数据采集系统开发

原始卫星遥感影像中包含严重的几何变形,几何粗校正不能满足制图要求,必须进行几何精校正。几何精校正依赖一定数量的地面控制点,本文在应用RBN/DGPS采集地面控制点的过程中,结合地理信息系统技术开发了RBN/DGPS导航与数据采集系统,该系统一方面针对手持GPS导航功能的不足,使用基于粗校正遥感影像的导航方式,实现路线导航功能,帮助测量人员准确、快速地找到已设计的控制点,另一方面实现坐标数据采集功能,提出了判断数据稳定性的采集算法并实现了数据的自动处理。     

基于GEOWAY CIPS的高分二号偏移数据处理方案

高分二号(GF-2)卫星是我国"高分专项"中首颗成功发射的亚米高空间分辨率遥感数据,是地理国情监测、国土三调等自然资源调查监测项目的重要数据源.受卫星姿态测摆偏差、定位偏差和辐射偏差的影响,在卫星正射影像生产过程中会遇到色带异常和初始定位精度较差、高度偏移的影像,这些问题影像使用常规的生产工艺无法得到合格的精度.本文根据高分二号数据偏差的特点,采用对全色影像进行区域网平差粗校正先解决初始偏移问题,并基于改正RPC结果进行二次精校正的思路,解决初始RPC定位偏移6 km左右的高分二号影像纠正问题,研究结果可为高分卫星数据处理提供参考.     

山地地区高分卫星影像正射纠正

随着国内外对地观测卫星技术的不断进步,山地地区高分卫星影像获取能力大幅提升。针对山地区域高分卫星影像云雾多、成像阴影多、纠正位置精度控制难等问题,该文提出山地区域高分卫星正射纠正生产方案。试验证明,经过大气校正、可视化的地形修复等处理后可解决薄雾去除和影像扭曲变形等问题;同时,GPU并行计算可实现影像快速融合、控制点自动选择等操作,提高生产效率,可为山地区域高分卫星影像快速处理提供参照。     

顾及多相机拼接成像特征的高分一号卫星影像自适应匹配方法

卫星影像高精度匹配一直是备受关注的热点问题。以高分一号(GF-1)卫星PMS传感器双相机全色影像为研究对象,通过对其同名点间的几何偏移特性进行长时间序列统计分析后,提出了一种顾及多相机拼接成像特征的GF-1卫星影像自适应匹配方法。该方法是在传统影像匹配过程中加入自适应算法,利用迭代计算实现对目标搜索窗口、范围和方向的自适应选择。研究结果表明,该方法能够实现GF-1卫星同轨全色影像间的高精度自适应匹配,可以为其他类似卫星传感器影像匹配提供参考依据。     

基于资源3号影像的全国DOM快速制作方法

基于国际高分辨率卫星影像区域网平差制作数字正射影像图(DOM)的应用较多,针对大区域范围内的中国高分辨率卫星影像的无控制区域网平差的DOM快速制作还鲜有提及。以资源三号卫星三线阵影像为数据源,基于自主光学遥感卫星姿态低频系统误差检测与标定及稳态重成像的传感器校正方法、大规模区域网数据高效组织与区域网自动构建技术、无控制区域网平差技术、影像密集匹配技术、DOM自动纠正技术,实现了全国DOM产品的快速生产。试验结果表明,采用该方法无需地面控制点,并能有效提高中国遥感影像的几何定位精度,真正实现全国DOM产品的快速生产。     

像素工厂控制点匹配技术在第三次土地调查中的应用

最新版本的像素工厂软件(Pixel Factory),加入了利用精度满足要求的参考影像匹配控制点的功能,该功能与传统方法相比具有快速、高效的优势。本文结合第三次土地调查项目工作底图生产的实际情况,以高分二号卫星(GF2)影像为数据源生产正射影像为例,详细介绍了利用参考影像匹配控制点的技术方法,重点阐述了空三加密的技术流程、参数设置和注意事项,并对制作的正射影像成果进行了精度检核及统计分析。文中得到的结论可为今后开展类似项目提供参考。     

资源三号测绘卫星三线阵成像几何模型构建与精度初步验证

资源三号测绘卫星是我国首颗民用高分辨率立体测图卫星,其主要任务是利用三线阵影像实现1：5万立体测图。与采用国外商业卫星遥感影像进行测图相比,建立我国自主的测绘卫星的成像几何模型,进而生产影像产品和测绘产品,是卫星测绘应用的核心技术问题。本文根据资源三号测绘卫星的总体设计,分析了资源三号卫星高精度几何处理的关键问题,结合资源三号测绘卫星几何特性,提出了基于虚拟CCD线阵成像技术的资源三号测绘卫星成像几何模型,并进行传感器校正产品生产。本文利用资源三号卫星第一轨影像大连地区数据,完成了前视、正视、后视的传感器校正产品的生产试验,不同控制点情况下进行了平差试验,初步生产了该地区的数字表面模型（DSM）和数字正射影像（DOM）,并验证了精度。结果表明：在试验区四角布设控制点的情况下DOM平面精度优于3m,DSM高程精度优于2m。试验验证了资源三号测绘卫星成像几何模型的正确性。与国外相近分辨率的卫星相比,资源三号测绘卫星可以达到较高的几何精度。     

利用距离变换模型进行卫星影像与激光点云精配准

卫星影像可以低成本、高频率地提供地物光谱特性观测信息,而激光点云可以提供精细的几何结构,两类数据的融合可以实现优势互补,进一步提高地物分类和信息提取的精度和自动化程度。实现亚像素级精度的几何配准是实现两类数据融合的前提,提出了一种基于线元素距离变换模型的快速配准方法。该方法以点云为控制源,将点云中的建筑物边缘等典型线元素通过卫星影像的初始有理多项式系数(rational polynomial coefficient, RPC)投影到像方空间,与卫星影像中的线元素进行迭代最近点配准,从而通过RPC参数精校正的方式实现几何配准。采用距离变换模型作为迭代最近点搜索的查找表,提高了运算效率;采用最新的渐进式鲁棒求解策略,能在噪声极多的情况下保证配准的鲁棒性。采用GeoEye-2、高分七号、WorldView-3等卫星影像与激光点云进行了配准实验,并分别通过人工精确量测的外业控制点和作业员内业刺的控制点作为检查,证明所提方法能在3种影像上达到0.4～0.7 m的配准精度,显著优于将点云映射为二维图像然后通过多模态匹配进行配准的策略。     

高分六号高分全色相机高精度几何检校

高分六号全色影像的幅宽大于90 km,在大比例尺度地表量测中具有重要意义,而其高精度几何检校是遥感影像几何处理的关键环节,直接影响遥感卫星影像的可量测性。本文在缺少人工标靶数据和精密实验室几何成像标校参数的条件下,利用高分六号卫星辅助数据和参考数据,采用基于探元指向角的几何检校模型对高分六号高分全色相机进行高精度几何检校。经过检校之后高分六号全色影像的绝对定位精度优于50 m,内部相对定位精度优于4个像素,表明高分六号高分全色相机在经过高精度几何检校之后影像几何质量可以满足测绘需求。     

高分辨率遥感影像几何纠正方法

在对某些地区的高分辨率卫星影像进行几何校正时,由于地形等因素影响难以寻找控制点,从而导致控制点较少且分布不均匀,影响了校正精度。针对这些问题,对线阵推扫式的高分辨率遥感影像的特点进行了分析,提出了利用直线这种更高级的几何特征对影像进行几何校正的方法;构建空间直线矢量,提出了基于空间直线矢量的多项式几何校正模型;并利用SPOT5高分辨率卫星影像数据对该校正模型进行精度验证。     

基于面特征的遥感图像几何校正模型

传统的遥感图像几何校正模型是基于控制点建立的。然而在很多情况下,图像的面特征比点特征更易自动提取。提出面特征之间距离的定义及算法,在此基础上利用控制面建立误差方程,实现基于面特征的几何校正。以Land-sat、ALOS和Quickbird影像为例进行了试验,结果表明,本文的方法可用于不同的卫星影像和成像模型。当控制资料不含粗差时,利用控制面和控制点的校正精度基本一致,可达到1个像素以内;当控制资料含有粗差时,基于面特征的几何校正模型比基于点特征的几何校正模型具有更强的容错能力。     

严密定位模型辅助的国产卫星影像匹配

针对不同传感器下的国产卫星影像特点,提出了一种基于严密定位模型的影像匹配方法。在现有方法的基础上,改进扫描行迭代搜索法,实现同名点的快速预测。在全球SRTM数据的辅助下,建立了近似核线方程。通过局部畸变改正,消除了匹配窗口的几何与辐射变形。引入多片最小二乘匹配(MPGC)算法,对匹配结果进行精化,并剔除误匹配点。综合运用了小面元几何纠正法与基于控制网的匹配生长算法,提高了匹配点的匹配精度与分布均匀性。利用天绘一号、资源一号02C、资源三号卫星影像进行试验,结果表明所提出的方法能够较好地结合国产卫星影像特点,实现多传感器下多轨道影像的全自动联合匹配,获得高精度的同名点观测值。