基于图割算法的正射影像镶嵌线自动选择

由于投影差的存在,正射影像镶嵌时往往采用基于镶嵌线的镶嵌方法,当两幅正射影像镶嵌时,选取镶嵌线要尽量避开房屋。本文将两幅正射影像镶嵌建立为一个图模型优化问题,并且采用图割获取最小割将影像重叠区域划分为两部分,最小割经过的分界线即为影像镶嵌线。实验表明,本文方法效率较高,不需要指定镶嵌线的起始点,而且可以较好地避开房屋。     

一种改进的正射影像镶嵌线最小化最大搜索算法

正射影像在影像边缘和覆盖有房屋、树木等地物的区域上表现出投影差,且投影差在不同的影像上不相同。当两幅正射影像镶嵌时,在重叠区域的差分影像上,这些区域表现为高亮度区,理想的镶嵌线应避开此类区域。本文采用贪心搜索方法选择镶嵌线,并改进了最小化最大算法的局部选择方式和判据,在正射影像重叠区域的差分影像上自动搜索镶嵌线。试验表明,改进算法搜索的镶嵌线能够很好地避开投影差大的区域,且具有较好的自适应性。     

顾及结构信息的DOM镶嵌线搜索算法

针对数字正射影像镶嵌线搜索的传统算法大都只顾及灰度值差异而忽略影像结构信息的不足之处,该文根据镶嵌线的搜索准则,设计自动搜索一条能够避开高出地面的物体、不通过影像边缘且避开待镶嵌影像上灰度反差较大区域的镶嵌线:在原始影像上采用一个综合了灰度信息和结构信息的公式,计算出每一个像素的准则值;为了避免搜索陷入局部最优,采用动态规划的方法搜索出一条准则值最小的镶嵌线。实验表明,搜索出的镶嵌线能够避开房屋、树木等高出地面的地物和车辆等移动物体,避开影像上灰度反差大的区域。     

最小化最大边权的正射影像镶嵌线自动搜索

提出一种最小化最大边权的正射影像镶嵌线自动搜索方法。首先,利用半全局约束立体匹配计算左右影像的视差图,将视差图和差值影像叠加生成差异影像并视其为带权无向图;然后,基于Bottleneck模型采用最小化最大边权算法搜索最佳镶嵌线,并利用分块策略进一步优化以提高运行效率。实验表明,算法能有效避开影像上几何差异或色度差异大的区域,得到满足应用需求的镶嵌结果。     

采用最优生成树的正射影像镶嵌线快速智能检测

针对高分辨率遥感影像提出了一种基于最优生成树的镶嵌线快速智能检测方法。该方法利用影像亮度差异和梯度构建重叠区域差分影像并视其为带权无向图,以Bottleneck模型为基础,采用最优生成树生成方法智能检测最佳镶嵌线。该方法回避了迭代搜索过程,具有速度快、效率高的优点。试验结果表明,所提出的方法能够在保证镶嵌线质量的同时具有较高的效率,可有效解决正射影像镶嵌过程中镶嵌线的自动选择问题。     

A*搜索算法的正射影像镶嵌线自动提取

针对现有的正射影像镶嵌过程中镶嵌线的提取所存在的缺陷,该文提出一种基于A*搜索算法的镶嵌线自动提取方法,此方法首先提取重叠区域的Canny边缘图像,并把边缘图像中的边缘信息作为需要避开的范围;然后基于边缘图像的每一个像素及像素间的邻接关系构建带权有向图,将镶嵌线的自动提取转换为带权有向图中起点到终点的路径搜索问题,设计满足可接纳性准则的A*搜索算法提取满足一定条件的最短路径作为全局最优镶嵌线。利用实际影像数据进行实验,实验结果表明:该算法自动提取得到的镶嵌线可以快速、有效的避开边缘特征明显区域,对全自动正射影像制作具有应用价值。     

机载激光雷达点云辅助的镶嵌线自动选择

本文提出了一种基于激光雷达点云辅助的正射影像镶嵌线自动选取方法。首先,利用配准后的激光雷达点云生成数字表面模型和数字高程模型,以重叠区域影像之间的相似度和梯度差异构建代价矩阵;然后,将数字表面模型与数字高程模型相减得到差值图表示地物真实的高程信息,利用自适应阈值分割将差值图划分为不同的区域,并赋予不同的惩罚系数;最后,以代价最小为标准,基于Dijkstra算法得到最终的镶嵌线。本文方法生成的镶嵌线能成功地绕开大多数障碍地物,能够满足影像拼接应用的需求。     

基于地理实体与影像成像方式的镶嵌线生产算法研究

对正射影像生产中的镶嵌线进行了研究,在充分考虑遥感影像成像方式和特征的情况下,利用航摄区的道路与地表覆盖地理实体,研究镶嵌线生成算法,将航带航向、像幅、像主点、地理实体等参数作为影像重叠区数据的取舍依据,在确保投影变形最小的情况下,实现影像镶嵌线的生产和后期影像镶嵌的自动化处理。本文采用大范围航空影像数据进行了试验,结果表明,该方法可以得到较好的处理结果,算法简单且易于实现,在高分辨率航空影像镶嵌处理中具有重要的应用价值。     

基于蚁群算法优化正射影像镶嵌线

本文针对正射影像镶嵌线优化需求,本文提出了一种利用蚁群算法优化正射影像镶嵌线的方法。该方法将待镶嵌的相邻正射影像对根据地面坐标计算出它们在重叠区域的差值图像,通过外方位元素生成一条初始镶嵌线,并根据蚁群算法在重叠区域的差值图像上沿着初始镶嵌线在起点至终点选择一条最佳的路径避开房屋等高大地物,保存为最优镶嵌线。试验结果证明该算法能快速、有效选择正射影像的镶嵌线,实现大比例尺与城市地区的正射影像智能镶嵌。     

基于蚁群算法优化正射影像镶嵌线

本文针对正射影像镶嵌线优化需求,本文提出了一种利用蚁群算法优化正射影像镶嵌线的方法。该方法将待镶嵌的相邻正射影像对根据地面坐标计算出它们在重叠区域的差值图像,通过外方位元素生成一条初始镶嵌线,并根据蚁群算法在重叠区域的差值图像上沿着初始镶嵌线在起点至终点选择一条最佳的路径避开房屋等高大地物,保存为最优镶嵌线。试验结果证明该算法能快速、有效选择正射影像的镶嵌线,实现大比例尺与城市地区的正射影像智能镶嵌。     

OESM辅助的高分辨率航空正射影像拼接线自动检测算法

针对常规拼接线检测算法在城市区域影像镶嵌时容易出现拼接线穿越建筑物从而破坏地物完整性的问题,提出了一种影像高程同步模型(OESM)辅助的拼接线自动检测算法。该算法首先通过对OESM模型规格化处理标识正射影像中的地物目标;然后在非地物目标区利用改进贪婪蛇算法检测拼接线。通过对建筑物密集分布的城市区域影像进行拼接线检测实验表明,该算法是一种理想的拼接线检测算法。     

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。     

面向虚实融合的单体建筑物实时识别与定位

针对当前矢量地图导航缺乏真实环境信息,而视觉地理定位依赖海量图像标注数据的问题,提出了一种面向虚实融合的单体建筑物实时识别与定位方法。该方法以智能手机为载体,利用轻量级深度网络SSD(single shot detector)实时检测手机视频流中的建筑物对象类别,通过调用手机内置传感器获取当前定位信息与拍摄视角,并以矢量地图信息为辅助,在仅需识别出建筑物类别的情况中,准确获得单个建筑物的属性与定位信息,并与矢量地图进行叠加可视化,最终达到真实地理环境与矢量地图融合的增强导航。随机采集了550张建筑物图像,经过处理标注后作为训练标签,在计算机上训练SSD的建筑检测功能并且进行验证;将训练好的SSD网络模型迁移到移动端,结合地理围栏方法与手机传感器开发可识别建筑单体信息的增强导航系统,将系统部署在手机上进行测试。实验结果表明,该方法可充分利用矢量地图与实景图片的互补信息,在仅需少量建筑物标注样本的情况下,实现单体建筑物信息增强的手机端地图导航,有效缓解了矢量地图定位不够直观的问题。     

基于有效区域约束的GPU-CPU协同影像快拼方法

提出了一种以有效区域约束的Voronoi图为拼接线网络,利用GPU-CPU协同处理航空影像快速拼接方法。首先,基于成像有效区域生成有效区域约束的Voronoi图拼接线网络,解决了传统Voronoi图拼接线网络在低重叠度条件下拼接后影像局部区域不被覆盖的问题,然后利用GPU-CPU协同处理将正射纠正嵌入到影像拼接的过程中,并且只对每张影像的有效区域进行纠正,再通过选择配置优化和存储层次性优化进一步提高拼接效率。实验表明,对237张高分辨率航空影像进行快速正射纠正和拼接,本文算法较传统先纠正再拼接的方法效率提高近20倍,同时保证很高的拼接精度,可以满足应急测绘要求。     

基于空间约束和结构特征的光学与SAR影像配准

针对光学和合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)影像间的几何形变和辐射差异造成的配准困难问题,提出一种基于空间几何约束和结构特征的光学影像与SAR影像自动配准方法.首先,利用分块的Harris算子在输入影像上提取分布均匀的特征点,根据有理函数模型对输入影像进行局部几何纠正,实现输入影像...     

Automatic determination of seamlines for aerial image mosaicking based on vector roads alone

Image mosaicking is defined as the registration of two or more images that are then combined into a single image. One of the most difficult steps in the automatic mosaicking of orthoimages is deciding where to place seamlines in overlapping regions. Based on millions of image pixels, existing seamline detection methods mainly focus on how to avoid crossing buildings that are higher than the ground, which results in parallax on the overlapping images. However, various data in vector format, such as vector roads plotted manually and precisely, have not been used to aid the selection of seamlines. This paper presents a novel approach using vector roads alone to generate seamlines, and describes its application to the automatic generation of seamlines for image mosaicking of the city of Wuhan, China. A representative seamline is extracted as follows. First, the skeleton of the overlapping region of adjacent images is extracted after the delineation of boundaries of individual images. Second, vector roads in the overlapping region are overlaid with the extracted skeleton to build a weighted graph G (V, E). Finally, the Floyd–Warshall algorithm is applied to find the lowest cost path from I to O, which refer to two intersections of adjacent image polygons, with the lowest-cost path being the seamline. This vector-based approach is typically more efficient than raster-based approaches. Experiments demonstrate the merits of the proposed approach especially when vector road networks are available.     

半全局约束下的多基线立体影像MVLL匹配方法

多视铅垂线轨迹法（multi-view vertical line locus,MVLL）能够以物方地面铅垂线为几何约束,匹配获取物方空间点的最佳高程,是一种实用的多基线立体影像匹配方法。针对MVLL匹配方法中的物方空间点独立匹配、缺少整体性约束问题,将物方空间局部光滑特性应用至匹配过程,提出了一种半全局约束下的多基线立体影像MVLL匹配方法。首先,将物方空间点沿地面铅垂线上的准确高程搜索,等效至像方空间沿核线方向上的准确视差搜索;其次,采用MVLL匹配方法计算物方空间点在多张影像上的等效像方匹配测度;然后,采用半全局匹配法（semi-global matching, SGM）对匹配测度进行多路径聚合分析,得到物方空间局部光滑约束下的等效视差图;最后,将等效视差图转化为物方空间点匹配高程,并对多基线立体影像进行多分辨率匹配处理,实现整体最优条件下的MVLL匹配。采用多类型地形特征与局部区域影像进行匹配实验与对比分析,实验结果表明,所提方法能够对多类型地形特征的物方空间匹配测度进行优化,获取更加可靠的匹配结果,具有更高的影像匹配性能。     

高分辨率遥感影像图制作的镶嵌线自动提取

为更好地发挥遥感技术在城市规划地图制作中的应用,高分辨率遥感影像成为城市地图制作中最重要的数据源。面对地物信息复杂、建筑物众多的城市地区,如何快速提取高分辨率遥感影像地图制作过程中相邻两景影像之间的镶嵌线具有重要意义。本文以国产卫星中分辨率最高、幅宽最小的GF-2影像为数据源,融合建筑物轮廓数据,研究了基于最短路径的A*搜索算法,实现了遥感影像地图制作的镶嵌线自动提取技术。结果表明,该方法能够自动生成避让建筑物的镶嵌线,速度快、镶嵌质量高,可广泛应用于城市地区高分辨率遥感影像地图制作。