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。     

局部结构约束下的宽基线影像直线特征匹配

针对宽基线影像视角变化导致现有直线特征匹配方法难以获得可靠匹配结果的问题，本文在局部结构约束下提出了一种对影像视角变化具有较强稳健性的直线特征匹配方法。首先，对影像进行直线特征提取并按照一定的规则进行特征编组；其次，基于直线特征几何结构关系构建视角不变特征区域，计算其特征描述符并进行相似性度量，获取直线特征初始匹配结果；然后，利用初始匹配结果中的直线特征区域顶点坐标关系构建约束条件剔除错误匹配；最后，设计直线特征扩展匹配算法，提高直线特征匹配率。试验结果表明，与传统直线特征匹配算法相比，本文方法在有显著视角变化的宽基线影像之间能够获得更多的同名直线特征和更高的匹配正确率。     

局部相位特征描述的多源遥感影像自动匹配

由于影像间显著的几何和辐射差异,多源遥感影像自动匹配一直是目前研究的难点问题。首先引入具有光照和对比度不变性的相位一致性模型,并对其进行扩展,构建相位一致性的特征方向信息,然后借助于梯度方向直方图的模板结构,利用其特征值和特征方向,建立一种局部特征描述符——局部相位一致性方向直方图（local histogram of orientated phase congruency,LHOPC）,最后利用欧氏距离作为匹配测度进行同点名识别。对四组多源遥感影像进行试验,其结果表明,相比于尺度不变特征转换和加速鲁棒性特征算法,LHOPC能更为有效的抵抗影像间的辐射差异,提高了匹配性能。     

渐进式多特征异源高分辨率卫星影像密级匹配方法研究

正异源高分辨率卫星影像匹配是高分辨率卫星影像处理的技术关键,也是实现三维重建、信息提取、变化监测等应用研究工作的技术基础。研究表明在地面覆盖相同的情况下,随着空间分辨率的提高,卫星影像数据量急剧增加,并由此产生了几何噪声增大、阴影变化影响、局部形变加剧、纹理相似性降低等异源高分辨率影像特有的问题。传统同(异)源遥感影像匹配方法多数着眼于低、     

卫星影像匹配的深度卷积神经网络方法

本文侧重于智能化摄影测量深度学习的第一个方面：深度卷积方法。传统的影像同名点对提取算法通常利用人工设计的特征描述符及其最短距离作为匹配准则进行匹配,其匹配结果易陷入局部极值,造成部分正确匹配点对的遗漏。针对这一问题,本文引入深度学习方法,设计了一种基于空间尺度卷积层的两通道深度卷积神经网络,采用其进行影像间的匹配模式学习,实现了基于深度卷积神经网络的卫星影像匹配。试验表明,在处理异源、多时相、多分辨率的卫星影像情况下,本文方法比传统匹配方法能提取到更为丰富的影像同名点对,且最终匹配提纯结果正确率优于90%。     

基于角点特征的近景影像匹配算法

利用了改进的Harris特征点提取算子从原始立体像对提取一系列特征点,采用了自适应三角形约束下的影像匹配方法进行近景影像匹配,试验结果表明其具有良好的可靠性。     

基于多基线影像匹配的高分辨率遥感影像DEM的自动生成

以青南高原三江源试验区为例,采用SPOT-5 HRS立体影像和HRS/HRG三立体像对生成试验区1∶5万25 m间隔DEM,并利用大量外业和内业检查点对自动提取的DEM进行精度分析。试验结果表明,利用所提出的影像匹配方法可以从SPOT-5卫星影像中全自动生成1∶5万DEM。另外,SPOT-5 HRS/HRG三影像立体条带数据适用于地势起伏较大的深切割山地区域。采用此方法,可以同时保持自动生成的DEM的精度和可靠性,大大减少自动生成的DEM中存在的粗差和人工后处理的工作量。     

基于特征的影像匹配算法性能评估

目前,针对影像特征匹配的算法有很多,但是对于不同地物特征的影像,无法准确地选取可适用的匹配算法。针对此问题,本文选取了四种稳健的算法SIFT、SURF、ORB、AKAZE,在四种不同地物特征的相似影像上进行特征点检测,之后结合不同的描述子进行影像特征匹配,并对所检测的特征点的重复率及其描述子进行适应性实验,以此来判断不同算法对不同地物特征的影像适应范围。实验数据表明:针对特征点适应性实验,AKAZE算法在各类影像上所提取的特征点相对比较稳定;针对特征点匹配实验,在影像不涉及旋转变化时,AKAZE与SIFT描述子结合进行特征点匹配,影像的匹配率显著提高;若要实现影像的旋转不变性,此时可选用SURF-SIFT、AKAZE。     

NOAA／AVHRR影像特征匹配

为实现全球环境实时、动态监测的需要，选用Ｆｏｒｓｔｎｅｒ特征匹配理论对ＮＯＡＡ／ＡＶＨＲＲ影像进行匹配试验。Ｆｏｒｓｔｎｅｒ特征提取之前，先根据熵的理论对影像进行预处理，特征提取工作量可减少到１０％－２０％，特征提取后的共轭影像，似性尺度可建立一个可能的同中点匹配点表，再根据一致性尺度，采用Ｒｏｂｕｓｔ稳健估计剔除错匹配的点对，即可建立两幅影像的最终匹配点对。匹配结果表明，通过阈值的设置，可以在Ａ     

SIFT特征匹配旋转补偿的影像匹配方法

本文针对较大旋转角度影像的匹配问题,提出一种基于SIFT特征匹配旋转补偿的影像匹配方法.即采用SIFT特征匹配方法估计影像问的旋转角度,对匹配窗口影像进行旋转补偿,最后采用带核线几何约束条件的相关系数法寻找同名点.在每层金字塔,采用带模型连接条件的相对定向来删除错误匹配点.通过对一组实际航摄影像进行试验,验证了所提出方...     

面向城区宽基线立体像对视角变化的结构自适应特征点匹配

提出一种基于结构自适应特征的城区宽基线影像特征点匹配方法。首先,对影像提取点特征和直线特征,挖掘点特征与其邻域内直线特征之间的几何关系,构建结构自适应的特征区域和特征描述符,并通过双向匹配策略获得初始匹配结果。然后,基于初匹配结果估计影像基础矩阵,构建核线约束的结构自适应特征匹配算法进行二次匹配。最后,将已匹配特征作为控制基础设计匹配扩展算法,进一步增加匹配点数量。本文方法以特征点邻域几何结构为出发点,构建自适应的特征区域,能够在显著的影像视角变化下,为同名特征点提取影像内容一致的特征区域,进而获得相似的特征描述符。试验结果证明,与传统算法相比,本文方法在城区宽基线影像上能够同时获得更多的正确匹配特征和更高的匹配正确率。     

大交角近景影像的仿射不变特征匹配方法研究

针对近景数字摄影测量中大交角影像的匹配问题,本文提出了一种仿射不变特征提取与匹配方法。该方法集成Hessain-Affine和MSER特征检测算法提取一定数量的仿射不变特征区域,并将提取的椭圆形特征区域归一化处理为圆形区域,再用SIFT特征描述算子对特征区域进行描述,然后进行基于距离的粗匹配,最后在核线约束下进行精匹配。实验表明,本文的方法在对大交角近景图像进行匹配时,可以得到相对多数量的匹配对和较高的正确匹配率,具有很好的稳定性和鲁棒性。     

A combined image matching method for Chinese optical satellite imagery

Image matching is one of the key technologies for digital Earth. This paper presents a combined image matching method for Chinese satellite images. This method includes the following four steps: (1) a modified Wallis-type filter is proposed to determine parameters adaptively while avoiding over-enhancement; (2) a mismatch detection procedure based on a global-local strategy is introduced to remove outliers generated by the Scale-invariant feature transform algorithm, and geometric orientation with bundle block adjustment is employed to compensate for the systematic errors of the position and attitude observations; (3) we design a novel similarity measure (distance, angle and the Normalized Cross-Correlation similarities, DANCC) which considers geometric similarity and textural similarity; and (4) we introduce a hierarchical matching strategy to refine the matching result level by level. Four typical image pairs acquired from Mapping Satellite-1, ZY-1 02C, ZY-3 and GeoEye-1, respectively, are used for experimental analysis. A comparison with the two current main matching algorithms for satellite imagery confirms that the proposed method is capable of producing reliable and accurate matching results on different terrains from not only Chinese satellite images, but also foreign satellite images.     

异源多分辨率卫星影像匹配算法研究

以异源多分辨率遥感卫星影像为研究对象,对影像特征提取、特征描述、特征匹配及匹配提纯算法进行了较为深入的研究;并将不同的特征提取与匹配算法进行组合,通过试验对比得出了各种算法的适用性。在此基础上,设计了一套面向异源多分辨率卫星影像的匹配流程。     

一种改进的降落影像序列特征匹配方法

针对传统SIFT匹配方法用于嫦娥三号降落影像匹配效率低的问题,提出了一种改进的降落影像序列特征匹配方法。重构了着陆器垂直降落阶段拍摄过程的几何模型,并得到了不同降落影像中的同名匹配点之间的几何约束关系,然后通过SIFT方法进行影像中极值点的提取和特征描述,最终将几何模型约束用于极值点的匹配点搜索过程中,优化了匹配过程。采用嫦娥三号着陆器真实降落影像进行了试验,结果表明,改进方法能够取得较为稳定的匹配结果,且平均可以减少约为18%的匹配耗时,研究结果对后续深空探测任务的开展具有重要的参考价值。     

一种改进的快速特征点匹配方法

如何进行快速特征点匹配是计算机视觉领域研究的热点问题之一,基于层级式K均值聚类的分类树算法能对特征点实现快速分类。然而,当用该方法进行特征点匹配时不仅会产生大量误匹配点,而且还会丢失许多匹配点。本文对该方法进行研究后,从建树和匹配两个方面对算法进行了改进,使其更加适合于特征点匹配。实验结果表明,改进后的分类树算法能够在保持原算法匹配速度快特点的同时还能够有效降低误匹配率和漏匹配率。     

分片纠正的球面全景影响匹配方法研究

针对球面全景影像等矩形投影易带来非线性畸变,而直接将传统特征匹配方法应用于全景影像很难满足实际应用需求的问题,该文提出了一种基于分片纠正的球面全景影像匹配方法:先将等距形投影的全景影像按经纬度分成N个子影像块,对每个子块进行投影转换以得到畸变纠正后的影像,并对其做SIFT特征提取及描述,将N个子影像的SIFT特征进行坐标转换并合并即可获得整幅全景影像的特征集,进而完成多幅全景影像间的匹配.经过分片纠正后的影像在较大程度上保证了空间物体的几何属性,提高了特征匹配的质量.     

割线中点距离的面要素匹配算法

针对面要素图幅接边中出现的由于端点距离计算量大导致程序效率低的问题,该文提出了一种基于割线中点距离匹配的边界匹配方法。该算法通过获取面要素与边界线重叠的各线段的中点,对各中点进行距离匹配,从而完成面要素各段割线的匹配与割线端点的匹配。通过对割线中点的匹配,减少面要素匹配中需要匹配的点,达到节省时间的目的。通过面要素匹配实验证明:该算法可以在确保匹配准确性的情况下有效缩短面要素边界匹配的时间。     

核密度估计的道路匹配方法探讨

针对目前地图合并技术的同名实体匹配中线实体(以道路为例)研究的不足,文章基于密度插值和DEM分析,提出一种针对线实体进行全局匹配的方法:采用积分的思想将核密度估计方法扩展应用于线实体密度计算,通过提取其密度谷脊线,将其应用于地图合并技术领域中的线实体匹配研究主题,指导相似度指标阈值的选取,并取得了较好的效果,为实现同一地区不同来源或不同比例尺(主要是相近比例尺)地图数据合并及数据库集成提供了参考。