POS辅助和核线约束的倾斜影像匹配方法

针对无人机倾斜影像匹配时,由于冗余数据量大、影像几何变形大和重复纹理导致基于SIFT特征点的无人机倾斜影像匹配效率和可靠性低的问题,本文提出一种基于POS辅助和核线约束的倾斜影像匹配方法。在该方法中,首先利用机载GNSS/IMU设备获取的影像POS数据计算影像间在物方的重叠区域,接着将物方重叠区投影至像方,根据两幅影像的像方重叠率筛选高可靠像对;其次采用SIFT-GPU算法对影像提取特征点,并根据POS数据估计像对间的核线关系;然后在核线约束下,以描述子间的欧氏距离为相似性测度,实现特征点的高效稳健匹配;最后采用RANSAC算法剔除误匹配。通过对两组倾斜影像做匹配试验验证了本文方法的可行性。     

ROOF BOUNDARY EXTRACTION USING MULTIPLE IMAGES

Urban area building extraction is one of the most challenging problems in photogrammetry. Well-extracted buildings are needed for a variety of applications, such as cartography, building GIS databases for cities, and urban planning. This paper presents a new technique to extract 3D building wire-frames using a robust multi-image line-matching algorithm. Although one pair of images is adequate to find the 3D position of two visibly corresponding image features, it is not sufficient to solve the general building extraction problem due to obscured parts in the building. Four images are used in this research to extract the building wire-frames. First the images are segmented into regions. Regions are then classified into roof regions and non-roof regions based on their size, shape, and intensity values. The roof region boundary pixels are located and used to find the region perimeters. Region correspondence is solved in a pair-wise mode over all images using the epipolar constraint, region size, region shape, and region intensity values. Image lines within the corresponding regions are matched over all images simultaneously by first creating a plane for each region line. Planes are then intersected simultaneously and geometric consistency is used to determine acceptance or rejection. Results with high overlap and sidelap aerial images are presented and evaluated. The results show the completeness and accuracy that this method can provide for extracting complex urban buildings. The average coordinate accuracy is about 0·8 m using 1:4000 scale aerial photographs scanned at 30 μ m. Six buildings were examined; the line detection rate is 98%.     

一种POS数据辅助多视角倾斜航空影像匹配方法

提出一种利用POS辅助多视角倾斜影像匹配的算法。首先,利用POS数据对倾斜影像进行近似核线纠正;然后,用SIFTGPU算法对纠正影像进行特征匹配,根据匹配结果计算出两张影像的水平和垂直方向视差进而求得其近似重叠区域;将重叠区域进行分块特征匹配,采用比值提纯法、视差约束和RANSAC算法等约束条件剔除误匹配;最后,将匹配结果通过POS数据反算回到原始影像上。试验结果表明,将POS数据应用到多视角倾斜影像匹配中,可快速获得比常规影像匹配方法数量更多、分布更均匀的匹配点。     

利用基准色调的大范围卫星影像色彩一致性处理算法

由于季节、光照、大气条件等的不同,大范围卫星影像间色调差异较大,镶嵌后影像接边处存在明显"拼接缝"。针对此问题本文提出了一种卫星影像色彩一致性算法,以覆盖测区、色彩一致性较好的低分辨率卫星影像为基准色调底图,对测区内源影像进行自动的色彩校正。选取大范围、时相差异较大的高分一号卫星影像进行试验,经本文算法处理,影像镶嵌后整体视觉效果较好,接边处色彩过渡平滑,影像重叠区域各项统计指标良好,验证了该算法的有效性和可靠性。     

大重叠度无人机遥感影像的三维建模方法研究

探讨了无人机遥感系统获取的遥感影像的三维建模方法 ,应用相对定向直接进行无人机遥感影像相对定向 ,并通过实验分析了相邻影像间重叠度对相对定向精度的影响。基于高重叠度的无人机遥感影像 ,为提高同名点识别的精度 ,提出了多幅影像核线约束方法。实验证明本文是利用无人机遥感影像特点实现三维建模的有意义的尝试     

交通监控视频图像语义分割及其拼接方法

视频拼接是图像拼接的外延,在场景监控、目标识别等应用中发挥着重要作用。传统视频拼接算法多要求视频间具有较大重叠区域且特征点匹配过程中只顾及图像几何特征,当处理交通监控视频时,会因不同摄像头之间重叠区域极小或主光轴之间夹角较大而导致无法拼接或图像变形较大。为此,本文提出一种交通监控视频图像语义分割及其拼接方法。首先,利用边缘角度二阶差分直方图算法自动识别多视频交汇区域的正射影像,并将其作为拼接背景图像;然后,基于全卷积神经网络对正射影像和视频图像进行语义分割,提取图像中的交通专题语义;最后,以交通专题语义作为约束进行特征点匹配,将各个交通监控视频匹配至背景正射影像,实现监控区域视频拼接。采用山东省某市实际视频数据进行试验验证,结果表明对于重叠区域较小的监控视频,本文方法可获得较好地拼接图像,同时可有效提高特征点匹配的准确度。     

以不同分类法探讨SPOT与IKONOS两种卫星影像之分类准确度

遥感探测可应用于大尺度环境之研究、规划及经营管理，故为探讨自然资源动态变迁之良好工具，惟现行影像来源与分类方法众多，研究者如何视其需要选择最佳组合，实有探讨之必要。本研究以SPOT及IKONOS两种不同空间解析力之卫星影像为材料，配合不同分类方法探讨台湾地区垦丁公园不同植群社会之空间分布信息，其结果均证实可行。而由研究过程发现，不同影像使用不同分类方法，其分类准确度有所差异，其中IKONOS影像因具有较高之空间解析力，有时反而容易造成影像分类的误授、漏授；而绿色植生部分尚无法由卫星影像之波谱值完全区隔，因此分类之精度仍有待精进。就影像分类而言，良好的训练样区配合正确的分类方法，可迅速获得一定准确度以上之分类结果，惟有时限于分类别的影像波谱值过于接近及各种地形效应、辐射效应之影响，会造成影像分类结果有误授、漏授及破碎化之情形产生，若能有效克服此一问题，则影像分类之成果将可提高其实用性。     

GF-4序列图像的云自动检测

以高分四号(GF-4)卫星L1级标准分幅数据产品提供高精度的云检测产品为目的,研究针对地球同步轨道卫星数据的云检测算法,改进自动阈值以适应同日不同时刻成像数据的辐射亮度与地表反射特性的变化差异。利用GF-4卫星凝视成像方式获取的同区域序列图像以及云在不同图像上的运动特性,结合自动阈值与SavitzkyGolay(SG)滤波修正检测结果中的误检。算法的两个关键预处理,一是通过自动的几何配准解决未经几何校正的分幅数据之间像素位置对应的问题,二是通过基于典型相关变换自动提取序列图像之间的伪不变特征点集,进而利用相对辐射归一减小了不同时刻成像数据之间的辐射差异。通过内蒙古自治区东部及长江中下游区域70余组数据对算法进行验证,整体上获得了稳定的结果与精度,并且基于序列图像的云检测算法在云边界、高亮地表及薄云区域的检测精度整体优于单幅自动阈值的检测结果。结果表明算法精度上满足GF-4云检测数据产品需求,且算法自动化程度高,便于工程化的数据生产。     

The Integration of Cooperation Model and Genetic Algorithm

In the photogrammetry,some researchers have applied genetic algorithms in aerial image texture classification and reducing hyper-spectrum remote sensing data.Genetic algorithm can rapidly find the solutions which are close to the optimal solution.But it is not easy to find the optimal solution.In order to solve the problem,a cooperative evolution idea integrating genetic algorithm and ant colony algorithm is presented in this paper.On the basis of the advantages of ant colony algorithm,this paper proposes the method integrating genetic algorithms and ant colony algorithm to overcome the drawback of genetic algorithms.Moreover,the paper takes designing texture classification masks of aerial images as an example to illustrate the integration theory and procedures.     

基于重叠区域相关系数的视频影像关键帧提取算法

提出了3种基于影像重叠区相关系数的视频影像关键帧快速提取算法。该算法首先采用多项式快速、准确地拟合出视频影像相关系数的变化趋势,然后利用相邻关键帧影像重叠区的高相关特性实现关键帧帧位的快速、准确提取,并通过实例与基于重叠度计算关键帧算法的时效性进行对比。结果表明,该算法单次计算相关系数的时间相对于单次重叠度计算时间缩短了近4倍,准确度达到88%,且针对不同拍摄手段下的视频影像,提取的关键帧影像精度较高。同时,还对基于视频提取的关键帧影像进行全景图拼接,结果显示未出现明显场景缺失,且可靠性高,适用性强。     

基于多进制小波变换的遥感影像融合

首先介绍了遥感影像融合的理论和方法 ,然后在讨论多进制小波理论的基础上 ,提出了一种基于特征的多进制小波变换的影像融合算法 ,该算法根据待融合影像分辨率之比确定采用多进制小波 ,从而最大限度的利用了待融合影像的信息 ,防止影像信息的丢失。通过对具体影像的实验 ,证明融合后的影像最大限度地保留了待融合影像的光谱信息 ,同时提高了待融合影像的清晰度和空间分辨率。文中给出了SPOT全色影像与SPOT多光谱波段影像、SPOT全色影像与TM影像的融合结果 ,并与其他方法进行了比较 ,证明了本方法的优越性和自适应能力     

一种基于图像边缘特征的SAR斑点滤波算法

合成孔径雷达图像上的斑点噪声会阻碍图像的校准、检验、解译和应用,因此斑点噪声的去除是雷达图像处理的一个重要环节。通常的去噪方法在抑制噪声的同时也使得图像的边缘模糊,细节特征损失。理论和实践表明去除图像的斑点噪声和保持图像的边缘信息是无法同步实现的。为了在去除噪声和保持边缘特征之间进行折衷,本文基于MROA边缘检测算法以及均值滤波算法,提出了一种基于图像边缘特征的斑点噪声滤波算法。实验结果表明该算法能够在平滑图像的同时有效保持边缘特征信息。     

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。     

一种适用于粗匹配的遥感影像快速变化发现方法

针对遥感影像变化检测过程中影像间相对配准精度对检测结果影响大,易产生细碎图斑和错检冗余等问题,本文提出了一种基于感知哈希算法适用于粗匹配的遥感影像变化发现方法,以待检测影像的光谱信息和纹理特征信息共同作为检测特征集,以分割后的格网作为检测单元,采用基于感知哈希算法的影像相似度比对方法,计算格网内图像相似度,提取变化位置...     

单视数SAR图像Speckle滤波方法的研究

在分析单机数SAR影像的Speckle局部统计特性和现有的空间滤波算法的基础上,提出了一种新的Speckle滤波方法,该方法采用特殊的滤波窗口邻域划分方法,根据窗口相对标准差自适应地调整窗口尺寸和窗口内的滤波区域。该方法被用于多幅单视数ERS-1/2SAR图像去Speckle处理,并与以往的典型算法进行了比较,取得了较好的实验结果。     

一种基于城市水体指数与分形几何算法的OLI遥感影像水体提取方法

针对严重污染的城市水体与道路、建筑物、阴影等易于混分,以及遥感水体提取结果不连续、存在斑点问题,本文以广州市流溪河与东江水系为研究对象,基于2016年与2017年OLI遥感影像,采用本文新提出的城市水体指数法（CWI）,同时结合分形几何算法,通过设置形状面积等特征,实现城市复杂环境下的水体信息的自动提取。并与单通道算法、改进的归一化差异水体指数（MNDWI）算法、支持向量机法（SVM）与光谱角度法的水体提取结果进行对比分析。结果表明：SVM算法出现大量斑点,其次为MNDWI水体指数算法,光谱角度算法与单通道算法斑点较少,但水体提取结果不连续,部分河道漏分。本文提出的算法能够克服山体阴影、道路、建筑物等影响,实现城市污染水体以及一般水体连续、准确提取。本文的提取结果可为水资源调查、洪水灾害预测评估、水利规划、环境监测等工作提供基础数据支撑。     

二维哈希算法在地理空间数据批量分幅中的应用

分幅地理空间数据坐标转换后,还需在新坐标系下重新分幅。对于其中的批量数据,在新旧图幅重叠判断时需要大量的检索操作,快速查找算法能够提高查找效率。本文在建立新旧图幅关联关系、确定重叠判断方法和分割要素的文件存储方式后,提出了一种以新图幅中心点坐标为关键字的二维哈希表索引构建和重叠图幅查找的算法;给出了算法设计思路,并以实际案例验证分析了算法的正确性和有效性。与传统方法相比,该算法具有更高的执行效率,是一种较好的替代算法。     

基于影像重叠程度的初始接缝线网络生成方法

初始接缝线网络是影像镶嵌中的重要一环,特别是在遥感影像处理中,它的生成质量对后续接缝线的优化具有重要影响。设计了一种新颖的初始接缝网络线生成方法,它将影像有效区域的重叠拓扑以比特数组的形式进行了封装,并分别赋给了点、线、面这些平面几何要素。一方面,这有助于挖掘影像重叠区之间的空间联系,便于计算接缝线连接的优先关系,使得接缝线的生成不再受制于重叠区域的具体形状,而仅考虑影像的重叠程度,从而大大提高了接缝生成的鲁棒性。另一方面,基于比特运算的高效性也使该方法在接缝线生产效率上体现出优势。与顾及重叠的面Voronoi图的方法进行了对比,该方法在接缝线生成的鲁棒性和效率上都具有一定优势。     

基于EM和BIC的直方图拟合方法应用于遥感变化检测阈值确定

利用遥感图像进行变化检测时,确定"差异图像"上各变化类型的阈值非常关键.本文引入图像直方图拟合方法来确定变化阈值.首先通过基于变化向量分析方法,得到变化强度图像,然后假设该变化强度图像中的像元值符合混合高斯分布模型,利用期望最大(EM)算法和贝叶斯信息准则(BIC)求出最佳的混合高斯分布模型,拟合此时的图像直方图,最后利用贝叶斯判别准则确定出各变化类型的变化阈值.试验证明,这种方法是一种较为有效的自动确定变化阈值的方法.     

基于禁忌搜索的点状注记研究

地图注记是为待定位注记求取注记位置的过程,它是自动地图制图中的一个重要的难题,其中点状注记问题可以看作是一个组合优化问题。解决优化组合问题,目前有许多成熟的算法,比如模拟退火法,遗传算法,神经网络优化算法以及禁忌算法等等。目前,模拟退火法,遗传算法和神经网络优化算法已经被用来优化点状注记的配置问题。本文将介绍禁忌算法在点状注记配置中的应用,并用国家1∶250000地形图点状居民地图层数据实验,证明该方法有较高的搜索效率,得到的注记结果基本上解决了压盖问题。