高分辨率遥感影像波段配准误差试验分析

高分辨率遥感影像波段间配准误差是影响影像质量及其应用精度的重要因素之一。配准误差指标要求是影像传感器研发中 的一项重要参数。为准确分析配准误差对遥感应用的影响程度，在试验研究中利用多项式模型模拟各种配准误差的图像，并从几何 精校正、目视解译、非监督分类实验及数据融合等角度分析了不同波段配准误差情况下对遥感应用的影响，提出了遥感应用中对高 空间分辨率卫星影像的波段配准指标要求。     

SAR主从影像的几何配准

对于SAR主影像(master)和从影像(slave)的几何配准,文中采用三次基本多项式与斜距-多普勒定位模型,解算出主影像中心像素点在从影像中的同名点,最后得出主从影像中心像素点的初级配准偏移量。本文以上海地区ERS-1影像数据为例,在Matlab环境下,对SAR主从影像的几何配准偏移量进行解算。实验结果表明,采用文中初级配准方法,初级配准相对精度可达到0.1%~0.9%。     

基于SIFT特征的遥感影像自动配准

遥感影像的自动配准是长期以来一直未能很好解决的一个重要问题。本文将视频图像匹配中获得巨大成功的SIFT（Scale Invariant Feature Transform）特征应用于遥感影像的自动配准问题中，并且针对遥感影像的成像特点，给出了一种具体的特征匹配方法。对航空和航天遥感影像在不同的变形、不同的光照变化和不同的分辨率下进行的大量实验表明，该方法具有稳定、可靠、快速等特点。     

基于小面元的多源遥感影像高精度配准方法

基于几种高精度的匹配方法，引入了小面元微分纠正的思想，设计出一种高精度影像相对配准方法。实验结果表明，该方法对多种遥感影像有很强的适应性，相对配准精度高，尤其适用于变形明显或山区多源影像间的高精度配准。     

遥感影像的高精度自动配准

在影像数据融合,动态变化监测等遥感影像集成分析和应用中,将来自不同传感器,不同时相获取的影像高精度快速配准是其中的关键技术之一,本提出了一种不同传感器,不同空间分辨率影像配准的全自动方法,并实际用于ＳＰＯＴ和ＴＭ影像的配准,其精度,可靠性和效率等明显优于传统的人工方法。     

基于华浩超算平台几何精校正模块的波段配准研究

KOMPSAT3(阿里郎三号)卫星携带高分辨率0.7 m全色和2.8 m多光谱有效载荷,回访周期短,覆盖范围广,得到了广泛的应用。但由于受太阳辐射、大气干扰、云折射等物理因素的影响,造成波段之间在局部区域图像上发生非线性几何畸变,导致多光谱假彩色合成数据产生重叠现象,严重影响多光谱数据质量。本文针对在极端条件下产生的图像局部非线性几何畸变现象,探索国内外各种波段间配准方法,研究发现基于华浩超算平台的几何精校正算法能很好地达到波段间配准效果,消除了多光谱假彩色合成数据的影像重叠现象。     

遥感图像配准算法评述

图像配准是众多具体应用的共性核心技术，如图像融合、变化检测等。其在遥感、军事、医学、计算机视觉等众多领域都有广泛的应用。本文具体分析了几种遥感中的配准方法，对图像配准在遥感领域中的技术现状进行了归纳总结，讨论了图像配准在遥感领域中的发展趋势。     

基于小面元的多源遥感影像高精度配准方法

基于几种高精度的匹配方法,引入了小面元微分纠正的思想,设计出一种高精度影像相对配准方法.实验结果表明,该方法对多种遥感影像有很强的适应性,相对配准精度高,尤其适用于变形明显或山区多源影像间的高精度配准.     

利用几何校正法进行不同影像间空间配准

在影像数据融合、动态变化监测等遥感影像集成分析和应用中，将来自不同传感器、不同时相获取的影像高精度快速配准是其中的关键技术之一。介绍利用几何校正法进行不同影像间空间配准的过程，在不同影像上选取同名点作为控制点，用最近邻、双线性内插或三次卷积内插运算法对分辨率较小的影像进行重采样，完成配准。并采用Landsat TM影像和SPOT pan影像进行实验，结果表明配准精度在1个像素之内，为进一步的遥感影像融合．分类作好数据准备。     

Sea WiFS与AVHRR资料自动几何配准

研究了一种自动几何配准的方法,来实现多时相的卫星资料和不同遥感资料之间的几 配准。利用海岸线自动选取ＧＣＰ的点,借助相关松弛法录找同名点,且有判别机制来保证ＧＣＰ的正确性,可以方便地得到分布密集的ＧＣＰ值。同时研究了二元ｎ次方程组和ＧＣＰ数目与配维精度的关系,得到ＧＣＰ数目的增加可明显提高几何配准精度。利用该方法对ＳｅａＷｉＦＳ和ＡＶＨＲＲ资料进行了几何配准,可以提高几何配准的精度和节省机时,为遥     

利用SIFT和静态小波变换的遥感影像配准方法

本文首先利用静态小波变换对影像进行多层分解,在其低频子影像上利用SIFT提取特征点集;之后,通过统计不同阀值下的匹配点集精度和数量信息,利用多项式拟合的方法自动建立约束条件,并以此约束条件自动校正控制点集以得到数量可观且高精度的控制点集.试验结果表明,该方法是一种有效的遥感影像配准控制点自动提取方法.     

基于压缩感知的遥感影像弹性配准方法

针对遥感影像由于载荷类型、观测角度、地形起伏等内外部因素造成的影像局部几何畸变,而基于全局配准方法制约着影像配准精度的提高,基于像元的弹性配准方法可大幅提升遥感影像的配准精度,但是存在运算效率这一瓶颈等问题,该文利用像元弹性配准参数的稀疏性,提出一种基于压缩感知的弹性配准方法。通过对遥感影像像元梯度幅值响应较强的点进行随机抽样,形成观测样本点集,采用弹性配准局部参数解算模型求解样本点平移参数;通过压缩感知稀疏重构算法重构影像各像元平移参数。实验表明,在配准精度差异较小和一定的参数设置条件下,该方法可显著提高弹性配准运算速度。     

一种基于角点特征的遥感影像自动配准方法

本文通过对Harris算子进行改进,自适应地提取角点特征,然后基于角点特征进行由粗到精的匹配,完成影像的配准;并利用MODIS影像、TM影像和HJ-1卫星影像3种不同分辨率的遥感影像进行配准实验,结果表明该自动配准方法能够达到亚像素级的配准精度,是一种高精度的影像配准方法。     

基于极大似然估计采样一致性准则的遥感影像配准参数解算方法研究

本文提出运用最大似然采样一致性准则解算遥感影像配准系数的方法。该方法基于极大似然估计理论,首先对初始匹配点的坐标残差进行概率建模,计算概率模型成立时的似然函数值并选择似然函数值最大时的参数为正确结果,最终剔除错误点保留正确匹配点。该方法较之传统的最小二乘方法更为准确地计算配准系数,并可以解决随机采样一致性准则解算配准参数时,对阈值的依赖问题。试验证明,该方法可提高配准参数解算的稳健性和精度。     

利用有理函数模型的几何定位仿射变换方法

针对高分辨率遥感影像在应用严密成像模型处理时存在求解参数众多、数值解算精度不高的问题,该文提出了基于有理函数模型(RFM)对几何定位进行仿射变换的方法。首先采用高分辨率遥感影像基于有理函数模型系数进行无控制点直接定位;然后利用控制点变化趋势制定控制点布设方案,并选取最优控制方案进行仿射变换;最后基于像方仿射变换进行误差补偿,从而实现减小高分辨率遥感影像存在的系统误差。以IKONOS遥感数据进行几何定位实验,结果表明:本文方法可以有效地提高高分辨率遥感影像的几何定位精度。     

利用自动匹配与三角剖分进行遥感图像几何精校正

在研究传统几何精校正方法的基础上,提出了一种高精度的基于自动同名点匹配和三角剖分技术的几何精校正方法,该方法是通过基准底图对待校正图像进行几何精校正的。首先利用FAST (Features from Accelerated Segment Test)算子在基准底图上快速提取均匀分布的候选特征点,通过图像自身携带的地理定位信息确定初始同名点对;经平移误差消除、互相关双向匹配、RANSAC(Random Sample Consensus)粗差剔除、二元三点插值等步骤获取稳定可靠的亚像元级同名点对;最后根据亚像元级同名点对构建Delaunay三角网进行图像变换和重采样处理。以Landsat卫星ETM为基准底图对环境卫星CCD数据进行几何精校正试验,本算法几何精校正精度较传统的方法得到了很大提高。     

特征级高分辨率遥感图像快速自动配准

随着遥感图像分辨率的日益提高,遥感图像的尺寸和数据量也不断地增大,同时随着遥感应用的发展,对图像配准的性能也提出越来越高的要求,基于此,提出一种特征级高分辨率遥感图像快速自动配准方法。首先,对图像进行Haar小波变换,基于小波变换后的近似图像进行配准以提高配准速度;其次,根据不同的遥感图像来源使用不同的特征提取方法(光学图像使用Canny边缘提取算子,SAR图像使用Ratio Of Averages算子),并将线特征转化为点特征;然后,依据特征点间最小角与次小角的角度之比小于某一阈值来确定初始匹配点对;最后,利用改进的随机抽样一致性算法滤除错误匹配点对,并结合分块思想均匀选取匹配点对计算仿射变换参数,进一步提高配准精度。为了验证本文方法的有效性,选择高分辨率World View-2图像、Pleiades图像和Terra SAR图像进行了实验,并与典型的SIFT算法、SURF算法进行比较分析,采用匹配率、匹配效率、均方根误差和时间消耗4个定量评价指标来客观评价算法的配准性能。实验结果表明,本文方法具有较好的有效性,且在不同的情况下具有较高的配准精度。本文提出的特征级高分辨率遥感图像快速自动配准方法,多组高分辨率遥感图像数据的配准实验结果表明该方法能快速实现并具有较高的配准精度和较好的鲁棒性。     

结合空间辅助面特征的区域自动配准

提出了一种新的基于空间辅助面特征的主被动遥感影像区域自动配准方法,该方法借鉴了全局区域配准高精度与局部区域配准低复杂度的算法特征,采用正、反函数变换法提取具有相同角度和尺度的空间特征,并采用归一化互相关系数法定义灰度相似性,通过构建空间辅助面,将空间特征和灰度相似性有效地结合起来,共同用于影像的自动配准。文中选取了SPOT与ASTER影像、ASAR和ASTER影像两组数据进行实验,并提取基准影像和配准后待配准影像的不同部位相间拼接形成结果图,从中可以看出各种地物在拼接处表现自然平滑。实验结果证明,该方法简单易行,且配准精度较高。     

森林资源监测中GF-2卫星影像波段配准误差分析

通过对GF-2卫星影像正射校正及波段模拟配准误差试验,分析GF-2卫星正射校正方法的选择以及不同配准误差下对GF-2卫星影像自动分类结果的影响;最后介绍GF-2遥感影像在森林资源监测应用中的初步测试。研究结果表明:正射校正时,当校正精度要求控制在RMS2时,控制点数量选择范围在85~95间较为合理,且控制点数在90个时,RMS值最小;经有理函数模型与卫片模型比较后,卫片模型校正精度较高;以目视判读为主时,实践中建议使用三次卷积重采样法输出结果最好;波段模拟配准误差试验中,配准误差与各地类面积变化间存在显著的线性关系;对于森林面积监测时,配准误差应小于0.3个像元。此研究可为新型国产卫星数据在森林资源监测中的应用提供参考。     

图像分层匹配的HJ-1A/B CCD影像自动几何精校正技术与系统实现

环境与灾害监测预报小卫星星座(环境一号卫星,HJ-1A/B)自发射以来,在环境监测、灾害评估、土地资源调查等领域发挥了重要的作用。但是HJ-1A/B卫星CCD图像的2级产品(HJ-1 CCD图像)几何精度低,实际应用中需要进行几何精校正。HJ-1 CCD图像具有宽覆盖、大视场角、几何变形复杂的特点,几何精校正难度大。针对该问题,本文提出了一个以Landsat TM全球拼接图像为基准,基于Forstner算子和模板匹配的分层配准方法。该方法使用分层匹配获得的大量高精度且分布均匀的控制点构建Delaunay三角网,有效地解决了HJ-1 CCD图像的几何精校正问题。在配准技术研究的基础上,研发了HJ-1 CCD图像几何精校正系统,系统具有全球HJ-1 CCD图像的自动批量处理能力。实验结果表明,本文提出的几何精校正方法精度高,实现了环境星图像的自动批量处理。