多源航拍圖像校正、配準及其應用研究.pdf

1、隨著數字化城市，數字化地球等一系列地理信息系統(tǒng)的實施與發(fā)展，航拍圖像作為遙感圖像重要的組成部分、以其大量的數據信息和幾何分辨率高受到普遍的重視。直接獲取的航拍圖片由于各種因素的影響，存在一定的幾何畸變和輻射量的失真現(xiàn)象。這些畸變和失真嚴重影響了圖像的質量和應用，必須先進行輻射校正和幾何校正。另外，所攜帶的不同成像傳感器獲取的地面信息因其成像方式、使用的電磁波段以及分辨率的不同，所反映的地面情況也不盡相同，使得多源遙感圖像信息融合的研究已

2、成為目前國內外的研究熱點。其中配準是多源圖像融合的前提和基礎，同時圖像校正和配準是一切多源圖像信息處理中必不可少的一個基本環(huán)節(jié)。本文重點研究多源航拍圖像校正、配準，取得的主要研究成果和創(chuàng)新點如下： 一、深入分析航拍圖像的校正問題。針對機載平臺不穩(wěn)定，導致數據失真嚴重，提出基于POS/DG數據的機載遙感圖像的粗-精校正方法。利用POS/DG記錄的飛行器的位置(經度、緯度、高度)和姿態(tài)參數(俯仰角、側滾角和偏航角)等參數直接建立圖像

3、點和地面點之間的數學關系進行粗校正，詳細推導出針對每一行數據的直接定位模型，并給出獲得粗校正圖像的重采樣方法。為了滿足后續(xù)工作的要求，給出基于多項式的精校正方法。該粗-精校正算法省去大量的地面工作，并且提高了處理質量和速度，同時具有很高的精度，完全能夠滿足后續(xù)拼接和融合等的要求。 二、針對多傳感器、多平臺、多時相、多光譜和多分辨率的多源航拍影像，提出基于直方圖規(guī)定化熵特征的圖像配準方法。對于圖像間變換為剛性變換的情況下，給出了計

4、算配準參數的公式，并且提出對誤匹配點對進行剔除的聚類方法。利用“數字上?！钡倪b感影像數據進行了仿真實驗，取得了較好的效果。 三、特征提取是基于特征的配準方法的關鍵步驟，本文采用角點作為特征基元?；仡櫫烁鞣N角點提取方法，重點分析了SUSAN角點提取方法。針對已有的角點檢測方法對噪聲嚴重、紋理豐富的復雜圖像都很敏感，提出根據角點角度向量性質剔除錯誤角點的方法。該方法大大提高了角點檢測的正確性，適用于噪聲嚴重、紋理豐富的遙感圖像特征點

5、提取。另外角點的角度向量是平移旋轉和尺度變換的不變量。這一性質對于后續(xù)角點匹配過程具有極大的作用。 四、針對特征點匹配問題，提出基于線比不變性的點匹配迭代算法。通過分析概率函數的性質，獲得減少迭代運算量的方法。該算法適用于任意尺度、角度和平移的仿射變換，并且具有一定的抗噪性和抗畸變性，但是當特征點個數較多時，仍然需要大量的運算時間。充分利用前面所獲得的角點的角度向量特征，在基于線比不變性的匹配算法基礎上提出基于角點性質的改進匹配