遥感光学图像立体目标空间配准及纹理映射方法研究

发布时间：2020-06-01 14:58

【摘要】：随着遥感技术发展及应用需求提高，相比于2-D(2-Dimension)信息，地物3-D(3-Dimension)信息不管在民用还是军用领域都具有更重大的意义，在立体空间中对遥感目标进行更加完善三维描述。考虑到高分辨率遥感光学图像为目标三维信息获取提供了更精确完整的图像数据来源，因此基于光学图像的遥感光学立体成像技术成为当前研究热点。三维重建技术需要首先针对多角度、多时相下获得的不同特性遥感光学图像，进行立体目标空间配准方法研究。空间配准包括图像配准技术和立体配准技术。为了获得更具有真实感的遥感目标3-D模型，需要通过表面纹理映射技术为模型增加纹理细节信息。本文主要以卫星和临近空间为平台，以建筑物、桥梁、舰船和油库为典型遥感目标，开展图像配准、立体配准及纹理映射三方面的应用研究。 首先，多角度遥感光学图像配准技术方面，主要对不同角度下获得遥感光学图像进行配准研究。针对原有配准方法在对多角度光学图像进行搜索对应关系时存在的计算量过大、错误匹配率过高的问题，在传统的互相关系数相似测度搜索约束准则上，提出一种新的基于坐标窗口约束搜索策略，分两步进行图像配准处理。考虑到配准精度主要受到控制点分布情况的影响，为了实现高精度图像配准，提出一种基于点均匀分布考量的控制点筛选算法。为了分析算法的性能，对多角度真实航拍图像和多角度半实物仿真图像进行配准实验，并分析特性。 其次，遥感目标重建数据立体配准方面。通过分析遥感重建数据特点，针对传统ICP迭代循环算法在处理仅有部分共有的三维数据间配准时存在的产生多余匹配点、不易收敛的问题，在对匹配无效性判断与去除方面进行算法改进。为了分析算法精度及收敛曲线性能，对模拟建筑物数据、仿真平台下部分建筑物重建数据及真实遥感多时相DSM数据进行配准实验。 最后，遥感重建目标表面纹理映射方面，为了提高遥感目标重建3-D模型完整度，需要为几何模型添加表面的纹理信息。针对四种典型遥感目标，，提出一种基于光学图像的重建目标表面纹理映射算法流程，对其中纹理图像正射校正技术及坐标对应技术分别进行了研究。为了验证算法映射效果，对仿真平台下四种典型遥感目标及真实黑科技两类建筑物进行表面映射实验，并可视化评价生成的遥感目标3-D模型。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP751

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本文编号：2691651