资源三号卫星三线阵影像DSM及DOM自动生成

发布时间：2017-10-11 16:08

  本文关键词：资源三号卫星三线阵影像DSM及DOM自动生成

  更多相关文章： 资源三号卫星 三线阵影像 改进的Harris特征点 置信传播全局匹配 有理函数模型 DSM DOM

【摘要】：资源三号卫星于2012年1月9日11时17分在太原卫星发射中心发射升空，卫星配置三线阵相机和多光谱波段正视相机。本文主要针对三线阵影像进行处理，在没有控制点数据和已知数字高程模型的情况下，根据随影像附带的RPC参数，建立有理函数模型，生成数字表面模型，并对正视影像进行纠正。此研究对应急测图、无人区控制点不便获取或基础地理信息产品未覆盖区域测绘有一定的指导意义。 资源三号卫星三线阵影像的原始影像对比度比较低，在对影像进行处理之前先利用PS对所用的影像进行自动增强。本文利用基于高斯差分改进的Harris特征提取算法对ZY-3三线阵前后视影像进行特征提取，改进的特征提取的算法的思想是先对影像进行高斯滤波，然后与滤波前的影像进行差分，使图像的细节部分得到突出，进而用Harris特征提取算法提取特征点，在整个特征提取过程中进行两次不同区域的局部非极大抑制，这样可以有效的删除冗余特征。特征点提取完成之后，利用相关系数匹配准则对此前后视影像进行双向特征匹配，之后对匹配的结果进行斜率约束，即所有同名点对的连线大致趋势相同，得到特征匹配的结果。利用特征匹配的结果，建立初始视差图，然后利用置信传播算法对生成的初始视差图进行优化，使每一像元的视差能量函数都得到最小化，进而得到前后视影像重叠区域内所有像元的最优对应关系。 通过对资源三号三线阵前后视影像进行特征提取、特征匹配和全局匹配之后，利用随影像附带的RPC参数，建立前后视影像同名像元的有理函数模型，线性化后建立误差方程，通过最小二乘间接平差的前方交会的方法，迭代求解所有像元在地面坐标系下的三维坐标，，得到研究区域的密集点云，形成数字表面模型。之后对正视影像进行正射纠正，先建立一幅空的正射图像，将前后影像重叠区像元三维坐标赋在相应位置上，并内插出其他像元的三维坐标，然后利用正视影像的RPC参数建立正视影像有理函数模型，计算正射影像每一像元在正视影像的位置，利用双线性内插的重采样方法确定正射影像像元的亮度值。最后对生成的正射影像进行精度评定，评定结果显示本文方法对资源三号三线阵正视影像进行正射纠正的平面位置精度可达到当前比较先进的水平。 实验证明，在没有控制点和已知数字高程模型数据的情况下，本文通过对资源三号三线阵前后视影像进行特征提取、特征匹配，再通过置信传播算法进行全局匹配，然后通过影像附带的RPC参数建立有理函数模型，通过间接平差法，迭代求解像元的真实三维坐标，得到相应区域的DSM，再利用有理函数模型间接法对正视影像进行正射纠正，平面精度可达到同等条件下较先进水平。
【关键词】：资源三号卫星 三线阵影像 改进的Harris特征点 置信传播全局匹配 有理函数模型 DSM DOM
【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P236
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 绪论7-12
• 1.1 论文选题意义7-8
• 1.2 国内外研究现状8-10
• 1.2.1 国外研究现状8-9
• 1.2.2 国内研究现状9-10
• 1.3 论文的主要内容与框架结构10-12
• 1.3.1 本文的主要内容和创新点10-11
• 1.3.2 本文的框架结构11-12
• 第2章 资源三号卫星影像预处理12-23
• 2.1 资源三号三线阵成像原理12-16
• 2.1.1 三线阵相机成像原理12-15
• 2.1.2 资源三号卫星影像特点15-16
• 2.2 资源三号卫星影像预处理16-23
• 2.2.1 辐射纠正16-19
• 2.2.2 几何纠正19-20
• 2.2.3 影像增强20-23
• 第3章 资源三号卫星影像置信传播全局匹配23-36
• 3.1 资源三号卫星视影像特征提取23-29
• 3.1.1 常用的几种点特征提取算法23-26
• 3.1.2 Harris 特征提取算法26-28
• 3.1.3 基于高斯差分改进的 Harris 特征提取算法28-29
• 3.2 资源三号卫星影像特征匹配29-32
• 3.2.1 影像匹配准则29-31
• 3.2.2 影像特征匹配31-32
• 3.3 资源三号卫星影像置信传播全局匹配32-36
• 3.3.1 影像全局匹配方法32-33
• 3.3.2 置信传播算法全局匹配33-36
• 第4章 资源三号卫星影像 DSM 及 DOM 自动生成36-45
• 4.1 资源三号影像 DSM 自动生成36-40
• 4.1.1 三线阵影像有理函数模型36-38
• 4.1.2 三线阵影像 DSM 自动生成38-40
• 4.2 资源三号影像 DOM 自动生成40-45
• 4.2.1 DOM 生成的方法40-42
• 4.2.2 三线阵影像 DOM 自动生成42-45
• 第5章 实验与分析45-65
• 5.1 资源三号卫星影像增强45-46
• 5.2 资源三号卫星影像置信传播全局匹配46-55
• 5.2.1 前后视影像特征提取46-50
• 5.2.2 前后视影像特征匹配50-53
• 5.2.3 前后视影像置信传播全局匹配53-55
• 5.3 资源三号卫星影像 DSM 及 DOM 自动生成55-59
• 5.3.1 三线阵影像 DSM 自动生成55-57
• 5.3.2 三线阵影像 DOM 自动生成57-59
• 5.4 资源三号卫星影像 DOM 精度评定59-65
• 结论与展望65-67
• 结论65-66
• 展望66-67
• 参考文献67-70
• 发表论文目录70-71
• 致谢71-72
• 附录72-83
• 1. 改进特征提取算法核心代码72-73
• 2. 特征匹配算法核心代码73-75
• 3. 资源三号影像全局匹配核心代码75-78
• 4. 资源三号影像 DSM 生成核心代码78-82
• 5. 资源三号影像 DOM 生成核心代码82-83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王任享;卫星摄影三线阵CCD影像的EFP法空中三角测量(一)[J];测绘科学;2001年04期

2 王任享;卫星摄影三线阵CCD影像的EFP法空中三角测量(二)[J];测绘科学;2002年01期

3 王新义,杨俊峰,王建荣,王任享;三线阵CCD影像短航线空中三角测量的模拟实验研究[J];测绘科学;2005年04期

4 王任享;;月球卫星三线阵CCD影像EFP光束法空中三角测量[J];测绘科学;2008年04期

5 赵斐;胡莘;关泽群;朱筱虹;;三线阵CCD影像的像点自动匹配技术研究[J];测绘科学;2008年04期

6 刘军,王冬红,毛国苗;基于RPC模型的IKONOS卫星影像高精度立体定位[J];测绘通报;2004年09期

7 刘军;张永生;王冬红;;基于RPC模型的高分辨率卫星影像精确定位[J];测绘学报;2006年01期

8 李德仁;;我国第一颗民用三线阵立体测图卫星——资源三号测绘卫星[J];测绘学报;2012年03期

9 王海侠;高飞;胡小华;;基于RPC模型的QuickBird影像几何精校正的研究与探讨[J];城市勘测;2011年03期

10 高炳浩;;高分辨率遥感影像纠正处理[J];测绘与空间地理信息;2009年01期

本文编号：1013459