高分辨率线阵卫星通用核线影像生成方法研究

发布时间：2021-01-05 22:54

　　近年来,对地观测技术迅速发展,对地观测系统日益完善。国外以IKONOS、WorldView、Pleiades为代表的高分辨率对地观测遥感卫星技术已经非常成熟,我国以资源三号为代表的高分辨率民用测图卫星也已达到世界先进水平。以上列出的高分辨率线阵卫星都能形成立体观测（如资源三号三线阵传感器能够提供前视、下视和后视三视立体）,从而为三维信息提取提供有效、可靠的数据来源。高分辨率线阵卫星立体观测数据三维信息提取的应用包括而不仅限于:数字地表模型生成、城市三维建模、自然灾害评估和目标定位与跟踪等。从卫星影像中提取三维信息的一个核心技术就是立体匹配（密集匹配）技术,其中核线影像作为密集匹配的输入数据,其正确性直接影响到匹配结果的可靠度,进而影响三维信息的准确性,因此正确的核线影像输入对密集匹配至关重要。与框幅式影像不同,线阵影像核线呈现双曲线状,这给核线影像生成带来了巨大挑战。传统核线影像生成方法适用于某一种单一立体观测模式（比如同轨或者异轨）,缺乏通用性。另外随着对地观测卫星越来越多,不同平台之间形成立体观测的可能性越来越大,因此研究一种能同时适用于同轨、异轨和异源立体像对的通用核线影像生成方... 

【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１框幅式影像核线关系示意图??（１）点．？摄影心〇和０的连线称为摄影基线，基线延长线与左右影像??

摄影测量的目的是通过二维图像重建三维场景，三维的重建需要通过光线交会来实现，光线的交会又恰恰需要立体观测作为基础。在上星遥感中，有立体观测方式，如图２－３所示（Ｈａｂｉｂ?ｅｔａｌ．，２００５）：??（１）利用相机侧摆跨轨道观测形成立体观测（如图２－３?（ａ）所示），这式形成的核线是与影像行大致平行的，也就是说核线大致处于水平方向。这种式的缺点是，左右两张影像存在拍摄时间差，因此有可能出现地物的变化。目采用这种观测方式的卫星有ＳＰＯＴ和Ｋｏｍｐｓａｔ－１，另外来自两个不同传感器的右影像也可被认为是异轨观测；??（２）利用相机俯仰同轨道前后观测形成立体观测（如图２－３?（ｂ）所示），种方式出现较晚，它主要依赖相机的前后俯仰实现。这种方式由于扪摄时间是续，不存在时Ｎ差引起的地物变化Ｍ题。目前采用这种方式的卫星有丨ＫＯＮＯ（３）同轨三线阵前、后和下视立体观测（如图２－３?（ｃ）所示），三个相机别固定朝向前、后和正下三个方向。这种方式获取的三张影像是同时曝光的，存在时间差，然而，由于是三个不Ｍ的传感器，会在影像Ｍ产生辐射差异，这辐射差异可以通过辐射标定消除。目前采用这种三线阵方式的卫星有资源三号

图２－３卫星三种立体观测方式：（ａ）异轨；（ｂ）同轨；（ｃ）同轨三线阵??由于线阵影像每＝行都有独立的投影中心，导致多个相交核面与影像相交产??生曲线形式的核线，如图２－４所示（Ｏｈｅｔａｌ．，２０１０）。Ｋｉｍｅｔａｌ．?（２０００）最早通??过严密成像模型推导出线阵卫星核线的数学表达式，如下公式所示。??ｊ?＝?＾＋Ａｊｙ：＋Ａｉ??（２－１〇）??１?（Ａｘｉ＋Ａｙ，?＋?Ａ）ｓｉｎ?Ｑ（ｘｒ?）＋（Ａ７ｘ，＋Ａｙｉ＋Ａ９）ｃ〇ｓ?Ｑ（ｘｒ）??其中，（Ｘ／，乃）和㈨％）分别是左右影像坐标值，為是由影像拍摄时间内卫星??位置和姿态决定的常量值，是曷的二次多项式函数。??公式表明线阵卫星核线不是一条直线，而是类似双曲线的曲线。巩丹超等??（２００４）通过定量的实验表明，该曲线在小范围内或者在全部影像范围内可看作??近似直线来处理，整幅影像内的核线只能分段采用直线段近似处理。Ｍｏｒｇａｎ?ｅｔａｌ．??（２０


本文编号：2959444