基于视频卫星影像的DSM生成技术研究
发布时间：2021-11-17 18:45
在遥感领域,基于遥感图像的三维重建是由来已久的问题,在此基础上,基于遥感数据生成高精度数字表面模型（DSM）正在被越来越多的应用领域所需要。近年来,随着视频卫星的出现和摄影测量技术的不断进步,基于视频卫星影像的DSM生成技术得到了学术界的广泛关注。本文基于吉林一号视频卫星数据,结合视频卫星成像的特点、遥感场景的复杂性以及DSM精度的要求,开展了基于视频卫星影像的DSM生成技术的相关研究,主要工作包含以下几个方面:首先,着重分析了原始视频卫星影像的特性,同时结合立体匹配阶段对于视频卫星影像的基本要求,设计了视频卫星影像预处理方案。根据视频卫星成像基本原理以及视差统计结果发现原始视频卫星影像存在凝视观测目标区域在垂轨方向不对齐的问题,针对这个问题,对原始视频卫星影像进行基于分层筛选特征点的视频稳像处理,使得视频帧间在垂轨方向基本对齐,此外对原始视频卫星影像进行增强处理提高影像的质量,最终得到了满足立体匹配基本要求的校正影像。然后,通过对传统立体匹配算法进行分析,针对遥感影像纹理复杂,传统的基于灰度的立体匹配算法无法做到自适应地调整窗口尺寸,进而导致立体匹配中存在大量的误匹配点造成视差结果不...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 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】：
原始视频卫星影像沿轨方向视差示意图
为了探究其在沿轨方向上的变化情况，取帧号分别为 210、240、270 的邻近三帧截取相同位置的具有代表性的光谷大转盘局部区域如图 2-5 所示，同时为了探究其在垂轨方向上的变化情况，这里将图 2-5 中的局部区域均向右旋转 ，如图 2-6 所示。图 2-5 原始视频卫星影像沿轨方向视差示意图
图 2-6 原始视频卫星影像垂轨方向视差示意图结合标记的参考红线，仔细观察图 2-5、2-6，可以明显看出，在原始影像旋转前，视频帧间目标区域沿着垂直于参考红线的方向向下移动，说明原始影像存在沿轨方向的视差，当把原始影像向右旋转 之后，视频帧间目标区域仍沿着垂直于参考红线的方向向下移动，说明原始影像同时存在垂轨方向的视差。理想情况下，由于吉林一号视频卫星和目标区域之间仅存在沿轨方向的相对位移，应该仅存在沿轨方向的视差，上述对比图的结果说明原始影像在垂轨方向未对齐。进一步地，本文在原始影像 270 帧和 240 帧中提取 SURF 特征点并进行匹配生成的同名点集合中人工均匀选取了一些样本点对，其分布情况如图 2-7 所示，同时尝试对这些样本点对在沿轨和垂轨方向的视差情况进行统计，结果如表 2-1 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于特征点轨迹增长的视频稳像算法[J]. 魏雪迎,王敬东,王崟,杨秀梓. 红外技术. 2019(02)
[2]高分辨率遥感影像DSM的改进半全局匹配生成方法[J]. 杨幸彬,吕京国,江珊,张丹璐. 测绘学报. 2018(10)
[3]基于改进代价计算和自适应引导滤波的立体匹配[J]. 闫利,王芮,刘华,陈长军. 光学学报. 2018(11)
[4]吉林一号视频卫星应用现状与未来发展[J]. 李贝贝,韩冰,田甜,朱瑞飞,白杨. 卫星应用. 2018(03)
[5]基于改进光流法的雷达图像运动估计[J]. 王志斌,肖艳姣,吴涛. 计算机技术与发展. 2017(12)
[6]基于特征匹配与运动补偿的视频稳像算法[J]. 唐佳林,郑杰锋,李熙莹,苏秉华. 计算机应用研究. 2018(02)
[7]ORB特征匹配的误匹配点剔除算法研究[J]. 邢凯盛,凌有铸,陈孟元. 电子测量与仪器学报. 2016(08)
[8]卫星视频处理与应用进展[J]. 张过. 应用科学学报. 2016(04)
[9]顾及像面畸变的卫星视频稳像[J]. 王霞,张过,沈欣,李贝贝,蒋永华. 测绘学报. 2016(02)
[10]高分辨率地球同步轨道卫星凝视成像基本模式研究[J]. 王殿中. 国际太空. 2015(11)
博士论文
[1]基于特征点的图像配准及其在稳像中的应用[D]. 易盟.西安电子科技大学 2013
[2]车载摄像机数字稳像技术研究[D]. 张跃飞.电子科技大学 2011
硕士论文
[1]基于多立体SGM的航空倾斜影像DSM自动提取技术研究[D]. 孙奎奎.解放军信息工程大学 2017
[2]城市遥感像对立体匹配及三维重建研究[D]. 邱明劼.哈尔滨工业大学 2015
[3]基于双目立体视觉的立体匹配算法的研究[D]. 宁静静.中北大学 2012
[4]局部立体匹配中前景膨胀问题研究[D]. 朱勇.山东大学 2012
[5]遥感影像辐射校正研究与应用[D]. 周婷婷.福建师范大学 2010
[6]图像质量评价与图像增强技术研究[D]. 李晓晶.南京理工大学 2008
[7]面向图像配准的亚像素运动估计算法研究[D]. 唐玎.国防科学技术大学 2007
[8]基于SIFT特征描述子的立体匹配算法研究[D]. 宰小涛.上海交通大学 2007
[9]线阵CCD卫星遥感影像成像模型及算法研究[D]. 宇超群.解放军信息工程大学 2005
[10]基于航空影像的立体定位及精度分析[D]. 王若朴.西北工业大学 2005
本文编号：3501471
【文章来源】：华中科技大学湖北省 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】：
原始视频卫星影像沿轨方向视差示意图
为了探究其在沿轨方向上的变化情况，取帧号分别为 210、240、270 的邻近三帧截取相同位置的具有代表性的光谷大转盘局部区域如图 2-5 所示，同时为了探究其在垂轨方向上的变化情况，这里将图 2-5 中的局部区域均向右旋转 ，如图 2-6 所示。图 2-5 原始视频卫星影像沿轨方向视差示意图
图 2-6 原始视频卫星影像垂轨方向视差示意图结合标记的参考红线，仔细观察图 2-5、2-6，可以明显看出，在原始影像旋转前，视频帧间目标区域沿着垂直于参考红线的方向向下移动，说明原始影像存在沿轨方向的视差，当把原始影像向右旋转 之后，视频帧间目标区域仍沿着垂直于参考红线的方向向下移动，说明原始影像同时存在垂轨方向的视差。理想情况下，由于吉林一号视频卫星和目标区域之间仅存在沿轨方向的相对位移，应该仅存在沿轨方向的视差，上述对比图的结果说明原始影像在垂轨方向未对齐。进一步地，本文在原始影像 270 帧和 240 帧中提取 SURF 特征点并进行匹配生成的同名点集合中人工均匀选取了一些样本点对，其分布情况如图 2-7 所示，同时尝试对这些样本点对在沿轨和垂轨方向的视差情况进行统计，结果如表 2-1 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于特征点轨迹增长的视频稳像算法[J]. 魏雪迎,王敬东,王崟,杨秀梓. 红外技术. 2019(02)
[2]高分辨率遥感影像DSM的改进半全局匹配生成方法[J]. 杨幸彬,吕京国,江珊,张丹璐. 测绘学报. 2018(10)
[3]基于改进代价计算和自适应引导滤波的立体匹配[J]. 闫利,王芮,刘华,陈长军. 光学学报. 2018(11)
[4]吉林一号视频卫星应用现状与未来发展[J]. 李贝贝,韩冰,田甜,朱瑞飞,白杨. 卫星应用. 2018(03)
[5]基于改进光流法的雷达图像运动估计[J]. 王志斌,肖艳姣,吴涛. 计算机技术与发展. 2017(12)
[6]基于特征匹配与运动补偿的视频稳像算法[J]. 唐佳林,郑杰锋,李熙莹,苏秉华. 计算机应用研究. 2018(02)
[7]ORB特征匹配的误匹配点剔除算法研究[J]. 邢凯盛,凌有铸,陈孟元. 电子测量与仪器学报. 2016(08)
[8]卫星视频处理与应用进展[J]. 张过. 应用科学学报. 2016(04)
[9]顾及像面畸变的卫星视频稳像[J]. 王霞,张过,沈欣,李贝贝,蒋永华. 测绘学报. 2016(02)
[10]高分辨率地球同步轨道卫星凝视成像基本模式研究[J]. 王殿中. 国际太空. 2015(11)
博士论文
[1]基于特征点的图像配准及其在稳像中的应用[D]. 易盟.西安电子科技大学 2013
[2]车载摄像机数字稳像技术研究[D]. 张跃飞.电子科技大学 2011
硕士论文
[1]基于多立体SGM的航空倾斜影像DSM自动提取技术研究[D]. 孙奎奎.解放军信息工程大学 2017
[2]城市遥感像对立体匹配及三维重建研究[D]. 邱明劼.哈尔滨工业大学 2015
[3]基于双目立体视觉的立体匹配算法的研究[D]. 宁静静.中北大学 2012
[4]局部立体匹配中前景膨胀问题研究[D]. 朱勇.山东大学 2012
[5]遥感影像辐射校正研究与应用[D]. 周婷婷.福建师范大学 2010
[6]图像质量评价与图像增强技术研究[D]. 李晓晶.南京理工大学 2008
[7]面向图像配准的亚像素运动估计算法研究[D]. 唐玎.国防科学技术大学 2007
[8]基于SIFT特征描述子的立体匹配算法研究[D]. 宰小涛.上海交通大学 2007
[9]线阵CCD卫星遥感影像成像模型及算法研究[D]. 宇超群.解放军信息工程大学 2005
[10]基于航空影像的立体定位及精度分析[D]. 王若朴.西北工业大学 2005
本文编号：3501471
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