[發明專利]基于多源遙感數據的在軌衛星圖像幾何定位精度評價方法

有效

• 申請號: 201310507594.0
• 申請日: 2013-10-24
• 公開（公告）號: CN104574347B
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 孫權森;耿蕾蕾;宋艷濤;王思文;陳藝蝦
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T5/50
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

1.一種基于多源遙感數據的在軌衛星圖像幾何定位精度評價方法，其特征在于步驟如下：

1).針對待評圖像，在參考圖像庫中搜索對應的參考圖像集，然后，將參考圖像集投影到同一地球橢球體、同一大地基準面以及同一地面分辨率下，最后對參考圖像集進行拼接得到參考圖像1；

2).將待評圖像和參考圖像1按照同比率進行下采樣，然后對兩幅圖像進行輻射增強，得到待評圖像1和參考圖像2；

3).針對待評圖像1和參考圖像2，使用Surf算法提取同名控制點對，并采用對極幾何約束剔除誤匹配的控制點，得到控制點對集合A；

4).根據步驟3提取出來的控制點對集合A，建立待評圖像和參考圖像1兩幅圖像的整體幾何關系，并按照該幾何關系對待評圖像進行幾何關系補償，得到待評圖像2；

5).針對待評圖像2和參考圖像2，首先對兩幅圖像進行輻射增強，然后使用Surf算法提取同名控制點對，最后采用對極幾何約束剔除誤匹配的控制點，得到最終的控制點對集合B；

6).根據控制點對集合B，計算待評圖像的外部幾何定位精度，同時篩選該圖像各個方向的控制點對計算其內部幾何定位精度；

步驟1)中的具體步驟如下：

1.1根據待評圖像覆蓋區域的地理經緯度范圍，搜索該圖像在參考圖像庫中所對應的參考圖像集合，步驟如下：

(1)選擇參考圖像庫類型；

(2)根據待評圖像各像素點的地理經緯度以及參考圖像庫類型計算參考圖庫中所對應的參考圖像集的文件名；

(3)根據參考圖像的文件名搜索參考圖像；

1.2參考圖像集投影轉換，步驟如下：

(1)根據待評圖像左上角緯度，計算該圖像的投影帶標號，公式如下：

其中，lat為待評圖像左上角緯度；

(2)根據投影轉換參數，采用最近鄰方法對參考圖像集進行重采樣，投影轉換參數包括目標地球橢球體、目標大地基準面和地面分辨率；

1.3參考圖像集拼接：導入參考圖像集，設定拼接最佳參數，即拼接模式、忽略像素值和羽化參數；

步驟6)中所述的篩選各個方向上的控制點對，其步驟如下：

6.1將經過圖像中心的并且平行于所求方向的直線設定為基線方向，計算各個控制點到基線的距離作為各個控制點的特征描述；

6.2使用聚類算法對各個方向的控制點特征進行聚類，以減少控制點選擇時的計算量，步驟如下：

(1)對所有控制點，根據它們的特征值進行從小到大的排序；

(2)計算排序后相鄰控制點的特征值之差的絕對值，求出最大差值MAX_V和最小差值MIN_V；

(3)定義一個窗口閾值W＝(MAX_V+MIN_V)/2,然后利用這個閾值對排序后的控制點進行分類；分類的方法如下：假設排序后的控制點特征值的序列為V＝{x1,x2,x3,…,xn},n為控制點的個數；定義目前的類別序號為L＝1，計算D1＝|x1-x2|，若D1<W,則認為x1和x2屬于同一個類別，定義類別C1＝{x1,x2}，然后計算D2＝|x2-x3|，若D2<W,

則歸并到C1類別當中去，否則L＝L+1，創建一個新的類別C2＝{x3}，如此類推，將所有控制點加以分類；

(4)若分類得到的類別數L大于預期的類別數時，加大窗口W＝W+step，step是窗口增加的步長，重復第(3)步，直到類別數滿足需求為止；

6.3在各個分類集合中，根據角度和長度對已有的控制點對進行篩選：

(1)角度篩選

首先計算兩兩控制點間的向量，然后計算各向量與基線的夾角α_i，最后按照夾角對候選控制點進行排序；當α_i小于給定的角度閾值α₀時，該控制點對是符合選取要求的；

(2)長度篩選

計算控制點對間的像素點數目ni，當ni大于給定的長度閾值n0時，該控制點對是符合選取要求的。