[發明專利]一種基于投影影像獲取數字水深模型的方法

在審

• 申請號: 202010580001.3
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111693028A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 汪佳麗;徐笑;陳艷楠;胡莉停
• 申請（專利權）人: 上海海洋大學
• 主分類號: G01C13/00
• 分類號: G01C13/00;G01C5/00;G01C7/02;G01B11/24
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 孟旭彤

1.一種基于投影影像獲取數字水深模型的方法，其特征是，包括有以下步驟：

通過獲取淺水區域的原始遙感影像和高程值均為水面高程的數字表面模型生成投影影像；

利用投影影像和高程值都為水面高程的數字表面模型，采用基于物方的影像匹配法獲取有紋理區域的原始水深模型；

對獲取的原始水深模型進行精度驗證并針對存在的錯誤匹配區域進行區域水深修正，對存在的錯誤匹配點進行單點水深修正；

拼接生成有紋理區域的數字水深模型。

2.根據權利要求1所述的基于投影影像獲取數字水深模型的方法，其特征是，投影影像的生成具體步驟如下：

獲得水域的原始遙感影像，對原始遙感影像進行預處理，確定原始遙感影像外方位元素值；

獲取原始遙感影像對應水域的表面模型；

獲取拍攝瞬間的水面高程值，將表面模型的水面高程值均設置為拍攝瞬間的水面高程值以獲得高程值均為水面高程的數字表面模型；

將原始遙感影像投影至高程值均為水面高程的數字表面模型，通過微分糾正生成原始遙感影像對應的投影影像。

3.根據權利要求2所述的基于投影影像獲取數字水深模型的方法，其特征是：獲得的投影影像的特征點坐標與原始遙感影像上的像點之間的對應關系如下

其中，(X_P,Y_P)為投影影像的特征點坐標，(x,y)為原始遙感影像上的像點坐標；a₁，b₁，c₁，a₂，b₂，c₂，a₃，b₃，c₃為原始遙感影像旋轉矩陣對應的九個元素，(X_S,Y_S,Z_S)為原始遙感影像投影中心的空間物方坐標，x₀，y₀，f為相機的內參數，Z₀為原始遙感影像獲取時刻的水深值。

4.根據權利要求3所述的基于投影影像獲取數字水深模型的方法，其特征是，基于物方的影像匹配法獲取有紋理區域的原始水深模型的具體步驟如下：

在數字表面模型上確定有紋理區域的位置；

估計該有紋理區域的大致水深值Z_u，設置向上和向下的搜索范圍、搜索間距ΔZ，從而得到水深搜索值Z_i：

Z_i＝Z_u+i*ΔZ

其中i＝1,2,3,....n；

通過水深搜索值Z_i，在左右投影影像上查找對應的投影點對P_li’，P_ri’，依據折射率n，投影點P_i’(X_Pi’,Y_pi’)，搜索點P(X_P,Y_P,Z_Pi)和投影中心S(X_S,Y_S,Z_S)的關系，如下式

通過搜索水深值Z_i(i＝1,2,3,…,n)，可以在左右投影影像上找到相應的投影點坐標(X_Pi’，Y_Pi’)；

計算投影點對之間的匹配測度，匹配測度最高的投影點對對應的搜索水深值即為該特征點的最佳水深值；

通過多點影像匹配方法獲取有紋理區域的原始水深模型。