[發明專利]一種“三無情況下”的衛星影像正射糾正方法

在審

• 申請號: 202010937908.0
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112082576A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 周國清;岳濤;施宇軍
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01C11/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種“三無情況下”的衛星影像正射糾正方法，具體包括：1、創建了改正由地形高差引起的投影差的衛星影像正射糾正模型；2、從任意兩幅或多幅影像上篩選足夠的同名特征點，并構成加密點，再采用區域網平差法計算每幅影像正射糾正模型，得到成像模型系數和所有加密點的大地坐標；3、實現了“三無情況下”的衛星影像正射糾正。利用本發明可以解決單景影像上控制點不足、甚至無控制點，全部影像無傳感器內外方位元素，無成像參數的衛星影像的正射糾正。本發明采用的“三無情況下”的衛星影像正射糾正方法，克服了衛星影像控制點不易采集的國際難題。

技術領域

本發明涉及攝影測量與遙感領域，尤其涉及“三無情況下”(無傳感器內外方位元素、無傳感器成像模型、單景影像無地面控制點)的區域網平差、衛星影像正射糾正的理論和技術領域，應用于“三無情況下”的歷史衛星影像的正射糾正和現代衛星傳感器保密情況下影像正射糾正方面。

技術背景

針對地球長期遙感監測的需求，如幾十年的遙感監測，往往需要制作歷史衛星影像或航拍影像的正射影像產品。一方面，由于歷史衛星的各項參數未知，如傳感器的內外方位元素和成像模型，所以，對歷史衛星影像進行正射糾正，無法使用如傳統的共線方程對這類衛星影像進行正射糾正處理。此外，目前國內外出現不依賴衛星成像傳感器參數的正射糾正方法都是采用多項式模型，該方法需要大量的地面控制點。但是，由于歷史衛星影像覆蓋區域的地貌特征經過幾十年發生了較大改變，如巖溶地貌，城市等變化，無法準確測量地面三維控制點信息，使得歷史衛星影像無法獲得足夠控制點，造成無法進行正射糾正的國際難題。

另一方面，所有未處理的衛星影像都會出現由于地面起伏引起的像點位移，即投影差。對于相對于某一個基準面正負高差的存在，引起地面點在像片上與其在基準面上的垂直投影點在相片上的構象點之間產生直線位移。也就是說，地面起伏在影像上產生的像點位移，在正射糾正過程中會產生明顯的誤差，因此必須改正由地形高差引起的投影差。

發明內容

本發明提出了一種“三無情況下”的衛星影像正射糾正方法，以解決目前國際上歷史遙感影像由于缺失傳感器內外方位元素、成像模型，且無法獲取足夠多的地面控制點，難以制作正射影像產品的國際問題。

為實現本發明之目的，本發明采用以下具體技術方案予以實現：

1.創建改正由地形高差引起的投影差的衛星影像正射糾正模型

地形起伏引的像點位移是指當投影區域地存在地形起伏時，相對于某一基準面有高差的地面點，其在相片上的點會與基準面上的構象直接產生位移。當垂直攝影的條件下，則地形起伏引起的像點位移為投影差Δ_Z，根據投影差和衛星高度，可以計算得到地面起伏引起的像點在平面坐標上的位移分量Δ_x和Δ_y。進一步，在二階多項式改正模型引入位移分量條件下，得到改正由地形高差引起的投影差的衛星影像正射糾正模型。

2.區域網平差法計算控制點加密坐標

由于歷史衛星影像存在“三無情況”，即無傳感器內外方位元素、無傳感器成像模型、甚至部分單景影像無地面控制點。本發明在影像上通過同名特征點進行加密，即在二階多項式糾正模型中加入參數未知的加密點，建立控制點加密的區域網平差模型。利用已有的地面控制點坐標并結合區域網平差計算得到影像糾正系數和加密點坐標。

3.歷史衛星影像正射糾正

利用已有控制點坐標和區域網平差后得到的加密點坐標，對歷史衛星影像進行正射糾正。通過空間變換和灰度重采樣處理，得到完整的正射糾正后的正射影像。

附圖說明

圖1是本發明實施例的改正由地形高差引起投影差的衛星影像正射糾正模型原理圖。

圖2是本發明實施例的控制點加密選取與布設示意圖，其中：(a)為山區控制點加密選取與布設；(b)為城市控制點加密選取與布設。