[發(fā)明專利]一種多分片衛(wèi)星影像拼接和幾何模型構(gòu)建方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111161976.3
• 申請(qǐng)日: 2021-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN113920046B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王濤;王龍輝;張艷;張永生;戴晨光;于英;李磊;竇利軍;周麗雅;李力;宋亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T5/50
• 分類號(hào): G06T5/50;G06T3/40;G01C11/04
• 代理公司: 鄭州睿信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 吳敏

1.一種多分片衛(wèi)星影像拼接和幾何模型構(gòu)建方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

1)獲取待拼接的各原始分片影像和DOM數(shù)據(jù)，基于原始分片影像和DOM數(shù)據(jù)確定控制點(diǎn)或者控制點(diǎn)和連接點(diǎn)；對(duì)于多線陣影像，原始分片影像多視匹配得到連接點(diǎn)；篩選部分連接點(diǎn)與DOM匹配，在DEM中內(nèi)插高程值后獲取控制點(diǎn)數(shù)據(jù)；對(duì)于單線陣影像，原始分片影像直接與DOM匹配，DEM內(nèi)插高程值后生成控制點(diǎn)；

2)利用得到的控制點(diǎn)或者控制點(diǎn)和連接點(diǎn)對(duì)原始分片影像進(jìn)行平差處理，基于平差結(jié)果得到原始分片影像RFM補(bǔ)償模型；所述步驟2)在進(jìn)行平差處理時(shí)采用像方補(bǔ)償模型建立像方坐標(biāo)(r,c)與物方坐標(biāo)(P,L,H)之間的修正關(guān)系，利用所述修正關(guān)系進(jìn)行平差處理；所述的修正關(guān)系為：

其中(r,c)為像方坐標(biāo)，(P,L,H)為物方坐標(biāo)，r₀,r_s,c₀,c_s為像方坐標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)，(P_n,L_n,H_n)為標(biāo)準(zhǔn)化的物方坐標(biāo)；

3)采用分段仿射變換模型對(duì)各原始分片影像進(jìn)行拼接，得到全景拼接影像；

4)將得到全景拼接影像進(jìn)行格網(wǎng)化處理，根據(jù)像點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系確定各格網(wǎng)點(diǎn)在原始分片影像中對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)；

5)將原始分片影像覆蓋范圍內(nèi)高程進(jìn)行分層，利用原始分片影像RFM補(bǔ)償模型計(jì)算像方格網(wǎng)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的虛擬控制格網(wǎng)點(diǎn)的物方坐標(biāo)，得到全景拼接影像RFM，求解全景拼接影像RFM以實(shí)現(xiàn)多分片衛(wèi)星影像拼接后的幾何模型構(gòu)建；所述步驟5)中虛擬控制格網(wǎng)點(diǎn)的物方坐標(biāo)的計(jì)算過程如下：

A.將影像覆蓋范圍內(nèi)高程均勻分層，將原始分片影像任意格網(wǎng)點(diǎn)的坐標(biāo)r、c和地面高程分層H代入到像方坐標(biāo)和物方坐標(biāo)之間的修正關(guān)系中，得到：

其中r⁰、c⁰為像坐標(biāo)初值，(P,L,H)為物方坐標(biāo)，r₀,r_s,c₀,c_s為像方坐標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)；(P_n,L_n,H_n)為標(biāo)準(zhǔn)化的物方坐標(biāo)；

B.根據(jù)步驟A得到的上述關(guān)系計(jì)算坐標(biāo)改正量修正地面坐標(biāo)，經(jīng)多次迭代后得到虛擬控制點(diǎn)地面坐標(biāo)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多分片衛(wèi)星影像拼接和幾何模型構(gòu)建方法，其特征在于，所述步驟3)在對(duì)各原始分片影像進(jìn)行拼接時(shí)，保持奇數(shù)分片影像的位置不變，將偶數(shù)分片影像嵌入到奇數(shù)分片影像之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多分片衛(wèi)星影像拼接和幾何模型構(gòu)建方法，其特征在于，所述步驟3)中在將偶數(shù)分片影像嵌入到奇數(shù)分片影像之間時(shí)，統(tǒng)計(jì)片間連接點(diǎn)垂直偏移量的變化趨勢(shì)，對(duì)偶數(shù)片影像分段，計(jì)算各分段仿射變換系數(shù)，采用的計(jì)算公式如下：

其中(r,c)為偶數(shù)片影像第j段中某個(gè)連接點(diǎn)的坐標(biāo)，(l,s)表示某個(gè)連接點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的全景拼接影像的像方坐標(biāo)，a_0j～b_2j為第j段的6個(gè)仿射變換參數(shù)，分別描述分段影像行、列方向上的平移、旋轉(zhuǎn)和縮放。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多分片衛(wèi)星影像拼接和幾何模型構(gòu)建方法，其特征在于，所述步驟5)中全景拼接影像RFM的求解采用譜修正迭代法。