[發明專利]一種多分片衛星影像拼接和幾何模型構建方法

有效

• 申請號: 202111161976.3
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113920046B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）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（專利權）人: 中國人民解放軍戰略支援部隊信息工程大學
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06T3/40;G01C11/04
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 吳敏

1.一種多分片衛星影像拼接和幾何模型構建方法，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數據，基于原始分片影像和DOM數據確定控制點或者控制點和連接點；對于多線陣影像，原始分片影像多視匹配得到連接點；篩選部分連接點與DOM匹配，在DEM中內插高程值后獲取控制點數據；對于單線陣影像，原始分片影像直接與DOM匹配，DEM內插高程值后生成控制點；

2)利用得到的控制點或者控制點和連接點對原始分片影像進行平差處理，基于平差結果得到原始分片影像RFM補償模型；所述步驟2)在進行平差處理時采用像方補償模型建立像方坐標(r,c)與物方坐標(P,L,H)之間的修正關系，利用所述修正關系進行平差處理；所述的修正關系為：

其中(r,c)為像方坐標，(P,L,H)為物方坐標，r₀,r_s,c₀,c_s為像方坐標標準化參數，(P_n,L_n,H_n)為標準化的物方坐標；

3)采用分段仿射變換模型對各原始分片影像進行拼接，得到全景拼接影像；

4)將得到全景拼接影像進行格網化處理，根據像點坐標轉換關系確定各格網點在原始分片影像中對應的像點；

5)將原始分片影像覆蓋范圍內高程進行分層，利用原始分片影像RFM補償模型計算像方格網點對應的虛擬控制格網點的物方坐標，得到全景拼接影像RFM，求解全景拼接影像RFM以實現多分片衛星影像拼接后的幾何模型構建；所述步驟5)中虛擬控制格網點的物方坐標的計算過程如下：

A.將影像覆蓋范圍內高程均勻分層，將原始分片影像任意格網點的坐標r、c和地面高程分層H代入到像方坐標和物方坐標之間的修正關系中，得到：

其中r⁰、c⁰為像坐標初值，(P,L,H)為物方坐標，r₀,r_s,c₀,c_s為像方坐標標準化參數；(P_n,L_n,H_n)為標準化的物方坐標；

B.根據步驟A得到的上述關系計算坐標改正量修正地面坐標，經多次迭代后得到虛擬控制點地面坐標。

2.根據權利要求1所述的多分片衛星影像拼接和幾何模型構建方法，其特征在于，所述步驟3)在對各原始分片影像進行拼接時，保持奇數分片影像的位置不變，將偶數分片影像嵌入到奇數分片影像之間。

3.根據權利要求1所述的多分片衛星影像拼接和幾何模型構建方法，其特征在于，所述步驟3)中在將偶數分片影像嵌入到奇數分片影像之間時，統計片間連接點垂直偏移量的變化趨勢，對偶數片影像分段，計算各分段仿射變換系數，采用的計算公式如下：

其中(r,c)為偶數片影像第j段中某個連接點的坐標，(l,s)表示某個連接點所對應的全景拼接影像的像方坐標，a_0j～b_2j為第j段的6個仿射變換參數，分別描述分段影像行、列方向上的平移、旋轉和縮放。

4.根據權利要求1所述的多分片衛星影像拼接和幾何模型構建方法，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。