[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

本發明涉及一種多分片衛星影像拼接和幾何模型構建方法，屬于遙感影像處理技術領域。本發明首先進行多分片影像區域網平差，利用高精度參考數據輔助平差，獲得原始分片影像RFM補償模型；然后運用像方分段仿射變換模型，建立拼接前后像點坐標轉換關系，生成全景拼接影像；最后對全景拼接影像均勻劃分像方格網，利用建立的像點坐標轉換關系和原始分片影像RFM補償模型生成虛擬控制格網，從而構建全景拼接影像RFM。本發明使用RFM作為坐標轉換模型，無需構建原始分片影像和全景拼接影像的嚴格成像模型，且綜合考慮了像方空間的坐標轉換關系和物方空間連續性，計算量小、效率高。

技術領域

本發明涉及一種多分片衛星影像拼接和幾何模型構建方法，屬于遙感影像處理技術領域。

背景技術

星載線陣傳感器是航天遙感對地觀測的重要載體，隨著對地觀測技術的不斷進步，對傳感器的性能、指標及成像質量提出了更高的要求。為了實現高成像質量和地面寬覆蓋，光學傳感器多數采用拼接型TDI?CCD(Time?Delay?and?Integration?Charge-coupledDevice，時間延遲積分電荷耦合器件)技術獲取地面影像。拼接型TDI?CCD傳感器以其良好的成像性能得到了廣泛應用，例如，IKONOS、QuickBird、WorldView-2、SPOT6/7、LandSat-8、“天繪一號(TH-1)”、“資源三號(ZY-3)”、“高分二號”、“高分七號”等衛星均搭載此類傳感器。隨著技術不斷進步，影像空間分辨率已經達到亞米級，拼接誤差所造成的影響不容忽視，故原始分片影像拼接處理方式和全景拼接影像幾何模型構建被更多地研究。

沿衛星平臺飛行方向，拼接型TDI?CCD獲取的原始影像數據為多個分片影像，因其可提供高質量成像和寬視場影像在不同領域得到廣泛應用，對原始多分片影像進行拼接生成具有幾何物像關系的全景影像可為多元化應用提供基礎數據支撐，而保證分片影像高質量拼接是影像后續處理與應用的前提。

當前影像拼接主要分為像方拼接和物方拼接兩種。像方拼接主要是利用影像匹配算法生成同名點，利用一定像方拼接模型完成影像拼接，該算法原理簡單且效率高，但拼接生成的全景影像并不具備明確的幾何物像關系，拼接精度略低；物方拼接主要是基于物方空間的連續性，以嚴密的幾何模型為基礎生成具備明確幾何物像關系的全景影像，精度較高，但該方法計算量大，時效性低。

發明內容

本發明的目的是提供一種多分片衛星影像拼接和幾何模型構建方法，解決目前拼接過程中存在效率低或者精度低的問題，并在拼接后快速建立幾何模型。

本發明為解決上述技術問題而提供一種多分片衛星影像拼接和幾何模型構建方法，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；

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；

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。