无序无人机影像的并行化SfM三维重建方法

增量式运动恢复结构(ISfM)已成为无人机影像三维重建的关键技术。然而,大数据量、大重叠度和高分辨率的无序无人机影像导致的匹配对检索代价大、迭代优化误差累积和效率低的问题,使其难以满足大场景ISfM处理需求。本文提出联合全局描述子和图索引的无人机影像并行化SfM方法。针对影像特征数量大、影像检索编码本尺寸增加导致的匹配对检索效率低的问题,设计了联合全局描述子和图索引的高效影像检索方法,从而加速影像匹配。针对分块并行化SfM子场景合并存在同名点搜索效率低、内存消耗大、合并解算精度低的问题,设计了基于按需匹配图和双向重投影误差的子场景合并方法,实现无人机影像的并行化SfM重建。利用不同场景、不同采集方式获取的真实无人机影像进行试验,结果表明本文方法能够实现36~108倍加速比的匹配对检索,ISfM重建效率达到30倍加速,且相对定向和绝对定向精度与传统方法相当。

融合深度特征的无人机影像SfM重建

可靠特征匹配是无人机影像运动恢复结构(SfM)的重要环节。近年来,深度学习被用于特征提取和匹配,在基准数据集表现优于SIFT等手工特征。但是,公开模型往往采用互联网照片进行训练和测试,鲜有用于无人机影像SfM三维重建的性能评价。利用多组不同特点的无人机数据集,本文对比分析手工特征和深度学习特征在无人机影像特征匹配和SfM三维重建的综合性能。试验结果表明,利用公开的预训练模型,结合手工特征的高精度定位和深度学习的特征描述能力,可实现更准确和完整的特征匹配,并在SfM三维重建中取得与SIFT等手工特征相当,甚至更优的性能。

航空影像特征匹配研究

基于格网和三角网的优点 ,提出了一种基于特征的影像松弛匹配方法。算法利用边缘提取算子提取影像特征信息 ,把提取的边缘特征点分配到预定的规则格网中进行登记 。

三线阵CCD卫星影像的模拟研究

在讨论从给定的DEM和相应的正射影像模拟三线阵CCD卫星影像的原理和方法的基础上 ,通过模拟影像考察两种卫星影像近似核线的适应能力和地球自转效应对同轨立体成像能力的影响 ,并讨论了从DEM和正射影像确定投影中心轨迹、姿态模拟、共线方程和影像生成等细节。通过试验验证了模拟影像的正确性 。

一种基于星形的星图识别算法

针对卫星自主定姿问题,提出了一种基于星形的星图识别算法。该算法直接以星对角距为匹配特征,先确定影像中亮星为中心星,并以此星与相邻星像点构建辐射状星图,统计所有满足星对角距匹配条件的导航星出现次数,次数最多的即为中心星所对应的导航星。实验表明,该算法构造的导航星表容量小,抗星等干扰,与多边形角距匹配算法相比,具有匹配速度快、识别率高、可靠性好的特点。

古建筑高精度正射影像图的制作

提出了基于分层三角网的顾及物体之间遮挡关系 ,同时引入相对控制条件 ,使用纹理贴面技术制作高精度正射影像的方法和实现技术。在 Virtuo Zo数字摄影测量软件中据此开发了相应软件模块 ,从而实现了香港志莲净苑大雄殿正立面影像图的制作。

影像与LiDAR数据信息融合复杂场景下的道路自动提取

城区的道路自动提取受场景复杂度的影响一直是极具挑战的任务,尤其是阴影和遮挡较严重地区的道路提取难度较大。结合LiDAR数据和高分辨率遥感影像,提出一种自动道路提取方法。该方法首先对滤波后的点云强度信息获取初始道路中线及道路关键点;将地面点云强度、离散度及高分辨率遥感影像光谱数据多重信息融合建立道路模型,并以优化后的道路关键点作为种子点利用动态规划计算模型最优解,进一步提取道路网。试验表明,该方法在城市复杂场景下的自动提取主要道路是有效的。

缺少控制点的SPOT-5 HRS影像RPC模型区域网平差

从卫星遥感影像区域网平差的模型出发,利用SPOT-5影像附带的参数拟合RPC模型参数,根据RPC模型和像面的仿射变换模型建立了卫星遥感影像区域网平差的数学模型。按照所构建的数学模型,对两个地区SPOT-5 HRS影像进行直接空间前方交会和缺少控制点的区域网平差处理。试验证明了本文模型的可行性。

资源三号测绘卫星传感器校正产品几何模型

资源三号测绘卫星为了获取较大的幅宽和较高的空间分辨率,其三线阵相机和多光谱相机采用了多片CCD拼接成像的方式获取地面影像。如直接提供分片的CCD影像产品,用户难以使用。传感器校正产品解决了CCD影像拼接的问题,拼接后的影像不仅视觉无缝,同时几何无缝。该产品同时解决了多光谱波段间配准的问题,且生产过程中引入的投影差误差和交会误差可以忽略不计。该产品消除了大部分畸变,故拥有极高的RFM替代严密成像几何模型精度。本文利用安平和登封地区的三线阵数据进行验证,试验区三线阵传感器校正产品RFM替代精度优于1%像元,无地面控制点立体定位精度优于15 m,带控制点平面误差在3 m以内,高程误差在2 m之内,且三线阵平差平面定位精度要优于两线阵。

一种基于云计算模型的遥感处理服务模式研究与实现

随着空间遥感技术、对地观测技术的不断发展,一个以多时相、多分辨率、多传感器、多波段为特征的多层、立体、多角度、全方位和全天候遥感对地观测数据获取与处理体系正在形成。该体系必然会带来海量、多源的遥感数据。提出了采用目前商业上成功的云计算模型来实现一个高性能、高可扩展性、高可用的遥感处理服务,并结合原型系统,详细阐述了该处理系统的组成与关键技术。

推扫式光学卫星影像系统几何校正产品的3维几何模型及定向算法研究

提出推扫式光学卫星影像系统几何校正产品的3维几何模型的概念,在推导推扫式光学卫星影像系统几何校正产品的3维几何模型基础上,对RPC模型用于表示推扫式光学卫星影像系统几何校正产品的3维几何模型的可行性进行分析,并用SPOT5HRG影像以进行验证。实验表明,RPC模型能够很好地用于表示推扫式光学卫星影像系统几何校正产品的高程起伏引起的变形规律,基于该模型的影像定向精度不低于推扫式光学卫星影像辐射校正产品的严密成像几何模型。

一种地形变化检测与DEM更新的方法研究

提出了一种使用旧时期的DEM和最新的航摄资料检测地形变化,同时更新DEM的方法。利用陕西省两个地区的数据对该方法进行了验证,结果表明变化检测和数据更新的精度比较理想。与现有的生产流程相比,该方法在效率方面有明显的优势,对原始数据的要求较低,最终的产品更加丰富,方法也更加稳健和自动化。

机载激光雷达点云数据的实时渲染

提出了一种实时绘制大规模LIDAR点云数据的方法。该方法通过构建一棵顺序四叉树使点云均匀分布在四叉树节点上,来实现快速的数据筛选。阐述了顺序四叉树的快速建立,并通过一个试验系统验证了文中所提方法的有效性。试验表明,使用目前普通配置的计算机,通过自适应控制绘制的数据量,可以实时绘制约1GB的原始点云数据。

基于有理多项式系数模型的物方面元最小二乘匹配

针对物方面元最小二乘匹配仅适用于单中心投影框幅式成像的匹配制作区域DSM问题,提出基于有理多项式系数(RPC)模型的物方面元最小二乘匹配算法,结合匹配窗口区域内多中心平行投影方式,构建RPC模型下的投影方程,将物方面元最小二乘匹配算法从适用于单中心投影框幅式成像扩展到适用于多中心投影推扫式成像的立体匹配,并用SPOT5-HRG、GeoEyeI、KONOS立体影像进行试验验证。试验表明,RPC模型能用于物方面元最小二乘匹配且不损失匹配精度,增加了物方面元最小二乘匹配的应用范围和价值。

基于RPC模型的线阵卫星影像核线排列及其几何关系重建

针对核线影像无几何模型的问题,提出基于有理多项式系数(Rational Polynomial Coefficient,RPC)模型,利用投影轨迹法制作线阵推扫式卫星核线影像及其几何模型的重建方法。利用SPOT 5 HRG、CBERS 2-03异轨立体像对和SPOT 5 HRSI、RS P5、GeoEyeI、KONOS同轨立体像对重建的核线影像几何模型上下视差的中误差在0.2个像元之内;利用重建几何模型和原始影像几何模型进行前方交会计算所得到的地面点平面中误差在1 m之内,高程中误差在0.3 m之内,验证了本文方法的可靠性。

机载激光扫描数据误差分析与精度改善研究进展

回顾了国内外机载激光扫描结果数据精度分析、仪器校正,特别是在利用条带之间的重叠数据调整并提高数据精度等方面的研究进展,为后续的研究提供了参考。

一种改进的线性预测滤波算法

对传统的线性预测算法进行改进,通过粗差剔除、初始点选取、特殊地形分析及光滑度检验等步骤提高了滤波精度。利用ISPRS发布的6组标准测试数据与原方法进行实验比较,结果证明,改进后的算法提高了滤波总精度以及地面点分类精度。

近景摄影测量用于直接生成塑像施工图纸

对高 6.1 9m的塑像模型实施近景摄影测量以直接生成高 61 .9m铜表面塑像的施工图纸。本文报道此工程中建立精度为± 0 .0 5 mm的特高精度工业测量控制网、在解析测图仪上同时处理 4个像对、对塑像进行表面处理、统计塑像耗铜量以及直接提供铜塑像施工图纸等项研究成果。与相仿工程相比较 。

改进Harris算子用于点特征的精确定位

Harris算子是在计算机视觉领域使用非常广泛的点特征提取算子 ,它算法简单 ,而且稳定 ,但缺憾是其定位精度只能达到一个像素。参考摄影测量中F¨orstner算子精确定位的思想 ,改进Harris算子 ,使其可以定位到子像素。实验证明 ,该方法在点特征的提取和精确定位方面都达到了较好的效果。

k均值聚类引导的遥感影像多尺度分割优化方法

针对不同尺度地物的分割需求,提出了一种k均值聚类引导的多尺度分割优化方法。首先对原始影像进行小尺度分割和k均值聚类,然后利用k均值聚类结果引导对象合并,在合并过程中利用Otsu阈值方法自动选择k均值聚类的影响因子,最终得到适应不同尺度地物的分割结果。以FNEA多尺度分割方法为例,利用模拟数据和真实的GeoEye-1影像数据进行相关试验,目视和定量评价表明本文方法能够得到适宜不同尺度地物的高质量分割结果。