视差互信息引导下的立体航空影像与LiDAR点云自动配准

目的从视差图反映影像景物深度变化并与Li DAR系统距离量测信息"同源"这一认识出发,提出一种基于视差互信息的立体航空影像与Li DAR点云自动配准方法。方法本文方法分为3个阶段:第一、通过半全局匹配SGM(semi-gdabal matching)生成立体航空影像密集视差图;第二、利用航空影像内参数及初始配准参数(外方位元素)对Li DAR点云进行"针孔"透视成像,生成与待配准的立体航空影像空间分辨率、几何形变相接近且具有相同幅面大小的模拟灰度影像—Li DAR深度影像,以互信息作为相似性测度依据估计航空影像视差图与Li DAR深度影像的几何映射关系,进而以之为基础实现Li DAR点云影像概略相关;第三、以Li DAR点云影像概略相关获得的近似同名像点为观测值,以视差互信息为权重,实施摄影测量空间后方交会计算获得优化的影像外方位元素,生成新的Li DAR深度影像并重复上述过程,直至满足给定的迭代计算条件。结果选取重叠度约60%、幅面大小7 216×5 428像素、空间分辨率约0.5 m的立体航空像对与平均点间距约1.5 m、水平精度约25 cm的Li DAR"点云"进行空间配准实验,配准精度接近1个像素。结论实验结果表明,本文方法自动化程度高且配准精度适中,理论上适用于不同场景类型、相机内参数已知立体航空影像,具有良好的应用价值。