[发明专利]POS辅助航空影像匹配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种POS辅助航空影像匹配方法，属于摄影测量与遥感领域。

背景技术

1990年代末，航空遥感开始使用高精度机载定位定向系统(position andorientation system，POS)，在获取影像的同时测定影像的6个定向参数，为影像外方位元素的获取提供了一种新的手段，也为简化航空摄影测量作业带来了新的机遇和挑战。目前，对POS的应用研究主要集中在直接对地目标定位及重构立体模型的上下视差分析上。研究表明，利用POS系统获取的影像定向参数可满足数字正射影像图制作的精度要求，但利用其重构立体模型实施安置元素测图会产生较大的模型上下视差，且难以满足大比例尺地形测图的高程精度要求；但若将POS提供的定向参数作为附加参数，进行集成传感器定向的目标定位精度可以接近传统光束法区域网平差的精度，完全可以满足地形测图的精度要求。

然而，航空遥感影像的全自动转点是以上所有研究的前提，亦是全数字摄影测量地形测图的关键技术。经过多年的研究，影像匹配已经成为影像序列自动转点和量测的成熟技术，带有此项功能的数字摄影测量系统相继问世并不断完善。如今，影像的内定向和相对定向采用影像匹配技术已经实现了全自动化，但绝对定向的全自动处理还存在一定的困难。研究表明，在自动相对定向作业中，影像间重叠度的预测误差及地形起伏引起的影像比例尺变化是导致影像误匹配的主要因素。

在现行的影像自动量测软件中，无论是基于灰度匹配、特征匹配还是关系匹配的自动转点方法，由于影像的外方位元素未知，只能进行二维影像相关，并通过构建金字塔影像来优化搜索过程。随着机载POS系统在航空遥感中的广泛应用，今天需要自动量测的航摄影像大多带有定向参数。如何充分发挥POS数据的作用，克服影像匹配与影像定向参数求解次序上的矛盾，是POS应用的又一个值得探讨的问题。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述现有技术的不足而提供一种POS辅助航空影像匹配方法，该方法是利用POS提供的影像定向参数辅助影像序列的自动转点方法，以提高影像匹配的成功率和效率。

实现本发明目的采用的技术方案是：首先利用POS获取的影像外方位元素构建同名核线约束方程并预测影像的初始视差，然后根据初始视差建立影像金字塔且在金字塔影像上逐层进行核线约束的近似一维影像相关，最后采用最小二乘影像匹配确定同名像点，剔除误匹配点，从而获得待匹配影像的同名像点。

上述同名核线约束方程的构建是利用POS提供的12个影像外方位元素X_S1，Y_S1，Z_S1，ω₁，κ₁，X_S2，Y_S2，Z_S2，ω₂，κ₂直接建立核线方程，并采用近似一维相关方法实施同名像点的自动量测，具体包括以下步骤：

设左影像某一点为p(x₁，y₁)，q(x，y)为p点所在核线上的任意一点，由同一核线上的点与其投影中心必位于一核面上的共面条件有：

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