[发明专利]高分辨率遥感影像数据处理方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及高分辨率遥感影像数据处理的方法和系统和相应计算机产品程序，尤其涉及利用有理函数模型、大范围区域稀少或无地面控制的卫星影像区域网平差、基于多基线多重匹配特征的自动匹配以及基于高速网络的分布式并行化处理技术进行高分辨率遥感影像数据处理的方法和系统和相应计算机产品程序。

背景技术

进入二十一世纪以来，空间技术和信息技术得到了进一步发展，对地理信息资源需求迅速增长，世界各国都把地理信息资源作为重要的战略性信息资源。随着地理信息数据的大量积累以及国民经济和社会信息化发展的需求变化，面向全社会提供地理信息服务已经成为新时期测绘发展的主要任务，同时测绘体系也在向着以基础地理信息获取空间化和实时化、处理自动化智能化、服务网络化社会化为特征的信息化发展。

在航空遥感系统方面，近些年来，随着数字成像技术的快速发展，以Z/IImaging公司的DMC、Vexcel的UltraCam-D、UltraCamX和中国测绘科学研究院SWDC系统为代表的大幅面框幅式数字航空成像系统和以LeicaGeosystem的ADS40为代表的机载三线阵成像系统正得到迅速推广和应用。各种基于低空飞机和无人机平台的中小幅面数字成像系统也得到越来越快的发展，从而使作为空间地理信息重要获取手段的摄影测量技术及其数据处理形成了一条从数据获取、数据处理、智能信息提取、基础地理信息建库、更新等部分组成的全数字化数据链。

航空数字成像系统是多光谱，全色数字摄影系统和GPS/惯性导航系统的系统集成，所有这些新的特点都为数字影像的全自动化处理，对传统的数字摄影测量数据处理算法的修改和优化提供了可能性。可以预测航空数字成像系统将逐步取代传统航空摄影机，成为航摄仪器的主流，这将改变传统的航空摄影测量数据获取方式和数据处理模式。

在航天遥感系统方面，自1972年首颗民用遥感卫星发射以来，已经大力地发展了高分辨率遥感卫星。经过几十年的快速发展，特别是高分辨率对地观测卫星和传感器平台上高精度导航、定位、姿态和时间测量系统两项关键技术的重大突破，卫星遥感数据已经形成了从Landsat系列(80米)-TM(30米)-SPOT1/2/4(10米)-SPOT5HRS(10×5米)-SPOT5HRG(2.5米)-IKONOS(1.0米)-QuickBird(0.6米)覆盖全球的，各种分辨率的，多时相的，高信噪比、高几何和辐射分辨率(大于8比特/像素)的影像序列，它们成为资源提出、生态环境保护和规划社会经济所必需的地理空间信息。具有地形测绘特点的对地观测卫星，例如SPOT-5、IKONOS等可以获取极大范围的同轨或异轨立体影像，加上与高精度导航、定位、姿态和时间测量系统(GPS/恒星/惯性组合导航系统)的集成，极大地影响了地形测量和地形测绘技术。

高分辨率光学卫星成像系统正越来越多的应用于遥感和摄影测量领域。这类成像系统不仅仅能够提供高分辨率的全色，多光谱影像，而且具有立体成像功能。卫星影像数据是测绘所的重要数据保证，可以快速获取大比例尺现势性地理信息。用高分辨率遥感数据提取大比例尺基础地理信息正在数字区域/数字地球建设中发挥着重大作用，并且存在巨大的前景。

目前，中低分辨率的遥感信息的处理技术已经比较成熟，而利用高分辨率遥感影像提取大比例尺基础地理信息的处理技术和方法体系还比较滞后，成为测绘产业发展急需突破的技术问题。因此，有必要进行基于高分辨率遥感数据处理技术集成的测绘技术的研究。特别是发展卫星影像的无控制点或少量控制点高精度区域网平差定向，全自动数字地面模型的生成，高分解率正射影像图的制作以及数字线划图的立体量测等是高分辨率卫星测图的关键技术。

另外，在遥感数据处理算法及系统方面，在遥感影像测绘及监测应用系统中，摄影测量的发展经过模拟摄影测量、解析摄影测量时代，已经于上世纪90年代进入到数字摄影测量时代。数字化摄影测量系统已经进入商品化的阶段；将数字摄影测量系统与地理信息系统结合，促进了测绘生产过程的数字化和自动化；利用GPS确定航摄外方位元素，从而实现无地面控制点或少地面控制点的航空摄影测量，从而摆脱繁重的野外控制测量工作。