[发明专利]基于类光学像方改正的异源光学和SAR遥感影像联合定位方法

说明书

技术领域

本发明属于遥感影像处理技术领域，涉及一种基于类光学像方改正的异源光 学和SAR遥感影像联合定位方法。

背景技术

合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar，SAR)，是一种是用微波探测地 表目标的主动式成像传感器。星载SAR，具有全天候、全天时、大范围、强穿透 性等独特优点，其获取的SAR遥感影像，可作为光学遥感影像的有益补充，已广 泛地应用于地形测绘、国土资源调查、农作物估产、水文监测和灾害评估等领域。 异源光学和SAR遥感影像精确联合定位，是诸多应用的重要前提和关键环节，对 其研究具有重要的现实意义。

就几何定位而言，构成广义立体像对实现对地目标定位的充要条件是“不同 位置拍摄”和“影像存在一定重叠”，与影像是否属于同类传感器无关。利用异 源光学和SAR遥感影像进行联合定位，不仅可以降低遥感影像立体成像的要求， 而且可以充分利用单景异源遥感影像的互补信息，为此，已有较多学者对其进行 深入研究。目前，研究方法主要可分为如下三类：

1)先空间后方交会-再前方交会的方法，即首先利用大量均匀分布的地面控 制点分别对每景影像进行定向，然后利用前方交会技术进行定位，如2004年 Toutin学者利用其提出的几何模型对Landsat-7ETM+、SPOT4HRV、ASTERVNIR、 RADARSAT、ERS等多源影像进行了联合定位试验、2008年邢帅等人尝试将光学与 SAR卫星遥感影像联立构成“立体像对”进行复合式定位等。

2)基于严格几何模型的区域网平差方法，如2006年Toutin学者对Landsat-7 ETM+、SPOT4HRV、ASTERVNIR、RADARSAT、ERS等影像，采用25个控制点进行平 差试验，2008年邢帅对多星多源传感器SPOT、IKONOS、ERS及其RADARSAT影像采 用严格几何模型进行了联合区域网平差实验研究等。

3)基于有理函数模型(RationalFunctionModel，RFM)的区域网平差方 法，如秦绪文、张过等人直接将RFM模型用于多源遥感影像的区域网平差，并取 得较好的定位结果。

然而，上述方法在实际应用中主要存在如下几点问题：

1)先空间后方交会-再前方交会以及基于严格几何模型的区域网平差方法， 对地面控制点要求较高。采用第一种方法时，对每景影像进行定向，均需要野外 布设大量、均匀分布的地面控制点；而采用第二种方法时，可一定程度减少所需 的控制点数量，但对控制点的分布要求较高，一般需尽量四角布设。

2)基于严格几何模型的区域网平差方法，求解比较复杂。采用第一、二种 方法时，当涉及不同类型传感器影像的联合定位时，需要利用不同传感器对应的 严格几何模型建立误差方程进行求解，涉及较多复杂的物理参数，求解比较复杂。

3)基于RFM的区域网平差模型，虽具有与传感器无关、形式简单、便于计算 等优点，但其像方改正模型主要针对于光学遥感影像。而对于SAR遥感影像，则 直接沿用光学遥感影像的仿射变换误差补偿模型。尽管SAR遥感影像亦具有视场 角窄、飞行高度高的特点，使其定位误差均具有一定系统性，但由于SAR侧视斜 距投影的成像方式，造成地形起伏引起的像点位移较光学影像会严重几倍甚至几 十倍，这在某种意义上将破坏误差系统性，从而使得用于光学影像的误差补偿模 型不再完全适用于SAR遥感影像。

发明内容

本发明针对目前异源光学和SAR遥感影像联合定位方法存在的缺陷，提出了 一种基于类光学像方改正的异源光学和SAR遥感影像联合定位方法，可在有限地 面控制点条件下，实现异源光学和SAR遥感影像的精确几何定位，大大降低了野 外工作量，具有显著的经济和社会效益。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于类光学像方改正的异源光学和SAR遥感影像联合定位方法，其特征 在于：所述基于类光学像方改正的异源光学和SAR遥感影像联合定位方法包括以 下步骤：

1)解算异源光学和SAR遥感影像的RPC参数；

2)利用影像匹配或者人工量测的方法，获取光学和SAR遥感影像间连接点和 地面控制点对应像点的像素坐标；

3)待完成步骤2)后，基于步骤1)所解算得到的异源光学和SAR遥感影像的 RPC参数以及基于类光学像方改正的异源光学和SAR遥感影像区域网平差，实现精 确联合定位。