[发明专利]超大规模区域网局部连接关系的构建方法及系统

说明书

一种超大规模区域网局部连接关系的构建方法，采用多线程并行处理的匹配策略，每个线程处理一张影像，找到与其重叠影像并进行匹配，多个线程同时并行处理，实现方式为在每个处理节点分别选取一张影像为主片，对于主片根据影像四个角点的像点坐标，利用影像RPC参数计算地面覆盖范围，得到影像四个角点相应的地面点坐标；根据主片的地面覆盖范围找到与其重叠的影像，计算地面重叠区域，反算影像重叠区域，进行基于SIFT特征的影像匹配。本发明将影像的匹配区域设定在重叠影像区域，从而减少冗余计算，缩小特征点搜索范围，提高匹配效率。

技术领域

本发明属于遥感影像处理领域，涉及一种超大规模光学卫星影像区域网局部连接关系的构建技术方案。

背景技术

对于包含万景影像以上的超大规模区域网，网内部的影像之间的拓扑关系错综复杂，为了能够进行区域网的平差解算，首先需要构建区域网内影像之间的连接关系即在影像间匹配同名像点使得影像之间产生连结，因此，可以说连接点匹配是进行超大规模光学卫星影像区域网平差的前提，连接点匹配的方法有很多，比较主流的有最小二乘影像匹配和基于SIFT算子的影像匹配，最小二乘影像匹配是一种基于灰度的子像素级影像匹配方法，SIFT算子是一种基于尺度空间的、对图像缩放、旋转及仿射变换保持不变的图像局部特征算子，相较于最小二乘的匹配方法，SIFT匹配具有高速性，且稳定性更高，更加适合于大数据量的匹配。

超大规模区域网内影像之间的关系复杂，因此匹配需要一定的匹配策略。单线程逐像片匹配不能充分利用计算资源，且严重影像匹配效率，再者重叠影像之间只重叠部分影像区域，若匹配时在整张影像上提取特征会产生大量的冗余计算，同样影响影像匹配效率。

发明内容

本发明所要解决的问题是，针对超大规模光学卫星影像区域网平差，提出一种基于几何拓扑关系的超大规模光学卫星影像区域网局部连接关系的构建技术方案。

本发明的技术方案提供一种超大规模区域网局部连接关系的构建方法，采用多线程并行处理的匹配策略，每个线程处理一张影像，找到与其重叠影像并进行匹配，多个线程同时并行处理，实现方式为在每个处理节点分别进行以下步骤，

步骤1，选取一张影像为主片；

步骤2，对于主片，根据影像四个角点的像点坐标，利用影像RPC参数计算地面覆盖范围，得到影像四个角点相应的地面点坐标；

步骤3，根据主片的地面覆盖范围找到与其重叠的影像，实现方式为，判断主片的四个角点相应的地面点是否在其他影像的地面范围内，若有一个以上在影像范围内则影像相交，若四个都不在则两张影像不相交；

步骤4，计算地面重叠区域，反算影像重叠区域，根据RPC及地面覆盖范围反算重叠区域在每景影像上的位置；

找到影像重叠区域四个角点的物方坐标，然后利用RPC参数反算出相应的像方点的坐标，反算公式如下，

式中，Sn_αβγ,Sd_αβγLn_αβγ,Ld_αβγ表示有理多项式系数，(U^α,V^β,W^γ)和(x,y)分别表示正则化的地面点大地坐标和像点坐标；

步骤5，进行基于SIFT特征的影像匹配。

而且，设(U,V,W)和(x,y)分别表示正则化的地面点大地坐标和像点坐标，与非正则化的地面点大地坐标(Lat,Lon,Height)和像点坐标(s,l)之间的关系如下，

式中，LAT_OFF、LAT_SCALE、LON_OFF、LON_SCALE、H_OFF和H_SCALE为地面坐标的正则化参数；S_OFF、S_SCALE、L_OFF和L_SCALE为影像坐标的正则化参数。