[发明专利]一种卫星遥感影像大区域无缝正射影像制作方法

说明书

本发明涉及一种卫星遥感影像大区域无缝正射影像制作方法，包括以下内容：1)构建遥感影像成像几何模型；2)读取待匹配遥感影像和DEM数据，对DEM和待配准遥感影像数据进行匹配；3)遥感影像正射校正，得到对应的DOM产品；4)根据步骤3)中获得正射影像间的位置关系，确定影像间的重叠区域，在重叠区域匹配得到同名点，对每组同名点建立基于TPS模型的误差方程，通过迭代求解得到影像间几何偏差的改正量；5)对所有校正后正射影像进行匀光和镶嵌，得到大区域的正射影像地图产品。本发明在正射影像平差过程中，引入薄板样条模型，解决了影像间重叠范围较小导致的传统几何纠正模型精度不高的问题。

技术领域

本发明是关于一种卫星遥感影像大区域无缝正射影像制作方法，涉及摄影测量中遥感影像技术领域。

背景技术

数字正射影像图(Digital Orthophoto Map,DOM)是传统测绘4D产品的重要组成，是反映地形地貌以及地物特征的重要载体，也是遥感数据服务于各行各业的一种基础产品。生成数字正射影像的过程一般是利用数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)对遥感影像进行逐像元的投影差改正，消除各种畸变和位移误差，最终得到包含地理信息和各种专题的卫星遥感影像产品。原始获取的遥感影像由于成像时受传感器内部光学系统畸变、扫描系统非线性、外部姿态变化、地球曲率和地形起伏等的影响，均有不同程度的畸变和失真，从而导致具有一定重叠度的影像直接拼接生成的投影影像产品，在接边位置处出现几何位置不一致的情况。此外，由于成像过程中引入的各种误差，还会引起影像与已有高程数据之间的位置偏差，从而对投影差和地形构成的精度造成影响。在月球和火星轨道器摄影测量中，高精度的基准和地面控制的缺乏，造成影像之间和影像与高程数据间的不一致性问题更加突出，最终影响地图产品的工程和科研应用研究。

现有方法以已有的DOM产品为媒介，在影像和DEM之间获取控制点，通过将控制点和所有影像间的连接点同时纳入区域网平差中，利用平差解算对影像的成像几何模型进行精化，最终提高影像间和影像与DEM间的几何一致性；然后利用精化后的几何模型和DEM对影像进行正射校正。但是在处理大区域影像数据时，由于涉及的制图范围更广、包含影像数量更多、控制数据精度不满足要求等，会导致区域网平差计算量过大、解算不稳定、迭代难以收敛、平差精度不满足要求等问题。另外，如果影像间的重叠范围相对于影像的整体面积而言过小的话，传统基于多项式模型的区域网平差方法难以得到满足要求的平差精度。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种使得平差迭代易于收敛且有利于提高平差精度的卫星遥感影像大区域无缝正射影像制作方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种卫星遥感影像大区域无缝正射影像制作方法，包括以下内容：

1)构建遥感影像成像几何模型；

2)读取待匹配遥感影像和DEM数据，对DEM和待配准遥感影像数据进行匹配；

3)遥感影像正射校正，得到对应的DOM产品；

4)根据步骤3)中获得正射影像间的位置关系，确定影像间的重叠区域，在重叠区域匹配得到同名点，对每组同名点建立基于TPS模型的误差方程，通过迭代求解得到影像间几何偏差的改正量；

5)对所有校正后正射影像进行匀光和镶嵌，得到大区域的正射影像地图产品。

进一步地，对DEM和待配准遥感影像数据进行匹配采用几何与辐射信息共同约束的DEM与影像进行匹配，具体过程为：

2.1)将DEM生成模拟影像，作为基准影像；

2.2)利用仿射-尺度不变特征变换算法，获得基准影像与遥感影像初始匹配点；

2.3)利用初始匹配点，计算有理函数模型初始精化参数；

2.4)获取最小二乘精匹配的初值；