[发明专利]无需POS辅助的低空遥感影像快速自动拼接方法

摘要

本发明公开了一种无需POS辅助的低空遥感影像快速自动拼接方法，包括步骤：步骤1，低空遥感影像测区的全自动恢复；步骤2，根据精匹配种子点对预处理后的影像进行精匹配获得精匹配结果；步骤3，对精匹配结果进行自由网平差迭代获得平差结果；步骤4，根据差结果内插生成影像的数字地面模型，根据平差结果获取影像在自由网坐标系下的相对外方位元素，基于数字地面模型和相对外方位元素对各影像进行正射纠正，同时生成测区的正射影像拼接图。本发明无需POS数据辅助，可实现全自动、快速生产正射影像拼图，能满足遥感影像准实时处理要求，适用于灾害应急响应、军事保障等领域。

主权项

无需POS辅助的低空遥感影像快速自动拼接方法，其特征在于，包括步骤：步骤1，低空遥感影像测区的全自动恢复，本步骤进一步包括子步骤：1.1对原始低空遥感影像序列中各影像进行缩小，获取缩小影像的特征点，所述的原始低空遥感影像序列按照影像拍摄时飞行轨迹排列；1.2根据特征点对缩小影像按序列进行粗匹配获得粗匹配结果，根据航带内影像与航带间影像的匹配结果差异，获得测区的所有航带及各航带内缩小影像的粗匹配结果；1.3对航带间缩小影像进行粗匹配，结合各航带内缩小影像粗匹配结果，确定测区缩小影像的相对位置关系和旋转角度，即获得原始低空遥感影像的相对位置和旋转角度；1.4对原始低空遥感影像序列中各影像进行预处理，所述的预处理包括畸变改正和旋转，将相邻影像的匹配点坐标换算到预处理后的影像上作为精匹配种子点；步骤2，根据精匹配种子点对预处理后的影像进行精匹配获得精匹配结果；步骤3，对步骤2获得的精匹配结果进行自由网平差迭代获得平差结果，本步骤进一步包括子步骤：3.1首次自由网平差时，输入初始平差数据和初始中误差阈值进行自由网平差处理获得平差结果，初始平差数据为步骤2获得的精匹配结果；初始中误差阈值根据经验设定，并保证首次自由网平差时收敛，所述的收敛指平差结果的中误差小于当前中误差阈值；3.2对上一次自由网平差的平差结果进行粗差剔除，将粗差剔除后的平差结果作为本次自由网平差输入的平差数据，并按预设规则减小上一次自由网平差的中误差阈值，对输入的平差数据进行自由网平差处理获得平差结果，并根据当前中误差阈值判断是否收敛，若不收敛，结束迭代，输出本次自由网平差的平差结果；否则，重复执行本子步骤；步骤4，根据步骤3获得的平差结果内插生成影像的数字地面模型，根据平差结果获取影像在自由网坐标系下的相对外方位元素，基于测区的数字地面模型和影像在自由网坐标系下的相对外方位元素对各影像进行正射纠正，同时生成测区的正射影像拼接图；所述的根据步骤3获得的平差结果内插生成影像的数字地面模型，具体为：对平差结果的三维点云进行大粗差剔除，对大粗差剔除后剩下的三维点构建狄洛尼三角网，按照给定的数字地面模型格网大小，采用共面公式在狄洛尼三角网中内插数字地面模型格网的高程值；在数字地面模型格网中对高程进行中值滤波；所述的基于测区的数字地面模型和影像在自由网坐标系下的相对外方位元素对各影像进行正射纠正，同时生成测区的正射影像拼接图，进一步包括子步骤：4.1根据测区影像的数字地面模型和设定的正射影像地面分辨率，计算正射影像拼接图大小，创建空白拼接影像；4.2根据泰森多边形获得各影像在正射影像拼接图上的有效范围，本子步骤具体为：根据影像在自由网坐标系下的外方位元素，把各影像的像主点投影到数字地面模型的平均高程面上，获得像主点投影点集；对像主点投影点集构建狄洛尼三角网，对狄洛尼三角网内部各点，分别获取经过内部各点的所有三角形边的中点，连接这些中点得到各影像的泰森多边形，即各影像在正射影像拼接图上的有效范围；4.3按照预设的地面范围进行正射纠正，即，求解地面范围角点在子步骤1.4预处理后的影像上的坐标，地面范围中间像素采用放射变换法进行采样获得对应的影像块，将影像块填充至空白拼接影像，完成测区影像纠正并获得正射影像拼图。