[发明专利]一种通用线阵卫星核线影像生成方法

摘要

本发明公开了一种通用线阵卫星核线影像生成方法，该方法包括以下步骤：选取立体像对中左影像为参考影像，在参考影像空间内通过影像分块逐区域纠正的方式使得核线严格平行于影像行，并利用仿射变换模型描述分块纠正前后之间映射关系，从而建立起核线影像与原始影像的坐标转换关系。然后，采用基于物方投影像的思想，将纠正后的左核线影像与右原始影像一并投影到物方某一基准面，从而在基准面上重采样生成与左核线影像相同大小、分辨率一致的右核线影像。本发明方法能够很好的顾及影像每个区域的核线方向变化，有效的将全图核线上下视差控制在接近于零，尤其对于核线关系不稳定的立体像对具有较好的鲁棒性。

主权项

1.一种通用线阵卫星核线影像生成方法,包括以下步骤：步骤1)数据准备：获取构成立体像对的左右影像数据以及RPC文件，并对RPC文件进行预处理；所述预处理包括同名点匹配和区域网平差处理，得到具有高精度定向参数的RPC文件；步骤2)计算核线主方向：选取左影像为参考影像，对于左像上一点p，利用投影轨迹法计算参考影像中心位置像点p的核线方向θ_main；具体步骤为，将左影像中心位置像点p通过左影像RPC反算投影到物方最大、最小高程面上得到P₁和P₂两个地面点，接着将这两个物方三维点利用右影像RPC正算到右影像上去，得到两个右片像点q₁和q₂；然后将右片两个像点分别重复前述过程投影到左影像上去，得到q₁和q₂在左像上的投影轨迹点p₁和p₂,将包括影像中心点p在内的三个像点p、p₁和p₂，拟合三个像点所在直线，直线方向即为左影像中心位置核线方向，也称为核线主方向θ_main；步骤3)旋转核线主方向：以步骤2影像中心位置像点p为旋转中心，对参考影像旋转一个核线主方向θ_main对应的角度，使其核线主方向平行于水平方向；步骤4)核线分块纠正，获得水平核线；所述核线分块纠正，获得水平核线：包括影像分块处理和分块纠正两个步骤，影像分块是对旋转后的待纠正影像进行分块规则化处理，分块处理是逐块的纠正，以保证每个区域核线方向严格平行于水平方向，具体步骤如下：步骤4.1)以中心位置p为原点建立核线空间坐标系o‑xy，x轴水平，y轴垂直；然后在核线空间坐标系内划分规则格网，格网大小根据像幅大小确定；步骤4.2)将所有格网角点作为核线控制点，接着按下列公式对核线控制点进行调整：式中，(x_i,j,y_i,j)为控制点调整前坐标，(x′_i,j,y′_i,j)为调整后坐标，(i,j)为控制点行列索引号，θ_i,j为依据步骤2)方法计算的该控制点核线方向；每一行从左到右依次执行上述坐标改正过程，即可得到所有调整后的控制点；步骤5)建立坐标转换关系：经过步骤4)处理后得到许多一一对应的格网，每个格网四个控制点都有对应的原始影像与核线影像坐标值，利用四对坐标值，通过最小二乘拟合得到格网之间仿射变换系数，即可建立核线影像与原始之间的坐标转换关系，公式如下；式中，(X,Y)为原始影像坐标，(x′,y′)为核线影像坐标，A_grid和T_grid分别是格网的仿射矩阵和平移矩阵；步骤6)左核线影像生成：对于左核线影像任意待采样像素，依据步骤5)中的坐标转换关系计算得到原始坐标，采用双线性内插算法实现左核线影像的重采样；步骤7)右核线影像生成：令右核线影像与左核线影像大小相同，对于任意待采样像素，执行步骤5)中的坐标转换公式计算得到做原始影像坐标，接着利用左RPC将该像点投影到物方某一基准面，然后利用右RPC正算到右影像上去，得到右影像像点即为待采样灰度值；步骤8)核线影像坐标转换：完成左右核线影像到左右原始影像的坐标转换。