基于半全局优化的资源三号卫星影像DSM提取方法

提出了一种基于物方半全局优化的资源三号卫星影像数字表面模型(digital surface model,DSM)提取方法,将半全局优化策略和影像金字塔结合,利用上一层金字塔的匹配结果来动态确定下一层每个像点的搜索范围,打破了半全局匹配需要建立匹配代价立方体的局限;以互信息和影像局部结构描述算子(CENSUS)距离加权和作为匹配代价函数,结合可疑区域探测技术,实现了高精度的DSM提取。通过实验对影响DSM精度的因素进行了总结分析。     

多源光学卫星影像匹配及精准几何信息提取

针对国产光学卫星影像的特点,该文介绍一种适用于超大规模立体/单景覆盖的多源高分辨率卫星影像的全自动连接点、参考控制点匹配及精准几何信息(DSM/DEM)提取方法。该方法引入精度已知/精度可验证的参考地理数据作为几何约束,采用由粗到精的多层金字塔逐级影像匹配策略进行影像连接点和参考控制点的自动提取,并实现超大规模影像整体联合区域网平差处理,精化定向参数;结合半全局匹配算法(SGM)与基于物方几何约束的多影像相关匹配算法(GC3)完成多角度多视影像匹配及密集点云的自动提取,并利用已有DEM对密集匹配的DSM中的云遮挡区域和大面积水域进行修补,完成精准几何信息提取并自动生成高精度DSM/DEM/DOM影像产品。最后,利用多组典型实验区的国产高分辨率光学卫星影像数据验证了本文方法的适用性、可靠性和精度,结果满足卫星影像几何定位精度及DSM/DEM/DOM生产要求。     

基于多视航空影像的城市三维建模方法

城市三维建模是构建"数字城市"的一项基础工作。本文提出了一种基于多视倾斜航空影像的城市三维快速建模方法:利用倾斜摄影技术获取建模区域的多视倾斜影像,经过倾斜摄影测量数据预处理,人工交互半自动生成建筑物几何模型,并将多视影像中提取的建筑物墙面纹理映射到相应的模型,建立城市建筑物的真三维模型,最终建立建模区域的三维模型。文章最后通过试验及分析,验证了该方法的可行性。     

倾斜摄影实景三维模型空洞修补技术的研究

倾斜摄影技术通过在同一飞行平台上搭载多台传感器,可同时从一个垂直和四个倾斜等五个不同的角度采集影像,利用倾斜摄影技术能够实现高效、快速的三维建模,但受到航摄盲区以及匹配错误等影响,通过倾斜影像自动生成的三维模型会存在无三角网的空洞区域,尤其是水面区域。本文主要针对倾斜摄影生成的实景三维模型数据,通过空洞区模型导出,边界自动提取,三角网重构等方法来实现空洞修补。     

ZY-3卫星异轨立体影像DSM提取精度分析

为充分发掘以ZY-3为代表的国产测绘卫星的效能,本文提出了由不同轨道的前视、后视相机影像构建异轨立体的测绘模式,选取该卫星在不同轨道分别侧摆3.9°和0°成像获取的河南嵩山同一地区三线阵影像,比较了常规同轨立体和本文异轨立体构建方式下的传感器校正级(SC)影像几何定位精度及数字表面模型(DSM)提取精度。试验结果显示,由于基高比条件良好,异轨立体构建方式能够达到与同轨立体相似的几何定位精度,自动提取的异轨DSM与同轨DSM高程精度基本一致。     

基于倾斜影像技术的自动纹理映射

基于倾斜影像技术的实景三维模型纹理自动提取软件系统采用倾斜影像技术,应用共线条件方程算法,结合数字三维及空间几何技术实现了实景三维模型基础数据的管理及模型纹理自动化提取的功能,大大解决了在地理信息产业中数字城市实景建模的海量数据管理及纹理映射的工作作业难度,有效提高了基础数据建设的工作效率,真正实现了现实与虚拟的映射,促进了城市数字信息现代化建设的步伐。     

基于倾斜影像的三维建筑物纹理提取方法研究

通过倾斜摄影技术实现三维城市建模是当前三维城市快速建模的一种发展趋势,在三维城市快速建模过程中,如何在加密和定向工序处理后的倾斜影像中提取建筑物的侧面纹理,从而实现纹理自动匹配,是一个值得研究的问题。     

SURF算法在无人机倾斜摄影测量三维建模中的应用

针对无人机倾斜摄影测量影像的特点,采用一种影像特征点自动提取匹配算法,解决影像之间的比例尺不一致、分辨率不一致等问题,实现影像的自动精确匹配,最终构建具有精确地理信息的三维模型。实验结果表明构建的三维模型满足数字城市建设的需求,可为城市基础设施建设提供一种科学可靠的依据。     

TerraSAR-X立体雷达数据提取东北典型林区DSM

森林垂直结构信息缺乏严重制约森林地上生物量估算精度的提高。立体雷达具备对森林垂直结构探测的能力,但早期雷达图像分辨率低。TerraSAR-X等高分辨率雷达数据的出现为利用立体雷达数据进行森林垂直结构探测提供了新的契机。本研究尝试采用立体雷达处理技术,利用TerraSAR-Xstripmap模式数据,以内蒙古根河大兴安岭林区和长白山自然保护区为研究区,重点探讨金字塔分层匹配策略中涉及的关键匹配参数对DSM提取精度的影响规律。结果发现:(1)影像匹配采用的金字塔层数对DSM提取精度影响明显,在大兴安岭研究区,采用5、6、7层金字塔匹配得到的DSM误差在±10m内的像元百分比分别为81.8%、77.7%和77.1%,5层金字塔能以较高的初始分辨率减少林区纹理信息的损失;在长白山研究区,采用7层金字塔得到的DSM能够抑制明显的误匹配点,提高地形提取精度;(2)影像匹配窗口对同名点识别的质量影响明显,采用25×25的匹配窗口,与9×9匹配窗口相比,大兴安岭和长白山研究区影像的平均相关性分别由0.43、0.40提高到0.49、0.45,林区纹理信息欠丰富,宜采用较大匹配窗口;(3)大兴安岭和长白山研究区提取的DSM与参考DSM线性回归的RMSE分别为6.682 m和10.384 m,DSM误差主要存在于坡度变化剧烈的地区,透视收缩和叠掩等几何畸变导致匹配结果不可靠。     

基于高景一号影像DSM自动匹配效果研究与对比

高景一号为高分辨率、高精度数字表面模型(DSM)的自动提取提供了重要数据来源.本研究利用高景一号数据,采用常用的3种国产测绘生产软件自动匹配DSM,并对其匹配效果进行对比分析.实验结果表明,采用CloudTubeSat软件和CIPS软件整体的匹配结果较好,光滑噪声点较少.其中,采用CloudTubeSat软件在山地中匹配效果较好,采用CIPS软件在平地、地貌琐碎区匹配效果较好.3种软件对困难地区的匹配效果较差,均存在粗差、地貌丢失等现象.因此,在后续研究或生产中,可针对不同场景和地形地貌特点,选择合适的匹配方法和软件.     

基于PCI GXL与INPHO软件在GF-7影像生产中的应用

以高分七号卫星遥感影像为研究对象,分别使用PCI GXL软件和INPHO软件通过采集控制点、匹配连接点、模型修正等步骤进行数字表面模型生产实验,结果表明PCI GXL和INPHO软件在制作生产数字表面模型方面各有其优点,且自动匹配DSM产品精度都达到了平地1:10000数字表面模型精度的要求.INPHO软件可以在立体环境下进行控制点采集,精度更高,但处理速度较PCI GXL慢;PCI GXL在满足精度的前提下,处理速度较快、人工干预度低,工作效率更高,可实现大批量数据处理.     

基于无人机重建点云与影像的城市植被分类

针对以往无人机遥感用于城市植被分类时多利用影像光谱、纹理和形状等特征,影像重建点云数据未能充分利用的问题,提出一种综合影像重建点云与光谱信息的城市植被分类方法。首先,基于运动恢复结构(structure from motion,SFM)、多视图聚簇(cluster multi view stereo,CMVS)和基于面片模型的密集匹配(patch based multi view stereo,PMVS)算法重建研究区密集点云;然后,经滤波、插值生成研究区数字高程模型(digital elevation model,DEM)和归一化数字表面模型(normalized digital surface model,n DSM),同时结合影像光谱信息对不同高度的城市植被进行分类提取;最后,采用面向对象的影像分析方法,根据n DSM信息与归一化绿红差异指数(normalized greenred difference index,NGRDI)及可见光波段差异植被指数(visible-band difference vegetation index,VDVI)等光谱信息,分别建立了水生植被、草地、灌木、小乔木和乔木等不同植被的分类规则。实验结果表明综合利用影像重建点云得到的n DSM信息与影像光谱信息提取不同高度的植被是可行的,总体分类精度达到92. 08%。该方法可为城市植被分类与制图提供理论支持和应用参考。     

基于高分辨率影像的城市三维建模

介绍了利用倾斜摄影影像和垂直摄影影像相结合的三维城市重建方法，分析了利用有理多项式(RPC)恢复IKONOS立体影像的模型，在VirtuoZo上实现了基于有理多项式(RPC)恢复IKONOS立体影像的模型方法，并利用其快速影像匹配技术，实现了数字地面模型DEM和正射影像，实现了手动和半自动人工地物的采集，如房屋等三维几何坐标和结构的采集；自动获取了基于不同传感器所获得影像的建筑物表面纹理，从而实现了基于多种影像快速三雏城市建模。     

一种结合数字表面模型的建筑物提取方法

以数字表面模型(DSM)影像为辅助,提出了一种结合基于对象和基于知识的建筑物提取方法。首先利用DSM辅助多尺度分割,有助于分割完整的建筑区域;然后利用3种规则进行建筑物提取;最后利用国际摄影测量与遥感学会(ISPRS)标准数据集影像进行实验验证。结果表明,该方法可有效提取建筑物,得到高精度的提取结果,错提率与漏提率分别为6.26%与7.43%。     

倾斜影像中提取高精度DEM的方法研究

针对传统航空影像获取的DSM在立面及局部地面、建筑物屋顶空间信息的不足,获取高精度DEM较为困难的问题,提出了基于倾斜影像提取高精度DEM的方法。首先对倾斜影像获取的点云DSM结构进行分析,得出了DSM具有几何约束特点,能够在城区很好地区分地面点和地物点;然后指出对DSM滤波处理是获取高精度数字高程模型（DEM）的关键技术,提出了基于法向量差值区域生长分割TIN的滤波方法;最后选取吉林省敦化市的倾斜影像数据进行了滤波试验和算法验证。试验结果表明,该方法能够快速、有效地滤除不同尺寸的建筑物、植被和其他地物,获取高精度DEM。     

倾斜影像自动空三及其在城市真三维模型重建中的应用

在一种具有视点不变性的改进的倾斜影像自动匹配方法的基础上,针对多视倾斜影像光束法平差方法中未知参数多的问题(例如可能导致平差解算不稳定),提出了带有相对姿态参数的倾斜影像光束法平差模型,并给出了该模型的适用范围。对一套典型的数字倾斜摄影仪SWDC-5的倾斜影像数据进行实验,结果表明:当相机之间曝光延迟小,且相对姿态参数可以看作比较严格的刚体时,该方法的自动空中三角测量(简称空三)处理精度较高,单位权中误差为0.46像素,像点平均残差为0.27像素。将该空三成果应用到城市真三维模型重建中,计算机自动得到的三维表面模型纹理比较自然、真实,能够满足一定程度的视觉需求,为大规模城市真三维模型重建提供了参考。     

一种近景倾斜摄影的三维建模盲区自动修复技术

近景倾斜摄影中存在航摄死角引起的三维模型结构粘连和失真问题,提出了一种倾斜摄影三维模型盲区自动修复技术。该技术基于大量近景影像,采用特征线匹配、点云匹配、纹理映射等影像处理技术填充倾斜摄影产生的盲区,从而进一步优化相应近地模型结构和纹理,实现精细化重构,解决了倾斜摄影模型难以近地浏览等问题。对比实验表明,提出的方法对近景修正效果具有一定程度的改进,提高了倾斜摄影数字三维成像的可视化效果,为最终获得高质量、高精度三维实景模型提供参考与借鉴。     

实景三维高山地地区DSM自动匹配效果对比分析

为探索研究在高山地地区选择使用数字表面模型（DSM）基础数据的最优方案,推进实景三维中国建设项目（简称“实景三维项目”）顺利进行提供参考依据。本文利用高分七号卫星影像,针对项目DSM自动匹配所常用的吉威公司影像处理系统（CIPS）和天宝影像处理软件（INPHO）两款主要软件,对高山地地区整体匹配效果及高山地中的冰雪、阴影弱纹理区域的匹配效果进行试验。通过对比分析,发现INPHO匹配的整体效果和在冰雪区域的表现更适合本项目实际生产,而在阴影区域二者均有一定的粗差,需要人工交互编辑处理。     

倾斜立体影像的Shi-Tomasi特征匹配

针对倾斜影像畸变大的现象,提出一种适用于倾斜立体影像匹配的方法。首先采用基于SIFT算法的匹配点对消除影像间的射影失真;然后提取Shi-Tomasi特征并采用多窗口的归一化互相关系数(NCC)计算相似性测度,获得稳定的匹配点对;最后使用两组倾斜影像将该算法同SIFT算法和ASIFT算法进行综合对比分析。实验结果表明,所提算法在正确匹配点对数量、匹配点对分布及匹配精度上均优于其他两种算法。     

LiDAR数据中建筑物提取的新方法-Fc-S法

激光雷达技术(LiDAR)已广泛应用于数字高程模型(DEM)的快速获取和三维城市模型的建立中,但仍有许多不足之处,需要做更深入的研究。本文介绍了一种新的建筑物提取方法,称之为Fc-S法。该方法首先利用等高线特征进行滤波,从LIDAR数据内插的数字表面模型(DSM)中提取出DEM,利用DSM与DEM的高差阈值和DSM边缘特征参数去掉地面点和汽车等矮小物体,获得主要包含植被和建筑物的地物点群,然后对地物点群进行分割,利用二次梯度和面积等参数去掉植被点,并采用迭代逼近的方法精化建筑物。文章通过实验对所提方法进行验证,并借助高分辨率的航空影像对建筑物提取结果进行评估,评估结果表明该方法能够在地形起伏的区域中较准确地提取出建筑物。