多源遥感影像融合技术初探

遥感影像融合技术是图像处理领域的新技术,通过富集同一地区不同数据源的信息大跨度特征像数据的融合,提供有关各单个传感器的互补信息,使分类更精确。本文对多源遥感影像融合技术的技术路线及影像配准,影像融合的一些技术方法思路做了初步的探讨。     

基于SIFT特征的多源遥感影像自动匹配方法

本文提出一种基于SIFT特征的不同源遥感影像自动匹配方法。首先利用Harris算子结合SIFT特征提取影像上均匀分布的特征点,建立高维SIFT特征描述符;然后以待匹配点与参考点间的欧氏距离为相似性测度,实施两种不同源遥感影像的特征匹配;最后将SIFT特征匹配结果作为初始值,采用将搜索范围扩大到尺度空间后的改进最小二乘影像匹配方法对SIFT特征匹配获得的同名像点进行精匹配。经对同一地区SPOT-5 HRG全色影像与航空摄影影像的匹配试验,取得了较好的结果。     

多源遥感影像融合

遥感影像融合能富集同一地区不同数据源的信息大跨度波谱特性影像数据的融合,提供了有关各单个传感器的互补信息,使分类更精确;大跨度空间分辨力影 融合,有利于改善２多光谱影像的度,增强特征提取和目视判读能力,能有效地用于变化监测。     

基于SURF算法的无人机遥感影像拼接技术

在影像匹配的研究上,SIFT算法在特征匹配方面的应用一直是国内外学者关注的热点之一。最近几年,有研究者提出了SURF算法,该算法是在SIFT算法基础上作了一些改进后得到的新算法。为了比较这两种算法在影像特征点提取上的优劣性,本文开发了相应的软件程序,并采用无人机遥感影像数据进行了算法的实例验证。发现相比于SIFT算法,SURF算法在影像特征点提取中无论是运算速度还是提取的特征点数量都有较大进步。基于此将SURF算法应用到无人机遥感影像拼接中,并通过高斯滤波对拼接影像进行平滑处理,获得了令人满意的拼接影像。     

基于点特征的低空遥感影像多级高效率匹配方法研究

研究基于点特征的匹配算法,结合现有影像匹配算子的优缺点,提出一种适用于低空遥感影像特征点的自动提取与匹配方法。首先在简化的高斯尺度空间中检测Harris角点,使该特征点具有尺度不变性;然后采用Forstner算子对关键点精确定位,精度达到子像素级;最后通过简化特征点描述符实现算法简化。在特征点匹配阶段,采用BBF-KD初匹配和二次精匹配提高匹配精度。以低空遥感影像为实验数据测评SIFT算法和文中方法在提取速度、匹配正确率、稳定性等方面的性能。实验结果表明,相对于传统的SIFT算法,处理影像清晰的低空遥感数据时本方法有更高精度和更快速度。     

基于非线性尺度空间的多源遥感影像匹配

针对遥感影像匹配中经典SIFT算法提取特征点时,高斯分解易造成边缘模糊和纹理细节信息丢失,从而使得边缘匹配稳定性差和误匹配点多的问题,文章引入最新的基于非线性尺度空间的KAZE算法并提出了限以空间约束的方法进行多源遥感影像匹配:通过特征点优选并进行特征匹配来计算几何变换模型,并对匹配点的搜索空间进行约束来提高匹配速度和精度,最后通过均方根误差迭代剔除误配点。实验结果表明KAZE算法提取特征点比SIFT稳定性高,易于后期误配点剔除;限以空间约束的匹配策略优于传统匹配策略;对于细节及纹理模糊的影像,KAZE算法相比SIFT算法有独特的优势。     

带匹配支持度的多源遥感影像SIFT匹配方法

通过将匹配支持度的相似性测度引入SIFT特征匹配算法,提出了一种能够应用于不同源遥感影像的自动匹配方法。首先,建立待匹配影像中特征点的SIFT特征描述符;然后,以待匹配点与参考点间的欧氏距离为相似性测度,挑选一定数量的距离最为接近的匹配点作为候选点;最后,分别计算候选匹配点间的匹配支持度,并通过松弛法剔除误匹配点以完成影像的自动匹配。实验结果表明,与传统的灰度匹配及经典的SIFT特征匹配相比,此算法可明显提高影像匹配的成功率和可靠性。     

多源遥感影像配准中的SIFT特征匹配改进

针对尺度不变特征变换算法应用于多源遥感影像配准时面临的低效率和误匹配问题,从特征点提取和特征点匹配两个方面对其进行改进。在特征点提取阶段,通过控制特征点数量和分布情况获取均匀分布的特征点;在特征点匹配阶段,采用特征点仿射变换粗匹配、精匹配和误匹配点剔除策略,由粗到精地获取准确的同名点。对多源遥感影像进行配准实验,结果表明,此方法在匹配效率及匹配性能上均优于原始SIFT算法,且配准精度更高。     

多源遥感影像数据的融合方法探讨

在分析和总结多源遥感影像数据融合的基础上,探讨了多源遥感影像数据融合的层次、模型、结构及其特点.归纳总结了多源遥感影像数据融合方法,目的是提高多光谱影像分辨率的同时保持色调不变,从另一个角度理解为在已知低分辨率多光谱影像和高分辨率全色影像的基础上,模拟生成高分辨率多光谱影像.本文介绍了遥感影像融合技术,系统阐述了几种常见的遥感影像融合方法及其应用.     

多源高分辨率遥感影像自动匹配算法

提出一种基于同名直线约束的多源高分辨率遥感影像自动匹配方法。对影像建立高斯滤波模型去噪,然后进行边缘检测,在边缘影像上进行Hough变换,通过端点检测的方法来获取直线;通过粗匹配参数进行同名直线粗匹配,应用梯度模型对同名直线进行精匹配;对影像提取特征点,特征点经过同名直线约束后,在对应影像上利用同名直线约束建立匹配范围。采用最小欧式距离准则在给定范围内提取初始同名点;利用RANSAC算法剔除错误同名点对,以获取最终的匹配结果。实验结果表明,与传统的SIFT匹配算法比较,方法具有可靠性好、提取同名点数量多的优点。     

基于特征点的影像匹配方法探讨

基于特征点的图像匹配方法是高精度、快速有效和适用性广的匹配算法,它包括特征提取和特征匹配2个步骤。本文在对这一问题进行研究分析的基础上,对相关文献进行综述,介绍并分析了几种典型特征点提取算子的原理和优缺点,为不同应用目的的特征点提取方法选取提供借鉴;特征匹配方面总结了基于特征点匹配的常用方法,就SIFT这一热点做了详细介绍,并进行了实验;最后对匹配中有待进一步研究的问题给出了意见。     

不规则量化SIFT的遥感影像匹配

SIFT算法描述子均匀量化局部区域的位置和梯度角,难以有效解决描述子局部几何失真的问题。该文改进SIFT描述子的汇聚策略,将描述区域不规则分割(位置量化)与梯度角方向柱递减(方向量化)相结合,提高特征描述子抵抗局部几何失真的能力。将本文算法与原SIFT描述子进行比较,使用不同条件的遥感影像对测试,从匹配点对数量、时间耗损和稳定性等方面进行对比试验,验证了不规则量化描述子有较强的独特性和鲁棒性。     

一种基于SiftGPU的遥感影像匹配方法

针对已有的遥感影像匹配方法难以同时满足高精度、可靠性和高效率要求的问题,该文提出一种基于分块策略的尺度不变特征变换快速匹配方法。首先对两幅待匹配影像进行分块,根据影像的坐标信息建立参考影像与搜索影像上每个分块的对应关系,并进行量化级数转换;然后对每一对分块影像采用尺度不变特征变换算子进行匹配,同时采用GPU进行加速;最后对得到的所有匹配点进行误匹配点剔除。为验证该方法的有效性,采用经过正射纠正的ALOS影像和经过传感器校正的资源三号正视影像进行匹配实验。实验结果表明,该方法能够得到较多高精度的同名点,并且能在短时间内完成大数据量的处理。     

多匹配策略融合的无人机影像匹配方法

针对AKAZE算法在无人机影像匹配过程中存在的匹配精度低和稳定性较差问题,本文提出一种基于多匹配策略融合的改进影像匹配方法。该方法首先对影像降采样并利用AKAZE算法检测多尺度特征。然后采用一种稳定的RootSIFT描述符进行特征描述。其次,融合最近邻距离比值、双向匹配和余弦相似度约束匹配策略进行特征匹配以降低误匹配率。最后,采用随机抽样一致性(RANSAC)算法确定最终的特征对应关系,并求得几何变换模型。实验结果表明,该方法在获得更多正确匹配点对的同时具有较高的匹配正确率和精度,能够更好适用于无人机影像匹配。     

无人机影像特征联合提取与双向匹配研究

针对无人机影像数据量大、存在旋转和尺度变化的问题,提出了基于特征联合提取与双向匹配的影像配准方法。分析了SURF算法和BRISK算法的特点,研究了融合SURF特征点检测和BRISK特征点描述的影像特征联合提取和PROSAC双向匹配的算法和步骤,并结合试验分析验证了该方法的有效性。     

基于影像特征点、线整体匹配的DSM自动生成

DSM的自动提取是“数字摄影测量”的最重要技术之一,其关键就是全自动影像匹配。其主要难点表现在:纹理信息缺乏、重复纹理、深度断裂与阴影、较大的投影变形等。为更好地解决上述问题,本文提出了基于特征点匹配与边缘线匹配相结合的方法。实验表明无论对山区还是城区都取得了很好的效果,证实了该方法在实际应用中的有效性。     

利用自动匹配与三角剖分进行遥感图像几何精校正

在研究传统几何精校正方法的基础上,提出了一种高精度的基于自动同名点匹配和三角剖分技术的几何精校正方法,该方法是通过基准底图对待校正图像进行几何精校正的。首先利用FAST (Features from Accelerated Segment Test)算子在基准底图上快速提取均匀分布的候选特征点,通过图像自身携带的地理定位信息确定初始同名点对;经平移误差消除、互相关双向匹配、RANSAC(Random Sample Consensus)粗差剔除、二元三点插值等步骤获取稳定可靠的亚像元级同名点对;最后根据亚像元级同名点对构建Delaunay三角网进行图像变换和重采样处理。以Landsat卫星ETM为基准底图对环境卫星CCD数据进行几何精校正试验,本算法几何精校正精度较传统的方法得到了很大提高。     

一种基于动态模板和等角变换的遥感影像地面控制点匹配算法

传统的基于影像灰度的控制点匹配算法,存在着运算量大,识别精度较低,约束条件多等不足。为解决上述问题,本文对传统算法进行了优化,主要思路是:在利用遥感影像先验知识确定搜索子区的基础上,首先采用动态模板进行不等距搜索,然后利用灰度相关系数双阈值和等角变换对目标控制点进行判别,最后结合控制点间的空间位置关系对未识别出的控制点进行定位。本文给出具体的实施流程,并结合ASTER和TM两种成像差异显著的图像数据,对优化前后的匹配算法均进行了试验,给出了试验结果和对比分析。结果表明,采用动态模板结合等角变换的匹配算法,无论在运算效率上,还是在控制点识别精度上,都较之传统匹配算法有明显优势,具有较强的适应性和应用价值。     

Image relaxation matching based on feature points for DSM generation

In photogrammetry and remote sensing, image matching is a basic and crucial process for automatic DEM generation. In this paper we presented a image relaxation matching method based on feature points. This method can be considered as an extention of regular grid point based matching. It avoids the shortcome of grid point based matching. For example, with this method, we can avoid low or even no texture area where errors frequently appear in cross correlaton matching. In the mean while, it makes full use of some mature techniques such as probability relaxation, image pyramid and the like which have already been successfully used in grid point matching process. Application of the technique to DEM generaton in different regions proved that it is more reasonable and reliable.     

Image relaxation matching based on feature points for DSM generation

In photogrammetry and remote sensing, image matching is a basic and crucial process for automatic DEM generation. In this paper we presented a image relaxation matching method based on feature points. This method can be considered as an extention of regular grid point based matching. It avoids the shortcome of grid point based matching. For example, with this method, we can avoid low or even no texture area where errors frequently appear in cross correlation matching. In the mean while, it makes full use of some mature techniques such as probability relaxation, image pyramid and the like which have already been successfully used in grid point matching process. Application of the technique to DEM generaton in different regions proved that it is more reasonable and reliable.