嫦娥二号影像密集匹配及DEM制作方法

嫦娥二号卫星搭载了一台两线阵CCD立体相机,以线阵推扫成像方式获取了覆盖全月球的7 m分辨率影像。与嫦娥一号影像相比,影像分辨率大大提高,月表地貌细节更加丰富,制作高分辨率月表DEM更加复杂而困难,现有的基于嫦娥影像制作方法难以满足应用需求。针对嫦娥二号影像特点,在基于RPC模型生成近似核线影像基础上,进行金字塔影像匹配,实现了原始影像的逐像素匹配;计算匹配点的月面坐标后,采用基于反距离插值方法生成月表三维地形;对于图像阴影等地形漏洞,采用基于径向基函数进行插值填补。试验结果表明,该方法生成的月表三维地形DEM数据,能准确真实地表达高分辨率的月表地形地貌细节,并较好地应用于嫦娥二号全月球三维地形DEM数据产品的生产任务中。     

一种改进的降落影像序列特征匹配方法

针对传统SIFT匹配方法用于嫦娥三号降落影像匹配效率低的问题,提出了一种改进的降落影像序列特征匹配方法。重构了着陆器垂直降落阶段拍摄过程的几何模型,并得到了不同降落影像中的同名匹配点之间的几何约束关系,然后通过SIFT方法进行影像中极值点的提取和特征描述,最终将几何模型约束用于极值点的匹配点搜索过程中,优化了匹配过程。采用嫦娥三号着陆器真实降落影像进行了试验,结果表明,改进方法能够取得较为稳定的匹配结果,且平均可以减少约为18%的匹配耗时,研究结果对后续深空探测任务的开展具有重要的参考价值。     

月球卫星三线阵CCD影像EFP光束法空中三角测量

本文对月球卫星摄影三线阵CCD影像的EFP(等效框幅相片)光束法空中三角测量作两种处理:一是与现行摄影测量常用的将平差转到切面坐标系进行,二是在摄影测量坐标系内,长航线自由网EFP光束法平差利用三线CCD推扫特点,在EFP平差中增加对前、后视影像的相机主距的附加改正项,用以补偿由于球面曲率产生的前、后视影像比例尺的差异,平差得到的是平面基准的地面坐标及外方位元素的平差值。前者计算,数学上严格,但长航线要适当分段为切面处理;后者计算数学上有近似性,可方便地用于估算卫星姿态变化率,或作地面模型的几何反演等实验研究。利用嫦娥一号获取的第一条航线,并给出相应的结果。     

改进的SIFT双向匹配算法在异源影像匹配中的应用

针对不同传感器、不同时相、不同分辨率的异源遥感影像匹配困难的问题,引入尺度不变特征(Scale Invariant Feature Transform,SIFT)算法;针对传统SIFT匹配算法的不足,利用SIFT特征向量匹配对的唯一性约束改进传统SIFT算法的匹配策略,采用双向匹配以达到在匹配过程中准确寻找匹配点对的目的,提高影像匹配的正确率,实验证明,该方法适用于异源影像匹配。     

基于拉普拉斯影像锐化的SIFT无人机影像匹配方法

受成像地区实际情况影响,目前无人机影像匹配精度有待提高。本文提出了一种基于拉普拉斯影像锐化的SIFT无人机影像匹配方法,该方法首先通过四邻域拉普拉斯滤波算子对基准与待匹配影像分别进行锐化,以增强影像细节特征;再通过SIFT算法对锐化后的两幅影像进行匹配。实验结果显示,本文方法具有一定的有效性和鲁棒性。     

基于嫦娥二号CCD数据的核线影像生成方法

对于缺少嫦娥二号激光数据问题,本文提出了基于RPC有理多项式系数(Rational Polynomial Coefficient)的嫦娥二号CCD影像的核线影像生成方法.它利用了嫦娥一号激光高度数据与嫦娥二号CCD影像控制点相结合的方法生成月面控制点,通过月面控制点建立正确的校正公式,获得分辨率较高的正射影像图,并在此基础上提取核线影像.     

SIFT特征匹配技术在自动相对定向中的应用

提出了一种利用尺度不变特征变换(SIFT:Scale invariant Feature Transform)特征匹配技术应用于遥感影像自动相对定向的方法,SIFT特征是图像的局部特征,其对旋转、尺度缩放、亮度变化均保持不变,对视角变换、仿射变换、噪声均有一定程度的稳定性。文中给出了较为详细的理论分析和实验分析,结合小波变换建立影像金字塔采用分频道相关提高影像匹配的速度,利用最小二乘匹配方法提高了匹配的精度,取得了较好的实验结果。     

利用光流配准进行嫦娥一号CCD多视影像超分辨率重建

月面起伏较大导致嫦娥一号CCD多视影像之间的形变是非刚性的,传统的基于仿射变换配准的超分辨率重建方法很难取得理想的效果。本文提出了一种新的基于光流配准的超分辨率重建方法,该方法采用双边总变分(bilateral total variation,BTV)超分辨率重建方法迭代求解高分辨率影像,迭代初始值由光流配准后的多视影像共同产生,并在迭代求解高分辨率影像的过程中更新光流场。实验结果表明,本文方法解决了嫦娥一号CCD多视影像超分辨率重建中的亚像素精确配准问题,重建影像的空间分辨率显著提高,细节分辨能力增强。     

基于主方向的SIFT误匹配点剔除方法

针对RANSAC方法在剔除SIFT误匹配点方面的不足,提出了一种基于主方向的SIFT误匹配点剔除方法。结果表明,该算法与RANSAC相比,耗时较少,剔除效果更好,保留的正确匹配点数更多,且当误匹配点数量多于正确匹配点时也能得到很好的剔除效果。     

基于SIFT的图像匹配算法的研究

SIFT特征匹配算法具有很强的匹配优势,当图像发生角度改变、位置改变、视觉角度变换、光照强度变化、仿射演变情况下,仍能正确匹配。通过实验验证了算法的匹配优势。     

嫦娥二号CCD立体相机数据预处理与数据质量评价

嫦娥二号是中国探月工程二期月面软着陆和巡视探测的先导星,经过为期半年多的科学探测,CCD立体相机获取了空间分辨率7m的全月球影像数据,对于后续月球探测和月球科学研究具有非常重要的意义。本文介绍了CCD立体相机的数据获取、数据预处理、数据格式和数据质量情况,有助于月球科学家了解数据产品情况,挖掘数据中更多的科学信息,开展月球科学研究。     

利用Harris-Laplace和SIFT描述子进行低空遥感影像匹配

提出了基于Harris-Laplace和SIFT描述子的改进的特征匹配方法。在特征点检测阶段,采用Har-ris-Laplace算法检测出影像上的关键点,该关键点对光照变化、图像噪声和尺度变化具有不变性;然后,确定关键点的主方向,生成特征点。在特征点描述阶段,采用SIFT描述子对特征点进行描述;在特征点匹配阶段则利用BBF算法和RANSAC算法对特征点进行粗匹配和精匹配。实验结果表明,相对于基于SIFT的匹配方法,此算法在匹配速度相同的情况下,提高了匹配精度。     

利用改进的DCCD和SIFT描述符的影像匹配方法

提出一种基于改进的DCCD(double-cirele-based corner detector, )和SIFT(scale invariant feature transform)描述符的影像匹配方法。在特征点检测阶段,首先采用改进的DCCD快速检测影像上的关键点,然后确定关键点的主方向,生成特征点。在特征点描述阶段,采用SIFT描述符描述特征点。在特征点匹配阶段,分别采用BBF(best bin first)算法和RANSAC(随机采样一致性)算法进行特征点粗匹配和误匹配特征点剔除。实验结果表明,与基于Harris角点和SIFT描述符的影像匹配方法相比,该方法在匹配速度和准确率方面得到了提高。     

几何约束条件下的SIFT倾斜影像匹配

针对倾斜摄影包含多个视角的影像因而使不同视角之间的影像具有较大的仿射畸变的问题,提出了一种基于几何约束和SIFT的倾斜影像匹配算法。首先根据POS值对所有的倾斜影像进行畸变校正,然后利用SIFT GPU对所有影像进行匹配。对于整个测区的影像,首先根据POS值获取影像间的拓扑关系,其次是影像之间的两两匹配,最终完成特征点追踪,生成光束法平差所需的同名点对。试验结果表明,该算法在效率、精度及匹配点数量上都可以很好地满足后续的光束法平差。     

改进SIFT特征描述符在影像匹配中的应用研究

由于成像条件变化造成的遥感图像之间的几何形变和灰度差异给影像匹配带来了困难,深入研究了SIFT特征描述符的生成方法,针对SIFT特征维数过高的问题进行改进,利用特征点邻域的圆形区域构造新的描述符,增强了描述符自身的抗旋转性,并降低了特征描述符的维数。实验表明,改进的特征描述符是可行有效的,在遥感影像目标匹配中取得满意的实验结果。     

改进SIFT特征描述符在影像匹配中的应用研究

由于成像条件变化造成的遥感图像之间的几何形变和灰度差异给影像匹配带来了困难,深入研究了SIFT特征描述符的生成方法,针对SIFT特征维数过高的问题进行改进,利用特征点邻域的圆形区域构造新的描述符,增强了描述符自身的抗旋转性,并降低了特征描述符的维数。实验表明,改进的特征描述符是可行有效的,在遥感影像目标匹配中取得满意的实验结果。