[发明专利]基于图像特征配准的航空多光谱遥感影像几何精校正方法

权利要求书

1.一种基于图像特征配准的航空多光谱遥感影像几何精校正方法，其特征在于它的步骤如下：

1)对待配准的航空多光谱遥感影像与作为标准的正射高分辨率卫星影像，分别采用Sobel边缘检测算子进行边缘提取；

2)利用Harris角点检测法检测待配准的航空多光谱影像与作为标准的正射高分辨率卫星影像的角点；

3)通过相关法进行待配准的航空多光谱影像与作为标准的正射高分辨率卫星影像角点间的粗关联；

4)通过计算支持强度进行两个影像角点间的精关联；

5)根据多项式模型反算出多项式系数；

6)采用双线性内插进行灰度重采样，生成配准后的图像。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像特征配准的航空多光谱遥感影像几何精校正方法，其特征在于所述的步骤1)为：为避免将海面灰度变化而误认为角点，首先对待配准的航空多光谱影像与作为标准的正射高分辨率卫星影像分别进行边缘提取，本方法采用Sobel边缘检测算子，包括两个有向算子，其中一个水平有向算子，一个垂直有向算子，每一个有向算子逼近一个偏导数：

分别用水平有向算子和垂直有向算子对待配准的航空多光谱影像进行卷积，得到两个矩阵M11、M12，他们分别表示待配准的航空多光谱影像M1的偏导数矩阵，在不考虑边界的情形下也是和待配准的航空多光谱影像同样大小，然后把矩阵M11、M12对应位置的两个数平方后相加得到一个新的矩阵G1，G1表示待配准的航空多光谱影像中各个像素的灰度的梯度分布，之后通过阈值处理得到待配准的航空多光谱影像的边缘图像；分别用水平有向算子和垂直有向算子对作为标准的正射高分辨率卫星影像进行卷积，得到两个矩阵M21、M22，他们分别表示标准正射高分辨率卫星影像M2的偏导数矩阵，在不考虑边界的情形下也是和标准正射高分辨率卫星影像同样大小，然后把矩阵M21、M22对应位置的两个数平方后相加得到一个新的矩阵G2，G2表示标准正射高分辨率卫星影像中各个像素的灰度的梯度分布，之后通过阈值处理得到标准正射高分辨率卫星影像的边缘图像。 

3.根据权利要求1所述的一种基于图像特征配准的航空多光谱遥感影像几何精校正方法，其特征在于所述的步骤2)为：Harris算子处理过程表示如下：

I＝det(Q)-k ·tr²(Q)，k＝0.04

其中，g_x为x方向的梯度，g_y为y方向的梯度， 为高斯模板，det为矩阵的行列式，tr为矩阵的迹，k为默认常数，Q为临时变量，矩阵I中每一点的元素值表示待配准的航空多光谱影像或作为标准的正射高分辨率卫星影像相应位置的Harris特征值，当该值大于阈值20时，对应点为角点。

4.根据权利要求1所述的一种基于图像特征配准的航空多光谱遥感影像几何精校正方法，其特征在于所述的步骤3)为：对于待配准的航空多光谱遥感影像中任意一个角点a，选定以a为中心的一个尺寸为(2m+1)×(2n+1)相关窗口，然后在标准的正射高分辨率卫星影像中与a具有相同坐标的点选定一个(2p+1)×(2q+1)的矩形搜索区域，对于待配准的航空多光谱遥感影像的角点a与标准的正射高分辨率卫星影像中落入搜索区域内的角点群，在给定的窗口完成相关操作，其相关系数定义为：

其中，矩阵I表示待配准的航空多光谱影像的灰度矩阵，I′表示作为标准的正射高分辨率卫星影像的灰度矩阵，E(x)为待配准的航空多光谱影像中相关窗口在角点a处的均值，E(x′)为作为标准的正射高分辨率卫星影像中相关窗口在与a具有相同坐标的点处的均值，u、v分别表示待配准的航空多光谱影像中角点a的行、列数，u′、v′分别表示作为标准的正射高分辨率卫星影像中与a具有相同坐标的点的行、列数，取m、n值为5，p、q值分别为标准的正射高分辨率卫星影像宽度和高度的八分之一，相关系数取值范围为[-1，1]，给定阈值为一个经验值，通常取为0.8，对于一组角点，若相关系数比给定阈值大时，则认为这对角点构成对应关系，形成了候选的对应角点；若相关系数比阈值小，则 消除此角点；对于待配准的航空多光谱影像中一个角点，作为标准的正射高分辨率卫星影像中满足此条件的角点可能很多，同理对于标准的正射高分辨率卫星影像中一个角点，待配准的航空多光谱影像中满足对应条件的角点也可能很多，这样就形成了多对多关系。