[发明专利]基于相位相关的高重叠度遥感影像满度连接点匹配方法

说明书

本发明公开了一种基于相位相关的高重叠度遥感影像满度连接点匹配方法，包括：输入多张重叠影像，构建匹配模型，对基准影像进行分块和特征点提取；基于RPC成像模型和DEM获得特征点的经纬度坐标和高程；以特征点的经纬度坐标为中心进行物方空间重采样；相位相关计算匹配窗口的偏移量获得匹配点对；将匹配点的坐标通过RPC模型反算，计算匹配点对在像方的行列号坐标；剔除粗差点得到最终匹配结果。本发明对基准影像进行分块且只在每个分块中心局部分为提取特征点，减少了计算量且保证了特征点分布的均匀性。将影像块从像方投影到物方进行匹配，克服了影像间的旋转和尺度差异，满足相位相关的计算条件。利用相位相关直接获取特征点在每张影像上的位置，计算速度快，对影像灰度差异不敏感。

技术领域

本发明基于遥感图像技术处理领域，特别涉及一种基于相位相关的高重叠度遥感影像满度连接点匹配方法、系统和介质。

背景技术

影像匹配就是通过一定的匹配算法在两幅或者多幅影像之间识别同名点的过程，它是图像配准、图像融合、目标识别和变化检测的一个重要前期步骤。在遥感领域，连接点匹配用于获取两张或多张具有一定重叠度的影像之间的同名像点，根据像点坐标和一定的数学模型建立平差方程，修正影像的成像模型参数(如RPC模型系数和严格成像模型系数)，实现影像间的配准，提高影像的相对定位精度。

常用的遥感图像连接点匹配方法主要有SIFT匹配和相关系数匹配等，其中SIFT匹配方法是一种基于斑点特征的点特征匹配算法，它对图像的旋转变化和尺度缩放不敏感，由于SIFT匹配需要先对每张图像提取特征点，在多度重叠的影像间进行匹配时，对每张影像都进行特征点提取计算量巨大且难以保证特征点的复现率，最终匹配得到的同名点中只有极少数的满度连接点。相关系数匹配方法一般是通过模版匹配的策略来搜索同名点的，这种搜索策略在影像数量显著增加和搜索范围明显扩大的情况下需要耗费大量的计算资源，效率低下，且当影像间存在辐射差异时，匹配的可靠性也很难保证。

发明内容

本发明为了满足高重叠度影像间满度、均匀连接点的匹配需求，提出了一种基于相位相关的高重叠度遥感影像满度连接点匹配方法，包括以下步骤：

步骤一、输入多张重叠影像，构建匹配模型，对基准影像进行分块和特征点提取；

步骤二、基于RPC成像模型和DEM获得特征点的经纬度坐标和高程；

步骤三、以特征点的经纬度坐标为中心进行物方空间重采样；

步骤四、相位相关计算匹配窗口的偏移量获得匹配点对；

步骤五、将匹配点的坐标通过RPC模型反算，计算匹配点对在像方的行列号坐标；

步骤六、剔除粗差点得到最终匹配结果。

优选的，上述步骤一具体为选取其中一张作为基准影像，其余的影像作为目标影像；对基准影像进行分块，得到N×M个大小相同的影像区域；在每个影像块的中心选取一个S×S的窗口进行特征点提取，保留n个特征点作为候选点。

优选的，上述步骤二具体为：设特征点在基准影像上的行列号坐标为(l,s)，由RPC模型和DEM数据，通过迭代计算可以得到特征点对应于物方的经纬度和高程(B,L,H)；

其中，RPC模型的表示如下：

其中，