[发明专利]一种多分片卫星影像拼接和几何模型构建方法

说明书

本发明涉及一种多分片卫星影像拼接和几何模型构建方法，属于遥感影像处理技术领域。本发明首先进行多分片影像区域网平差，利用高精度参考数据辅助平差，获得原始分片影像RFM补偿模型；然后运用像方分段仿射变换模型，建立拼接前后像点坐标转换关系，生成全景拼接影像；最后对全景拼接影像均匀划分像方格网，利用建立的像点坐标转换关系和原始分片影像RFM补偿模型生成虚拟控制格网，从而构建全景拼接影像RFM。本发明使用RFM作为坐标转换模型，无需构建原始分片影像和全景拼接影像的严格成像模型，且综合考虑了像方空间的坐标转换关系和物方空间连续性，计算量小、效率高。

技术领域

本发明涉及一种多分片卫星影像拼接和几何模型构建方法，属于遥感影像处理技术领域。

背景技术

星载线阵传感器是航天遥感对地观测的重要载体，随着对地观测技术的不断进步，对传感器的性能、指标及成像质量提出了更高的要求。为了实现高成像质量和地面宽覆盖，光学传感器多数采用拼接型TDI CCD(Time Delay and Integration Charge-coupledDevice，时间延迟积分电荷耦合器件)技术获取地面影像。拼接型TDI CCD传感器以其良好的成像性能得到了广泛应用，例如，IKONOS、QuickBird、WorldView-2、SPOT6/7、LandSat-8、“天绘一号(TH-1)”、“资源三号(ZY-3)”、“高分二号”、“高分七号”等卫星均搭载此类传感器。随着技术不断进步，影像空间分辨率已经达到亚米级，拼接误差所造成的影响不容忽视，故原始分片影像拼接处理方式和全景拼接影像几何模型构建被更多地研究。

沿卫星平台飞行方向，拼接型TDI CCD获取的原始影像数据为多个分片影像，因其可提供高质量成像和宽视场影像在不同领域得到广泛应用，对原始多分片影像进行拼接生成具有几何物像关系的全景影像可为多元化应用提供基础数据支撑，而保证分片影像高质量拼接是影像后续处理与应用的前提。

当前影像拼接主要分为像方拼接和物方拼接两种。像方拼接主要是利用影像匹配算法生成同名点，利用一定像方拼接模型完成影像拼接，该算法原理简单且效率高，但拼接生成的全景影像并不具备明确的几何物像关系，拼接精度略低；物方拼接主要是基于物方空间的连续性，以严密的几何模型为基础生成具备明确几何物像关系的全景影像，精度较高，但该方法计算量大，时效性低。

发明内容

本发明的目的是提供一种多分片卫星影像拼接和几何模型构建方法，解决目前拼接过程中存在效率低或者精度低的问题，并在拼接后快速建立几何模型。

本发明为解决上述技术问题而提供一种多分片卫星影像拼接和几何模型构建方法，该方法包括以下步骤：

1)获取待拼接的各原始分片影像和DOM数据，基于原始分片影像和DOM数据确定控制点或者控制点和连接点；

2)利用得到的控制点或者控制点和连接点对原始分片影像进行平差处理，基于平差结果得到原始分片影像RFM补偿模型；

3)采用分段仿射变换模型对各原始分片影像进行拼接，得到全景拼接影像；

4)将得到全景拼接影像进行格网化处理，根据像点坐标转换关系确定各格网点在原始分片影像中对应的像点；

5)将原始分片影像覆盖范围内高程进行分层，利用原始分片影像RFM补偿模型计算像方格网点对应的虚拟控制格网点的物方坐标，得到全景拼接影像RFM，求解全景拼接影像RFM以实现多分片卫星影像拼接后的几何模型构建。