[发明专利]高光谱图像与激光雷达数据配准方法及配准系统

权利要求书

1.高光谱图像与激光雷达数据配准方法，其特征在于：所述方法具体过程为：

步骤1：建立高光谱成像数学模型；具体过程为：

对于推扫式高光谱成像仪采集的高光谱图像，根据共线方程模型，建立推扫式高光谱成像仪系统的数学模型，模型如下：

其中，(X,Y,Z)为地面点的坐标，(X_S,Y_S,Z_S)为推扫式高光谱成像仪的外方位线元素，λ为比例因子，为推扫式高光谱成像仪的外方位角元素的组合变换矩阵，(x,y)为图像像元点坐标，f为成像仪焦距；

步骤2：基于POS数据，对高光谱图像进行几何粗校正；

步骤3：建立高光谱图像正射校正模型，得到正射投影高光谱图像；

步骤4：选取一对同名线特征及一对同名点特征，通过系统检校方法计算配准误差参数ΔΦ，Δθ，ΔΨ，重新执行步骤2、3生成配准的高光谱图像。

2.根据权利要求1所述高光谱图像与激光雷达数据配准方法，其特征在于：所述外方位角元素分别代表了成像的旁向倾角、航向倾角和像片旋角；

推扫式高光谱成像仪的外方位角元素的组合变换矩阵的具体表达式如下：

其中，·为矩阵乘法，R(ω)、以及R(κ)分别为ω、以及κ的旋转矩阵。

3.根据权利要求2所述高光谱图像与激光雷达数据配准方法，其特征在于：所述旋转矩阵R(ω)、以及R(κ)表达式分别如下：

4.根据权利要求3所述高光谱图像与激光雷达数据配准方法，其特征在于：所述矩阵的具体表达式如下：

5.根据权利要求4所述高光谱图像与激光雷达数据配准方法，其特征在于：所述步骤2中基于POS数据，对高光谱图像进行几何粗校正；具体过程为：

对于推扫式高光谱成像仪的外方位角元素将POS系统测量得到的俯仰角、滚转角和偏航角(Φ,θ,Ψ)经以下坐标系转换得到推扫式高光谱成像仪的外方位角元素的组合变换矩阵

其中，为地面摄影测量坐标系变换到地心坐标系，为地心坐标系变换到导航坐标系，为导航坐标系变换到IMU坐标系，(Φ,θ,Ψ)代表POS系统测量得到的俯仰角、滚转角和偏航角，为IMU坐标系变换到传感器坐标系，为传感器坐标系变换到像空间坐标系；

推扫式高光谱成像仪的外方位线元素坐标通过下式得到：

其中，为地面摄影测量坐标系变换到导航坐标系，为IMU中心在导航坐标系中的坐标位置，为高光谱成像系统的偏移量误差；g为导航坐标系；

利用拍摄地区平均海拔高度Z求解比例因子λ，求解共线方程，对高光谱图像进行几何粗校正。

6.根据权利要求5所述高光谱图像与激光雷达数据配准方法，其特征在于：所述共线方程表达式为：

其中，a₁,a₂,a₃依次对应旋转矩阵的第一行元素，b₁,b₂,b₃依次对应旋转矩阵的第二行元素，c₁,c₂,c₃依次对应旋转矩阵的第三行元素，x＝0。