[发明专利]一种异源光学遥感卫星影像立体像对预处理方法

说明书

本发明属于摄影测量与遥感领域，公开了一种异源光学遥感卫星影像立体像对预处理方法，采用基于物方水平投影面的纠正方法，消除了异源卫星影像之间突出的几何畸变：包括因卫星平台高度差异造成的分辨率差异，和异源影像不同侧摆角度引起的倾斜畸变；同时本发明通过特征匹配方法寻找左右影像之间的稠密同名点，然后根据这些同名点灰度值计算三次样条曲线参数，以立体像对中的左像(或右像)为基准，采用三次样条曲线对右像(或左像)整个灰度区间进行分灰度段进行变换，消除了异源卫星影像之间明显的非线性灰度畸变，从而达到匀光匀色的目的，满足后续处理的需求。

技术领域

本发明属于摄影测量与遥感领域，公开了一种异源光学遥感卫星影像立体像对预处理方法。

背景技术

多源遥感数据处理的发展趋势是融合处理。在卫星影像三维重建中，数据源通常是同一种卫星的多角度或者多轨道的多景影像。实际中对异源卫星的融合处理有迫切的需求，如果在光学遥感卫星影像的三维重建中，能够利用不同类型的光学卫星进行处理，不仅能够发挥多源光学遥感数据的应用效益，而且可以提升三维重建的效果和时效性。异源光学遥感卫星的影像之间，在分辨率、几何特性、辐射特性以及时相方面存在显著差异，如果直接进行重建处理，则效果无法满足实际的应用需求，因此必须进行相应的预处理，以削弱它们之间的显著几何与辐射特性差异，才能满足后续处理的需求。

现有异源光学遥感卫星影像融合处理，通常指重建结果的融合比如DSM融合或者点云融合。对于异源光学卫星影像，直接利用它们组成立体像对进行三维重建处理，在整个流程中实现过程融合，目前尚没有文献报告。因此如何利用异源卫星影像组成立体像对，并对其进行预处理尚没有可借鉴和参考的做法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种异源光学遥感卫星影像立体像对预处理方法，旨在消除异源卫星影像组成的立体像对之间的影像几何与辐射的较大差异或畸变，满足后续处理的需求。

为了实现上述技术效果，本发明采用的技术方案是：

一种异源光学遥感卫星影像立体像对预处理方法，包括如下步骤：

S1、确定两张异源卫星的原始立体影像的基准分辨率和物方水平投影面的高程；

S2、将两张原始立体影像同时投影到物方水平投影面上，然后根据确定的基准分辨率对两张原始立体影像在物方进行重新采样，纠正生成两张立体影像；

S3、利用原始立体影像的RPC参数，结合影像纠正过程的几何变换关系，对纠正生成两张新立体影像进行重新拟合生成新的RPC参数；

S4、根据纠正生成的立体影像，采用SIFT算子获取两张纠正生成的立体影像上密集的同名点，并根据同名点坐标，获取同名点对应的影像灰度；

S5、根据同名像点的灰度值取值，结合影像灰度范围，分成若干段灰度，采用三次样条曲线进行辐射畸变拟合，计算三次样条曲线参数；

S6、根据样条曲线参数对纠正后左像或者右像进行灰度的重新计算，选择辐射质量好的影像作为基准，改正辐射质量差的影像，获得新的左像或者右像。

进一步地，步骤S1中物方水平投影面及基准分辨率的确定方法包括如下步骤：

a1、利用左右卫星影像RPC参数获取两景影像覆盖区域的地形高程平均值，取平均高程面作为物方水平投影面；

a2、将两张原始立体影像投影到物方水平投影面上，分别统计物方水平投影面积和像方影像面积，两者的比值可以作为计算卫星立体影像分辨率：

其中Area_g表示原始影像在平均高程面的物方水平投影面积；Area_i表示原始影像的面积，即影像宽乘以影像高；gsd表示对应原始立体影像的空间分辨率；