多视场遥感图像虚拟焦面拼接理论误差分析

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1、航天返回与遥感第36卷第2期60SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2015年4月多视场遥感图像虚拟焦面拼接理论误差分析岳春宇何红艳鲍云飞邢坤周楠（北京空间机电研究所，北京100094）摘要随着遥感对地观测技术的发展，对大视场、宽幅数据的需求日益增加，经常需要通过多幅遥感图像拼接来满足图像幅宽的要求。由多台相机同轨同时成像并拼接获取大幅宽遥感图像可以解决图像幅宽的问题。目前主要采用基于匹配的图像域拼接方法或根据成像几何关系生成虚拟拼接图像的方法获取宽幅图像。而生成虚拟拼接图像的方法物理意义明确且拼接后图像具有经典成像几何关系，成为图像拼接发展的趋势

2、。文章根据同轨多视场图像虚拟焦面拼接原理，由摄影测量严格共线方程几何定位模型推导了多台相机不同视场图像的理论拼接误差计算公式，得出拼接误差的主要误差源；并仿真实验分析了拼接理论误差对图像拼接的影响，为多台相机拼接获取宽幅图像的设计和应用提供一定参考。关键词图像拼接多视场遥感图像误差分析航天遥感中图分类号:TP751文献标志码:A文章编号:1009-8518(2015)02-0060-09DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2015.02.009ErrorAnalysisofRemoteSensingImageMosaicBasedonVirtualFoc

3、alPlaneYUEChunyuHEHongyanBAOYunfeiXINGKunZHOUNan（BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100094,China）AbstractWiththedevelopmentofremotesensingtechnologyfortheearthobservation,thedemandofwide-fieldimagesisincreasing.Wide-fieldimagesareusuallyobtainedbyimagemosaic,especiallythemu

4、lti-FOVremotesensingimagesofdifferentsensorsinthesamesatellite.Imagematchingandvirtualmosaicimagearethemainmethodstogeneratemosaicimages.Asvirtualmosaicimagehasimaginggeometrymodelwithclearphysicalmeanings,itisthefuturedirectionofimagemosaic.Inthispaper,mosaicerrorsarefirstmodeledbyphotogra

5、mmetrycollinearityequationmodelaccordingtotheimagemosaicalgorithmbasedonvirtualfocalplane,andthemainerrorsourcesofimagemosaicareobtained.Theeffectofmosaicerrortoimagemosaicisanalyzedthroughsimulationexperiment,andtheresultscanbeusedasthereferencesformulti-FOVimagesmosaicdesigningandapplicat

6、ion.Keywordsimagemosaic;multi-FOVremotesensingimage;errorsanalysis;spaceremotesensing0引言随着遥感对地观测技术的发展，国土调查、地图测绘等应用领域对增大遥感图像覆盖范围的要求不断提高，因此，扩大视场、获得大宽幅数据是空间光学遥感发展的一个重要方向。由于空间相机受卫星[1]平台、空间环境等因素制约，以及CCD器件工艺的限制，一般采用多相机多视场图像拼接的方式来获收稿日期：2014-05-23基金项目：国家自然科学基金（41401410，41401411），973项目（61321001），高分对

7、地观测专项基金（GFZX040136）第2期岳春宇等:多视场遥感图像虚拟焦面拼接理论误差分析61[2]取满足较高空间分辨率且大幅宽的图像。在遥感应用领域，目前遥感图像拼接主要是通过图像匹配，[3-5]寻找同名信息建立图像间的空间对应关系，建立空间转换模型，再将遥感图像转换到同一坐标系下。这种拼接方式需要在待拼接图像中找到同名信息，当待拼接图像重叠区域提取同名特征困难时，则无法[6]准确拼接。而且这种方法计算量大，不同的待拼接图像处理结果不同，不具有普遍性，不能够实现标准化生产。数据生产单位更希望通过成像