基于sift算法的低空摄影测量影像匹配方法研究

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1、分类号:P2310710-2013126117硕士学位论文基于SIFT算法的低空摄影测量影像匹配方法研究张凯南导师姓名职称杨志强教授申请学位级别工学硕士学科专业名称资源与环境遥感论文提交日期2016年5月10日论文答辩日期2016年6月8日学位授予单位长安大学SIFTBasedImageofLowAltitudePhotogrammetryMatchingAlgorithmResearchADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:ZhangKainanSupervisor:Pro

2、f.YangZhiqiangChang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明独立进行研究工本人声明：本人所Ｍ交的学位论义是化导师的指导下，作所取得的成果。除论文中己经注明引用的内容外，对论文的研巧做出重。嬰贡献的个人和集体，均己在文中明确方式标明本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体且经公升发巧的成果。本声明的法律责任由本人承担。＇＇月曰？年论文作者签名：兴｜紙挪／兩（７ｔ／Ｚ＼？ｍ论文知识产化权属声明本人化导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学

3、＾＾、、、校。学校享巧１任何方式发巧變制公开阅览借阅＾及申请专利等权辛Ｉ。木人离校后发巧或使州学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成Ｊ。果时，署名单位仍然为长安大学（保密的论文在解密后应遽守此规定）论义作者籍名：之＜？年月／之曰｜占＇？：＞、＇〇日１导师签名：年月心摘要近年来，航空摄影测量技术已经成为测绘地形图和更新地理信息数据库的重要方法和手段，并在许多学科领域发展迅速。低空摄影测量技术具备操作性强、成本低、速度快、精度高等优点，现已成为摄影测量技术研究的热点。低空影像匹配技术在图像融合、三维建模、物体识别等

4、领域日渐得到广泛应用，成像条件的变化，造成了低空摄影测量影像的几何变形和灰度差异，这些因素都给匹配带来了困难。单纯的传统影像匹配技术已不能全面解决低空摄影测量影像匹配过程中所存在的问题，因此，迫切地需要一种完善的匹配方法可以针对低空影像的特殊性进行匹配。本文对低空影像目标问题进行了研究和探讨，深入研究了基于特征点的匹配算法，围绕如何利用多元化信息、各类约束条件以及匹配策略三个方面进行了研究，结合现有影像匹配算子的优缺点，提出了一种针对低空影像特征点提取与匹配的方法。主要工作和研究成果如下：1.分析了特征点匹配的重要性和必要性，详细归纳总结了

5、图像匹配预处理的方法与流程，从匹配基元、匹配约束条件以及匹配策略三个方面介绍了影像匹配的基础知识和原理，并分析图像匹配过程中的关键技术，明确了本文研究的目的。2.重点研究了基于尺度不变的SIFT算子，分析了摄影测量领域中几种常用的特征点提取算子Moravec算子、SUSAN算子、Forstner算子和Harris算子，并通过实验，对各算子的速度、精度、局限性以及适应性进行了综合评价，给不同任务选择特征点的方法提供了参考，也为本文算法研究提供了基础。3.根据SIFT以及上述四种算子的优劣性与适应条件，提出了适用于低空摄影测量影像的特征点提取与

6、匹配的方法。实验结果表明：通过简化特征描述符和高斯尺度空间可以提高影像匹配效率；采用Harris算子和Forstner算子精确定位特征点可以大幅度提高匹配精度，该方法可以广泛适用于低空摄影测量影像，得到的匹配结果较其他算法更具有可靠性和稳定性，具有一定的实用价值。关键词：低空摄影测量；影像匹配；SIFT；Harris；特征点提取iAbstractInrecentyears,aerialphotogrammetryhasbecomeanimportantmethodofmappingandupdatinggeographicinformati

7、ondatabase,andhasdevelopedrapidlyinmanyfields.Lowaltitudephotogrammetryhastheadvantagesofstrongoperability,lowcost,highspeedandhighprecision,ithasbecomeahotspotintheresearchofphotogrammetrytechnology.Lowlevelimagematchingtechnologyinimagefusion,3Dmodeling,objectrecognition

8、etc.increasinglywidelyused,somefactorsgivethematchingdifficult.Puretraditionalimagematchi