基于SIFT算法的遥感影像自动匹配的研究

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1、中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文基于SIFT算法的遥感影像自动匹配的研究作者姓名：韭飞指导教师：簋焦型副班究虽生国整堂陵遥盛皇数主丝韭班究逝学位类别：王墨亟±学科专业：电王皇道篮王握研究所：生国型堂陵受盛皇数主地韭研究压二零一三年五月一苓一二：年直月【ZHANGFEI】ADissertation／『ThesisSubmittedtoTheUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctor／

2、Masterof【Engineering】【InstituteofRemoteSensingandDigitalEarthChineseAcademyofSciencelMay,2013II薹I=星I薹魁学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。作者签名：耋氛财日期：z。簪7／月／／日o／学位论文使用授权说明本人完全了解培养单位关于收集、保存、使用学位论文

3、的规定，即：按照培养单位要求提交学位论文的印刷本和电子版；培养单位有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；培养单位可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的的前提下，培养单位可以公布论文的部分或全部内容。(保密论文在解密后遵守此规定)作者签名：多易吃孥导师签名：III≯月致谢硕士生涯转瞬即逝，邻近毕业，在此感谢科室的何国金老师、程博老师，特别是我的导师焦伟利副研究员，感谢她的耐心教诲!同时非常感谢王威老师对我的亲切指导。感谢曹辉、刘旭楠、王萌、周青、柯鑫、彭燕，与你们一起学习的日子非常愉快和难忘，特别感谢曹辉和彭燕对我的论文的帮助!摘要图像配

4、准是图像处理领域里的关键技术之一，目标是实现反映同一地区地物的两幅或多幅图像空间位置的一一对应。它是图像融合、镶嵌和图像变化检测的先前工作。对同一区域内的地物，不同的传感器、成像模式会得到不同时相的图像数据，它们之间往往存在着平移、旋转、缩放等几何畸变。对其进行分析和利用，首先需要将他们配准。图像配准的实质和关键是将两幅图像上显著的或者有实际意义的地物同名点进行对应。在图像配准的过程中，首先是人工手动配准，通过观察实现同名地物点之间的对应。随着获得图像的新手段的出现和数据量的急剧增加，需要实现图像实时配准，因此提出了图像的自动配准，并会成为图像配准的一个发展方向。自动配准又可分为基于区

5、域的和基于特征的两大类。本文对基于SIFT算法的点特征配准进行了研究。本文开头介绍了基于点特征的配准的概念、原理、基本的配准流程和常见技术。接着详细叙述了基于SIFT算法图像特征的配准方法，包括SIFT算法的历史沿革、数学机理和主要的实现步骤。最后将该算法应用到遥感图像的实际配准，利用软件工具实现了SIFT算子特征点提取和特征点之间的匹配，并和Harris角点检测算法作了一个比较。主要完成的工作为：1．研究了基于点特征的配准方法的概念、原理、基本的配准流程和常见技术，以及该方法的历史沿革，并将其应用到对光学遥感图像的处理，实现遥感图像之间的自动匹配。2．对特征点的提取是遥感图像自动匹配

6、的关键步骤，本文比较了SIFT算子与Harris角点检测在旋转不变性、尺度不变性以及抗噪性等方面的优劣，将其应用到遥感图像的自动配准中。3．特征点之间的匹配是遥感图像校正的前提，互相关系数法，虚拟三角形法，RANSAC策略都是常用的方法。本文研究了各种方法的原理，组成结构以及各自的优劣。IIABSTRACTImageregistrationwhichisoneofthekeytechnologies，isthefirstpriorityandfundamentaltechniqueinimagefusion，imagemosaic，andchangedetection，etc．Beca

7、useoftherelativemove，rotationanddifferentproportionzoombetweenthesameimagedata，wehavetosettletheimageregistrationfirstly．Wetrytofindakindofspacetransformationforthespacecoherenceachievingbycorrespondingpointswhichisintheimag