一种异源高分辨率卫星遥感影像近似核线生成算法.pdf

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1、第38卷第6期武汉大学学报·信息科学版Vo1．38No．62013年6月tGeomaticsandInformationScienceofWuhanUniversityJune2013文章编号：167卜8860(2013)06—066104文献标志码：A一种异源高分辨率卫星遥感影像近似核线生成算法戴激光贾永红宋伟东张谦。(1辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院，阜新市中华路47号，123000)(2武汉大学遥感信息工程学院，武汉市珞喻路I29号，430079)摘要：提出了一种实用的基于有理函数模型(RFM)的核线生成算法，研究并实现在

2、该算法下异源高分辨率卫星遥感影像像对近似核线生成方法。该方法利用高分辨率卫星遥感影像正解模型迭代计算RFM反解模型，结合核线投影轨迹法，提取像对之间近似核线对。实验表明，本文算法具有可适性和通用性，为异源高分辨率卫星遥感影像数据的自动匹配处理提供了可靠保证。关键词：异源；高分辨率卫星遥感影像；近似核线；RFM中图法分类号：P237．3高分辨率卫星影像在提高地表特征表现力的密物理模型方法，但两种方法在实际应用中具有同时，也加大了影像空间关系的复杂度，致使同谱局限性_3]，迫切需要构建一种通用的可针对不异质、同质异谱的现象广泛存在_1]

3、。在摄影测量同高分辨率卫星遥感影像的RFM反解模型。有与遥感中，一种有效的匹配方法是利用影像核线鉴于此，针对高分辨率卫星遥感影像的特点，本文进行同名点检索，以提高匹配的效率和可靠提出了一种新的RFM反解模型。在此基础上，性一。结合投影轨迹法提取了异源高分辨率卫星遥感影实际中，由于高分辨率卫星遥感影像在不同像近似核线对。的扫描线上有不同的投影中心，无法采用传统的算法进行核线提取。针对这一问题，很多学者进1算法行了深入的研究]。综合来看，目前绝大部分研究都是针对在已知内外方位元素或有理函数正反图1所示为核线提取流程图。解模型(ratio

4、nalfunctionalmodel，RFM))条件下RFM构投的同源影像核线生成，而对无已知条件的异源高正建影解RFM轨分辨率卫星遥感影像问的核线问题研究却很少。模反迹刑解法究其原因，主要有以下两方面因素：①同一传感模实八型现器同轨、异轨像对运行轨道间几何位置相对固定，核线方向具有一定规律性。而不同传感器之间不图1算法流程图仅成像机理不同，同时运行轨道相异，致使核线方Fig．1FlowchartofAlgorithm向缺乏相关性，这给核线的生成带来极大困难。1．1RFM反解模型②目前的高分辨率卫星遥感影像，大部分卫星遥图2为RFM

5、反解模型示意图。图中M点为感公司仅提供其正解模型。而正解模型仅提供物某一已知像点，设其坐标为(r，c)。Q点为与M方到像方的转换模型，难以实现像方到物方的映点对应的待求物方点。P为地面迭代计算点，A射，这使得不同影像像对问无法构建通过物方的为其对应的像方点。Q点由某一设定的物方初始关系模型，为核线生成带来困难。目前，对RFM起算点P。(X。，y。，Z0)以步进迭代方式平移得反解模型求解的常用算法包括最小二乘方法、严收稿日期：2O13一O1一O6。项目来源：国家自然科学基金资助项目(40771159)。662武汉大学学报·信息科学版2

6、013年6月到。其中，经纬方向上的参考步进矢量分别定义的建立以及方法的讨论提供了理论依据。为e和'7，其长度分别为￡一l￡l和叩一lr／I，称为目前，在对线阵推扫式影像的核线生成研究经纬方向上的参考步进长度。设A。为与P。对应中，常用的算法有基于左右影像同名点坐标多项的像方点，“和分别为与e和刀对应的像方空间式拟合法和基于光线上点升降的投影轨迹法。的参考最小平移矢量。通过以上分析可以看出，相比而言，投影轨迹法在解算过程中不需同名点A。(P。)可以被看作M(Q)点在像方(物方)的初辅助，理论更加严密。因此，本文考虑采用投影轨始起算点。

7、在本文的RFM反解模型中，从Ao迹法来提取近似核线。如图3所示，左右片为两(P。)到M(Q)的平移通过迭代逼近过程完成。异源高分辨率卫星遥感影像，由于两卫星在成像时的运行轨道参数不同，使得成像系统的轨道高度、轨道方向均不相同，有异于同源卫星的同轨、异轨成像(同源影像通过RFM模型进行核线生Q成与轨道之间是有规律的)。而异源影像左右影像的近似核线对方向取决于摄影中心SS连线在Ey左右像平面上的投影，与影像所在轨道无关。具体核线生成过程如下：①设一条光线从右片任意O成像点P出发通过左影像的摄影中心s，利用给图2RFM反解模型示意图定一个

8、初始高度H计算虚拟地物点N。②将NFig．2InverseRationalFunctionModelSchematic点投影到左影像上形成左片像方虚拟点。③根Diagram据设定的不同高度，重复①、②的解算过程，在左在第次迭代中，连接