利用高分七号和资源三号影像联合制作连续、无空洞DSM的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用高分七号和资源三号影像联合制作连续、无空洞DSM的方法，该方法包括：基于高分七号和资源三号立体影像及其RPC参数生成多视准核线影像；生成高分七号立体影像的多视准核线影像的金字塔影像，对金字塔影像进行匹配，以得到高分七号立体影像的视差图；生成资源三号立体影像的多视准核线影像的金字塔影像，对金字塔影像进行匹配，以得到资源三号立体影像的视差图；利用资源三号立体影像的视差图对高分七号立体影像的视差图的漏洞进行修补，并利用修补后的高分七号立体影像的视差图生成连续、无空洞DSM。本发明专利技术实现了不同准核线像对视差图的快速变换，保障了视差图漏洞修补的精度和速度，实现了高质量的连续、无空洞DSM制作。无空洞DSM制作。无空洞DSM制作。

【技术实现步骤摘要】
利用高分七号和资源三号影像联合制作连续、无空洞DSM的方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，特别涉及一种利用高分七号和资源三号影像联合制作连续、无空洞DSM的方法。

技术介绍

[0002]摄影测量和计算机视觉领域对多视立体影像匹配方面的研究主要针对三视立体影像，重点往往集中在如何同时利用三个视角的匹配代价以及如何综合利用多种匹配代价方面。物方几何约束法是连接三视立体影像的核心方法，这种方法难以兼顾多视几何约束和准核线影像的“同名像点位于同一影像行”的几何约束,卫星影像多于三视条件下的高效几何约束模型构建问题还未解决。
[0003]另外，目前常见的多视角匹配都是基于分辨率接近、波段范围基本一致的“同源”立体影像。通过独立的两两构建立体像对的方法匹配各自的点云或DSM，然后把点云或DSM融合到一起。匹配核心算法方面，全局/半全局优化匹配是应用最多的匹配方法，衍生了很多改进的匹配技术。但这些算法往往难以兼顾高精度和高效率，在卫星影像匹配方面需要进一步的自适应改进。
[0004]高分七号和资源三号立体影像都属于沿轨方向的立体影像，相对几何变形主要在卫星飞行方向，目前，尚没有利用高分七号和资源三号立体影像联合制作连续、无空洞DSM的方法。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供了一种利用高分七号和资源三号影像联合制作连续、无空洞DSM的方法，可充分地消除由于现有技术的限制和缺陷导致的一个或多个问题。
[0006]本专利技术提供了一种利用高分七号和资源三号影像联合制作连续、无空洞DSM的方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：
[0007]步骤1，基于高分七号两线阵立体影像及其RPC参数和资源三号三线阵立体影像及其RPC参数生成多视准核线影像；
[0008]步骤2，生成所述高分七号两线阵立体影像的多视准核线影像的金字塔影像，对所述金字塔影像进行匹配，以得到所述高分七号两线阵立体影像的视差图；
[0009]步骤3，生成所述资源三号三线阵立体影像的多视准核线影像的金字塔影像，对所述金字塔影像进行匹配，以得到所述资源三号三线阵立体影像的视差图；
[0010]步骤4，利用所述资源三号三线阵立体影像的视差图对所述高分七号两线阵立体影像的视差图的漏洞进行修补，并利用修补后的所述高分七号两线阵立体影像的视差图生成连续、无空洞DSM。
[0011]优选的，步骤1具体包括以下子步骤：
[0012]步骤1.1，将高分七号后视影像作为主影像，高分七号前视影像作为第一辅影像，
将资源三号正视影像、后视影像、前视影像分别作为第二辅影像、第三辅影像、第四辅影像，分别生成所述主影像与所述第一辅影像、第二辅影像、第三辅影像、第四辅影像间的投影连接点；
[0013]步骤1.2，建立准核线影像与对应的原始影像间的坐标转换模型，其中，所述原始影像指所述主影像、所述第一辅影像、所述第二辅影像、所述第三辅影像、所述第四辅影像，每幅原始影像与所述多视准核线影像中的一幅准核线影像相对应。
[0014]步骤1.3，基于所述多视准核线影像与对应的原始影像间的坐标转换模型，将所述准核线影像的像面坐标转换到所述原始影像的像面坐标，并基于所述原始影像的像面坐标、原始影像的RPC参数和物方高程，计算所述多视准核线影像的RPC参数；
[0015]步骤1.4，根据所述多视准核线影像与对应的原始影像间的坐标转换模型，逐点计算多视准核线影像像点对应的原始影像像点坐标，通过双线性插值获取原始影像像点的灰度作为多视准核线影像的灰度，以生成所述多视准核线影像。
[0016]优选的，步骤1.1具体包括以下子步骤：
[0017]步骤1.1.1，将所述第一辅影像作为目标辅影像，确定所述主影像与所述第一辅影像的导入顺序，并计算平均核线倾角；
[0018]步骤1.1.2，根据所述平均核线倾角确定多视准核线影像的范围；
[0019]步骤1.1.3，生成覆盖所述主影像准核线影像范围的所述主影像和所述第一辅影像间的投影连接点；
[0020]步骤1.1.4，依次将所述第二辅影像、所述第三辅影像和所述第四辅影像作为目标辅影像，计算得到所述主影像与所述第二辅影像、所述第三辅影像和所述第四辅影像的投影连接点。
[0021]优选的，步骤1.2具体包括以下子步骤：
[0022]步骤1.2.1，分别计算所述第一辅影像、第二辅影像、第三辅影像、第四辅影像沿所述准核线影像方向和垂直于所述准核线影像方向的偏移比例系数。
[0023]步骤1.2.2，计算投影轨迹倾斜参数，其中，所述投影轨迹倾斜参数表示投影轨迹线与原始影像行方向的夹角。
[0024]步骤1.2.3，根据所述偏移比例系数和所述投影轨迹倾斜参数，建立准核线影像与对应的原始影像间的坐标转换模型，具体包括：
[0025]首先，计算投影连接点行坐标与每条投影轨迹起算点坐标、影像行坐标和影像列坐标为变量的函数：
[0026]y(i,j)＝y(i,j0)+a0+a1·
x(i,j)+a2·
x(i,j)
·
x(i,j)+a3·
y(i,j0)+a4·
y(i,j0)
·
y(i,j0)+a5·
x(i,j)
·
y(i,j0)
[0027]式中，i＝1，2，3，4，5为主影像和第一至第四辅影像的序号，y(i,j)为影像i的第j个投影连接点行坐标，x(i,j)为影像i的第j个投影连接点列坐标，j0表示第j个投影连接点所在投影轨迹的起算点点号，y(i,j0)为影像i的第j个投影连接点所在投影轨迹的起始点行坐标，a0,a1…
a5为每幅原始影像待求的变换系数，由每幅影像上的投影连接点通过最小二乘法求得。
[0028]将每幅原始影像第一个投影连接点列、行坐标用c0
i
、r0
i
表示，i＝1，2，3，4，5为原始影像序号。设准核线影像任一点的行、列坐标为r、c，则对应原始影像的行、列坐标r
o
、c
o
计
算方法为：
[0029]r
o
＝r
·
sclc
i
·
slp+c0
i
‑
c
·
sclr
i
[0030]c
o
＝o
c
+a0+a1·
r
o
+a2·
r
o
·
r
o
+a3·
o
c
+a4·
o
c
·
o
c
+a5·
r
o
·
o
c
[0031]其中，o
c
＝c0
i
+r
·
sclc
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用高分七号和资源三号影像联合制作连续、无空洞DSM的方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：步骤1，基于高分七号两线阵立体影像及其RPC参数和资源三号三线阵立体影像及其RPC参数生成多视准核线影像；步骤2，生成所述高分七号两线阵立体影像的多视准核线影像的金字塔影像，对所述金字塔影像进行匹配，以得到所述高分七号两线阵立体影像的视差图；步骤3，生成所述资源三号三线阵立体影像的多视准核线影像的金字塔影像，对所述金字塔影像进行匹配，以得到所述资源三号三线阵立体影像的视差图；步骤4，利用所述资源三号三线阵立体影像的视差图对所述高分七号两线阵立体影像的视差图的漏洞进行修补，并利用修补后的所述高分七号两线阵立体影像的视差图生成连续、无空洞DSM。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1具体包括以下子步骤：步骤1.1，将高分七号后视影像作为主影像，高分七号前视影像作为第一辅影像，将资源三号正视影像、后视影像、前视影像分别作为第二辅影像、第三辅影像、第四辅影像，分别生成所述主影像与所述第一辅影像、第二辅影像、第三辅影像、第四辅影像间的投影连接点；步骤1.2，建立准核线影像与对应的原始影像间的坐标转换模型，其中，所述原始影像指所述主影像、所述第一辅影像、所述第二辅影像、所述第三辅影像、所述第四辅影像，每幅原始影像与所述多视准核线影像中的一幅准核线影像相对应。步骤1.3，基于所述多视准核线影像与对应的原始影像间的坐标转换模型，将所述准核线影像的像面坐标转换到所述原始影像的像面坐标，并基于所述原始影像的像面坐标、原始影像的RPC参数和物方高程，计算所述多视准核线影像的RPC参数；步骤1.4，根据所述多视准核线影像与对应的原始影像间的坐标转换模型，逐点计算多视准核线影像像点对应的原始影像像点坐标，通过双线性插值获取原始影像像点的灰度作为多视准核线影像的灰度，以生成所述多视准核线影像。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤1.1具体包括以下子步骤：步骤1.1.1，将所述第一辅影像作为目标辅影像，确定所述主影像与所述第一辅影像的导入顺序，并计算平均核线倾角；步骤1.1.2，根据所述平均核线倾角确定多视准核线影像的范围；步骤1.1.3，生成覆盖所述主影像准核线影像范围的所述主影像和所述第一辅影像间的投影连接点；步骤1.1.4，依次将所述第二辅影像、所述第三辅影像和所述第四辅影像作为目标辅影像，计算得到所述主影像与所述第二辅影像、所述第三辅影像和所述第四辅影像的投影连接点。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1.2具体包括以下子步骤：步骤1.2.1，分别计算所述第一辅影像、第二辅影像、第三辅影像、第四辅影像沿所述准核线影像方向和垂直于所述准核线影像方向的偏移比例系数。步骤1.2.2，计算投影轨迹倾斜参数，其中，所述投影轨迹倾斜参数表示投影轨迹线与原始影像行方向的夹角。
步骤1.2.3，根据所述偏移比例系数和所述投影轨迹倾斜参数，建立准核线影像与对应的原始影像间的坐标转换模型，具体包括：首先，计算投影连接点行坐标与每条投影轨迹起算点坐标、影像行坐标和影像列坐标为变量的函数：y(i,j)＝y(i,j0)+a0+a1·
x(i,j)+a2·
x(i,j)
·
x(i,j)+a3·
y(i,j0)+a4·
y(i,j0)
·
y(i,j0)+a5·
x(i,j)
·
y(i,j0)式中，i＝1，2，3，4，5为主影像和第一至第四辅影像的序号，y(i,j)为影像i的第j个投影连接点行坐标，x(i,j)为影像i的第j个投影连接点列坐标，j0表示第j个投影连接点所在投影轨迹的起算点点号，y(i,j0)为影像i的第j个投影连接点所在投影轨迹的起始点行坐标，a0,a1…
a5为每幅原始影像待求的变换系数，由每幅影像上的投影连接点通过最小二乘法求得。将每幅原始影像第一个投影连接点列、行坐标用c0
i
、r0
i
表示，i＝1，2，3，4，5为原始影像序号。设准核线影像任一点的行、列坐标为r、c，则对应原始影像的行、列坐标r
o
、c
o
计算方法为：r
o
＝r
·
sclc
i
·
slp+c0
i
‑
c
·
sclr
i
c
o
＝o
c
+a0+a1·
r
o
+a2·
r

【专利技术属性】
技术研发人员：岳庆兴，唐新明，王霞，
申请(专利权)人：自然资源部国土卫星遥感应用中心，
类型：发明
国别省市：