一种基于视频卫星影像的DSM生成方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111126148A(43)申请公布日2020.05.08(21)申请号201911164695.6G06T3/40(2006.01)(22)申请日2019.11.25(71)申请人长光卫星技术有限公司地址130000吉林省长春市北湖科技开发区明溪路1299号(72)发明人李文涛张鹏杨浩朱瑞飞高放(74)专利代理机构长春众邦菁华知识产权代理有限公司22214代理人朱红玲(51)Int.Cl.G06K9/00(2006.01)G06K9/46(2006.01)G06K9/62(2006.01)G06T3/00(2006.01)权利要求书4页说明书9页附图5页(54)发明名称一种基于视频卫星影像的DSM生成方法(57)摘要一种基于视频卫星影像的DSM生成方法，涉及卫星遥感影像处理技术领域，解决现有DSM生成方法存在实地采集数据区域困难、数据类型过于单一以及存在需要执行多次拍摄任务等问题，控制点提取通过傅里叶梅林算法适用于较大时相差异的参考底图提取控制信息；核线生成环节使用了基于投影高程面的方法，能够获取高精度的核线影像，将密集匹配的搜索从二维影像面精准的缩小到一维搜索行上，提高工作效率；密集匹配环境采用SGM的匹配方法，通过能量函数进行动态规划，获取连续性、整体性最好的视差关系图；本发明的视频卫星影像通过控制点采集、同名点采集、区域网平差、核线影像生成、密集匹配、DSM点云生成与规则格网内插操作实现高精度DSM影像成果快速生成。CN111126148ACN111126148A权利要求书1/4页1.一种基于视频卫星影像的DSM生成方法，其特征是：该方法由以下步骤实现：步骤一、输入卫星视频影像；在一组连续的卫星视频影像中，选取帧号在中间位置的卫星视频影像作为主影像，其余卫星视频影像作为搜索影像；步骤二、对步骤一输入的卫星视频影像进行控制点采集，具体过程为：步骤二一、以某同一地物点为基础估计卫星视频影像在参考影像的X、Y方向偏移像素值Rx、Ry，从所述参考影像中提取出的特征点作为控制点信息；所述参考影像是指拍摄范围覆盖卫星视频影像区域并且具有真实地理位置参考信息的遥感影像；步骤二二、对所述主影像和搜索影像采用辅助DEM进行正射投影生成与参考影像分辨率相同的正射影像，选取主影像中的像素点所在位置A作为待匹配点，以待匹配点A为中心选取大小为m×n个像素的图像子块作为参考模板，并根据待匹配点A的像素坐标、RPC参数以及步骤二一的偏移像素值Rx、Ry，计算待匹配点A在参考影像上对应的像素点位置B；步骤二三、在所述参考影像上，以B为中心选取大小为m×n的匹配模板，将参考模板与匹配模板进行傅里叶梅林匹配，获得与待匹配点A对应的匹配点B0在参考影像上的坐标，并保存模板对的相位相关系数Zphasecorrect；步骤二四、判断步骤二三中所述的相位相关系数Zphasecorrect的值是否大于设定的最小相关阈值min_phase，如果是，保留正射影像与参考影像的点对位置，执行步骤二五；如果否，放弃该匹配点，执行步骤二五；步骤二五、判断采集的控制点个数是否满足设定的控制点数量，如果是，执行步骤二六；如果否，循环执行步骤二三至步骤二五，直至找到满足控制点数量要求的控制点；步骤二六、将获取的控制点的正射影像坐标值，根据辅助DEM和RPC参数采用RPC模型正解方程转换为视频影像上的像素坐标并保存，完成控制点信息获取；步骤三、同名点采集；具体过程为：步骤三一、在所述主影像上均匀选取N个像素点作为影像参考点(ri，ci)；步骤三二、采用主影像的RPC参数和辅助DEM解算主影像中的参考点(ri，ci)对应的物方坐标，记为参考物方点(Xi，Yi)，投影表达式为：式中，p′i为RPC多项式的反解形式，Z为辅助DEM提供的物方坐标迭代高程值；步骤三三、采用搜索影像的RPC参数和辅助DEM，解算参考物方点在搜索影像上对应的像点坐标，记为参考对应点(ri′，c′i)，投影表达式为：式中，pi为RPC多项式的正解形式，具体形式为：2CN111126148A权利要求书2/4页22232pi(X，Y，Z)＝a1+a2X+a3Y+a4Z+a5XY+a6XZ+a7YZ+a8X+a9Y+a10Z+a11YXZ+a12X+a13XY+2232223a14XZ+a15XY+a16Y+a17YZ+a18XZ+a19YZ+a20Z其中a1-a20为RPC参数给出的参数值；步骤三四、以每一个参考对应点和参考点为中心，在搜索影像和主影像上分别取像素个数为m0×n0的图像子块，将搜索影像的每个图像子块与主影像对应的图像子块进行SURF特征匹配，保存匹配特征点对位置信息；步骤三五、采用步骤三四获取的匹配特征点对的位置关系，通过R