航空线阵推扫影像大视场拼接关键技术研究的任务书.docx

航空线阵推扫影像大视场拼接关键技术研究的任务书
任务书
一、研究背景
航空线阵推扫影像大视场拼接技术是基于遥感技术的一种高清晰度、高精度的影像拼接技术，它能够将多个飞行采集的影像数据进行无缝拼接，可用于地形地貌的三维重建、土地利用变化分析、海岸线的提取和地物识别等领域。望远镜等一些光学仪器也涉及到体视场拼接技术。而随着无人机、卫星等新一代遥感平台的发展，对航空线阵推扫影像大视场拼接技术的研究和应用需求也在不断增长。
然而，目前存在的视场拼接技术普遍存在以下几个问题需要解决：（1）影像之间误差大，导致拼接比例失调；（2）随着飞行高度的增加，成像分辨率降低；（3）同时采集多个物体时，相邻物体之间的比例会发生变化。
因此，本研究的目的是基于航空线阵推扫影像大视场拼接技术，改进现有的视场拼接算法，解决上述问题，提高视场拼接的精度和稳定性，为相关领域的应用提供技术支撑。
二、研究内容和研究方法
1.研究内容
（1）航空线阵推扫影像大视场拼接的数据准备和预处理
通过航空线阵推扫影像采集技术，获取大量的高分辨率影像数据，如何准确地处理数据是影响视场拼接质量和精度的关键。本研究将重点分析处理无人机航拍影像，包括影像去除畸变、恢复相对关系等预处理工作。
（2）改进现有的视场拼接算法
将综合采用特征点匹配、背景差分、分层融合等算法，提高视场拼接的精度和稳定性。将采用深度学习等先进技术，提高特征点匹配的准确率和鲁棒性。
（3）视场拼接的图像比例自适应调整
研究随着航行高度的增加，成像分辨率降低、相邻物体之间的比例发生变化等问题，解决拼接带来的图像比例失真等问题，探讨图像比例自适应调整的策略，具体包括在特征点提取阶段的尺度不变性、透视变换、缩放等技术的应用。
（4）视场拼接的评估指标和应用
考虑视场拼接的可用性和适用性，需要设计一些评估指标，如拼接误差、拼接速度、运算代价等，对拼接算法的效果进行评估，同时考虑到拼接技术的实际应用需求，将研究其在地形地貌重建、海岸线提取、城市规划等领域的应用。
2.研究方法
本研究将采用如下方法：
（1）数据准备和预处理：基于无人机航拍影像，使用Python语言和OpenCV库对影像进行处理，包括影像去畸变、姿态恢复、特征点提取等。
（2）改进现有的视场拼接算法：将以SIFT、SURF等算法为基础，从特征点匹配、局部拼接、分层融合等方向进行创新和改进，重点探讨如何提高拼接算法的精度和稳定性。
（3）视场拼接的图像比例自适应调整：基于Python和OpenCV等工具，探讨图像比例自适应调整的技术细节，主要包括尺度不变性、透视变换等策略的应用，以解决图像比例失真等问题。
（4）视场拼接的评估和应用：设计一套评估指标体系，并结合实际数据对拼接算法进行评估。同时考虑到拼接技术在地形地貌重建、海岸线提取、城市规划等领域的应用，为相关领域提供技术支撑和应用方案。
三、工作任务和计划
1.工作任务
（1）收集相关航空线阵推扫影像大视场拼接技术的研究现状和应用需求，做好背景研究和调研资料整理。
（2）研究航空线阵推扫影像大视场拼接的数据准备和预处理方法，提高影像数据的质量和准确性。
（3）分析现有的视场拼接算法，以SIFT、SURF等算法为基础，改进算法，提高拼接精度和稳定性。
（4）研究视场拼接的图像比例自适应调整技术，解决图像比例失真等问题。
（5）设计视场拼接的评估指标，对拼接算法进行评估，并结合应用需求，探讨其在地形地貌重建、海岸线提取、城市规划等领域的应用。
2.计划安排
（1）研究期限：6个月。
（2）开题研究：调研和收集资料，确定研究方法和方向，完成开题研究，耗时1个月。
（3）算法研究：深入研究航空线阵推扫影像大视场拼接算法，改进算法，耗时2个月。
（4）数据处理和应用研究：准备航空线阵推扫影像数据，对其进行处理，进行应用研究，耗时2个月。
（5）论文撰写和评审：结合研究成果，撰写论文，并进行论文答辩，评审论文，耗时1个月。
四、预期成果
本研究主要的预期成果如下：
（1）深入研究视场拼接技术及其应用需求，提出一种基于航空线阵推扫影像大视场拼接技术的数据预处理和拼接算法，以提高其精度和稳定性。
（2）成功地解决视场拼接中的失真、比例变化等问题，提出了一套图像比例自适应调整的策略。
（3）设计了一套评估视场拼接算法的规范体系，评价算法的准确性和应用效果，为相关领域的应用提供参考和支撑。
（4）论文发表：一篇高水平的研究论文，以期向学术界和工程领域做出贡献。
五、参考文献
[1]徐明阳.面向遥感影像的图像匹配技术及应用[D].南京大学,2017.
[2]张玮博,王志勇,王康恩,等.提高近景影像视场拼接精度的新方法[J].红外与激光工程,2016,45(3):305-310.
[3]陈迎春,罗明,罗伟,等.基于SIFT与SU