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航空倾斜多视影像匹配方法研究

李英杰  
【摘要】:随着测绘技术的不断发展,测绘领域的各种新装备层出不穷,大量的数字传感器得到了广泛使用,尤其是在航空摄影测量领域,倾斜数字航摄仪的使用被认为是近些年来测绘领域新装备的典型代表。倾斜数字航摄仪与传统的胶片、数字航摄仪相比,不仅能够获取地物的下视影像,还能获取覆盖地物侧面纹理信息的倾斜影像,下视和侧视信息的同时具备,极大地扩展了倾斜影像的应用范围。虽然倾斜影像在测绘领域的应用前景十分诱人,但其本身影像倾角大、影像重叠度高的特点也对现有数字摄影测量系统各个环节提出了巨大挑战;空中三角测量作为系统的一个关键技术环节,同样需要解决好倾斜影像带来的技术难题。正是在这种背景之下,论文将多视匹配算法引入到空中三角测量领域,尝试解决倾斜影像空中三角测量中高质量同名点获取的难题,文章的研究工作和创新性主要体现在以下几个方面。 1)针对论文的研究对象——倾斜影像与多视匹配,分别介绍了其基本知识,重点分析了倾斜影像相对于传统影像的特点,倾斜影像对现有的空中三角测量环节带来的挑战的具体原因;多视匹配相对于传统单立体匹配的优势,多视匹配适用于倾斜影像的原因。根据倾斜影像与多视匹配的特点,给出了适用于倾斜影像空中三角测量的多视匹配方法及其具体的实现流程。 2)根据文中给出的具体流程,讲述了影像预处理与特征提取的相关知识。影像预处理环节主要是包括影像的灰度化、Wallis滤波与金字塔影像的生成,在分别分析上述各个环节现有的技术方法后,给出了文中采用的方法及其原因。针对特征提取方面,介绍了特征提取的基础知识、SIFT算法的原理、本文选用SIFT特征提取算法的原因以及一种检验特征点重复度的方法。在实验部分针对上述流程,文章针对性设置了相应的实验,用实验结果证实文中所选用方法的合理性。 3)在倾斜影像的多视匹配与粗差剔除环节,给出了文中采用的多视匹配模型—特征约束的GC3的基本原理,与原有的GC3模型相比的改进之处以及改进后算法的具体流程。针对匹配结果的粗差剔除部分,将平差中的选权迭代与多片前方交会、立体像对的相对定向结合起来,通过多片一组同名点、两片多组同名点相结合的方式去完成匹配原始结果的粗差剔除,从而获得更高质量的匹配结果。


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