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- 基于航空立体影像的相对高度自动获取方法研究
- 作者： 王巍 来源： 清华大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 影像匹配 摄影测量 角点检测 相对高度
- 描述： 针对目前高程信息获取方法的严格适用条件与高度信息广泛应用需求之间的矛盾,本文对摄影测量的基本方法和影像匹配技术进行了改进,基于航空立体影像,提出了相对高度的概念,推导了自动计算相对高度的方法,并进行了实验验证和应用前景分析。在相对高度自动计算数据预处理阶段,首先对SUSAN角点检测算法进行了改进,以更准确地获取影像匹配的特征。一方面按照局部影像对比度自适应地计算确定核值相似区的阈值,另一方面用矩形模板取代圆形模板,通过统计模板边缘与中心灰度相似的像素的分布,确定核值相似区在模板内的方位,从而提高了检测角点的准确性,祛除了原算法检测结果中冗余的角点,同时角点匹配结果的可靠性也有较大的提高。角点匹配过程中,由于没有先验知识,需要将搜索范围扩大到整幅影像的二维空间,匹配速度和准确率都不高。本文结合影像金字塔多尺度匹配,提出了两级影像匹配法。两级影像匹配法中一级匹配是利用影像块粗匹配确定立体影像间的相对位置关系,从而确定角点同名点的搜索范围;二级匹配是随后进行的角点精确匹配。两级影像匹配法在提高匹配搜索收敛速度的同时,极大地提高了角点匹配结果的准确性,有效防止了金字塔影像顶层错误匹配的产生及传播。角点提取和精确匹配后,利用自动获得的同名点对,在航空立体影像外方位元素未知的条件下,通过将立体影像纠正为与摄影基线平行的姿态,并在立体影像空间前方交会的基础上,推导地面点相对高度计算方法,并对其理论精度进行了分析。航空影像具有近似竖直摄影的特点,在变换为与基线平行的姿态后,利用基线与水平面的夹角表达影像的空间姿态,且同名像点不存在上下视差,由同名像点的影像横坐标和基线与水平面的夹角的近似值来计算相对高度。实验表明,相对高度能够准确表达地貌和地物间的高度差异,并具有较好的精度,可满足无法获取外方位元素时某些应用领域对高度信息需求。