【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)屬于測(cè)繪，涉及一種基于激光點(diǎn)云和光學(xué)影像的sar影像定位方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、目前我國(guó)遙感測(cè)繪衛(wèi)星已實(shí)現(xiàn)全球觀(guān)測(cè)，為“一帶一路”建設(shè)提供了大量的高質(zhì)量測(cè)繪產(chǎn)品，但由于部分地區(qū)難以獲取高精度的地面控制數(shù)據(jù)，使得立體測(cè)量的精度很難進(jìn)一步提高。激光測(cè)高數(shù)據(jù)、光學(xué)立體衛(wèi)星影像、sar衛(wèi)星影像等產(chǎn)品的出現(xiàn)，為地形高精度立體測(cè)量提供了可能。在地理信息系統(tǒng)(gis)、土木工程和測(cè)繪學(xué)等領(lǐng)域，通常使用平差方法解決各種測(cè)量和定位中的誤差問(wèn)題，以提高測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，確保高定位精度。
2、平差方法是一種用于處理測(cè)量數(shù)據(jù)和調(diào)整測(cè)量結(jié)果的數(shù)學(xué)方法，在實(shí)際應(yīng)用中能夠有效處理各種復(fù)雜的測(cè)量數(shù)據(jù)，解決測(cè)量誤差、觀(guān)測(cè)精度不一致、數(shù)據(jù)不完整等問(wèn)題，以提高測(cè)量結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性，為工程設(shè)計(jì)、地圖制圖和空間數(shù)據(jù)分析提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。其中，聯(lián)合平差是一種常用的平差方法，它能夠綜合處理多種類(lèi)型的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，并同時(shí)進(jìn)行多個(gè)測(cè)量參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整。具體來(lái)說(shuō)，聯(lián)合平差可以將不同類(lèi)型的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)(如距離、角度、高程等)以及來(lái)自不同測(cè)量任務(wù)或設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的平差處理，從而得到更為準(zhǔn)確和一致的測(cè)量結(jié)果。其基本原理是通過(guò)建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型，將各種觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)以及它們之間的關(guān)系納入考慮，然后利用最小二乘法或其他數(shù)學(xué)優(yōu)化技術(shù)對(duì)這個(gè)綜合模型進(jìn)行調(diào)整，以使得各個(gè)觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)能夠在統(tǒng)一的參數(shù)下達(dá)到最優(yōu)的一致性。
3、在進(jìn)行聯(lián)合平差時(shí)，由于激光測(cè)高數(shù)據(jù)、光學(xué)立體衛(wèi)星影像、sar衛(wèi)星影像等測(cè)量數(shù)據(jù)在初始定位精度、成像機(jī)理、處理方法等方面存在巨大差異，影響
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了實(shí)現(xiàn)有效提升sar影像的定位精度的目的，本專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種基于激光點(diǎn)云和光學(xué)影像的sar影像定位方法，該方法充分考慮利用光學(xué)影像、星載激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)、開(kāi)源dem等多源數(shù)據(jù)，結(jié)合光學(xué)影像本身具有的定位精度高(比如天繪三號(hào)衛(wèi)星)和星載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)可以作為控制點(diǎn)來(lái)使用等情況，通過(guò)聯(lián)合定位的方式提高sar影像的整體定位精度。具體來(lái)說(shuō)，所述sar影像定位方法包括以下步驟：
2、s1、對(duì)采集的光學(xué)影像和sar影像進(jìn)行連接點(diǎn)自動(dòng)匹配，得到同名像點(diǎn)；
3、s2、采用所述光學(xué)影像中的所述同名像點(diǎn)以及該所述同名像點(diǎn)在采集的激光點(diǎn)云中的高程數(shù)據(jù)，進(jìn)行聯(lián)合區(qū)域網(wǎng)平差得到第一仿射變換系數(shù)和所述同名像點(diǎn)在所述激光點(diǎn)云上的三維坐標(biāo)；
4、s3、通過(guò)所述第一仿射變換系數(shù)和所述同名像點(diǎn)在所述激光點(diǎn)云上的三維坐標(biāo)，對(duì)所述光學(xué)影像進(jìn)行自由網(wǎng)平差，得到第二仿射變換系數(shù)和所述同名像點(diǎn)在所述光學(xué)影像上的三維坐標(biāo)；
5、s4、通過(guò)所述第二仿射變換系數(shù)和所述同名像點(diǎn)在所述光學(xué)影像上的三維坐標(biāo)，對(duì)所述sar影像進(jìn)行控制區(qū)域網(wǎng)平差，得到第三放射變換系數(shù)和所述同名像點(diǎn)在所述sar影像上的三維坐標(biāo)。
6、進(jìn)一步地，上述步驟s1中，所述對(duì)采集的光學(xué)影像和sar影像進(jìn)行連接點(diǎn)自動(dòng)匹配，得到同名像點(diǎn)，包括：
7、s11、以采集的光學(xué)影像為基準(zhǔn)圖像建立圖像金字塔；
8、s12、通過(guò)fonstner算子對(duì)所述圖像金字塔中最底層進(jìn)行特征提取和邏輯分塊得到多個(gè)邏輯塊，將多個(gè)所述邏輯塊分別映射至所述圖像金字塔中的其他層內(nèi)，其中，每個(gè)所述邏輯塊中均包括多個(gè)特征點(diǎn)；
9、s13、依據(jù)所述圖像金字塔中最底層的角點(diǎn)坐標(biāo)及地理坐標(biāo)映射，計(jì)算所述光學(xué)影像至所述sar影像的初始放射變換參數(shù)；
10、s14、通過(guò)所述初始放射變換參數(shù)、所述邏輯塊，采用相關(guān)系數(shù)法和最小二乘法進(jìn)行連接點(diǎn)自動(dòng)匹配，得到多個(gè)同名像點(diǎn)。
11、進(jìn)一步地，上述步驟s2中，所述采用所述光學(xué)影像中的所述同名像點(diǎn)以及該所述同名像點(diǎn)在采集的激光點(diǎn)云中的高程數(shù)據(jù)，進(jìn)行聯(lián)合區(qū)域網(wǎng)平差得到第一仿射變換系數(shù)和所述同名像點(diǎn)在所述激光點(diǎn)云上的三維坐標(biāo)，包括：
12、s21、通過(guò)有理函數(shù)算法對(duì)所述光學(xué)影像進(jìn)行區(qū)域網(wǎng)平差，得到第一初始仿射變換系數(shù)；
13、s22、通過(guò)所述光學(xué)影像和所述激光點(diǎn)云聯(lián)合平差，對(duì)所述第一初始仿射變換系數(shù)迭代，得到第一仿射變換系數(shù)和所述同名像點(diǎn)在所述激光點(diǎn)云上的三維坐標(biāo)。
14、更進(jìn)一步地，上述步驟s22中，所述通過(guò)所述光學(xué)影像和所述激光點(diǎn)云聯(lián)合平差，對(duì)所述第一初始仿射變換系數(shù)迭代，得到第一仿射變換系數(shù)和所述同名像點(diǎn)在所述激光點(diǎn)云上的三維坐標(biāo)，包括：
15、s221、將所述光學(xué)影像中所述同名像點(diǎn)與所述激光點(diǎn)云進(jìn)行連接點(diǎn)匹配得到與所述同名像點(diǎn)對(duì)應(yīng)的激光測(cè)高點(diǎn)，將所述激光測(cè)高點(diǎn)反投影至所述光學(xué)影像中得到反投影像點(diǎn)；
16、s222、選擇位于前視位置或下視位置的反投影像點(diǎn)作為參考點(diǎn)，對(duì)與所述同名像點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反投影像點(diǎn)分別進(jìn)行匹配調(diào)整；
17、s223、通過(guò)匹配調(diào)整后的所述激光測(cè)高點(diǎn)的物方坐標(biāo)和對(duì)應(yīng)的像方坐標(biāo)，對(duì)所述第一初始仿射變換系數(shù)迭代得到第一仿射變換系數(shù)和所述同名像點(diǎn)在所述激光點(diǎn)云上的三維坐標(biāo)。
18、更進(jìn)一步地，上述步驟s223中，所述通過(guò)匹配調(diào)整后的所述激光測(cè)高點(diǎn)的物方坐標(biāo)和對(duì)應(yīng)的像方坐標(biāo)，對(duì)所述第一初始仿射變換系數(shù)迭代得到第一仿射變換系數(shù)和所述同名像點(diǎn)在所述激光點(diǎn)云上的三維坐標(biāo)，包括：
19、s2231、將與所述激光測(cè)高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述同名像點(diǎn)的物方初始坐標(biāo)pi9x1，y1，z1)和所述激光測(cè)高點(diǎn)的像方坐標(biāo)p(x2，y2，z20作為控制點(diǎn)；
20、s2232、分別賦予所述物方初始坐標(biāo)和所述激光測(cè)高點(diǎn)的像方坐標(biāo)的誤差方程一個(gè)權(quán)重，將所述像方坐標(biāo)的高程值作為真值，對(duì)所述第一初始仿射變換系數(shù)、所述同名像點(diǎn)的物方坐標(biāo)和所述激光測(cè)高點(diǎn)的平面坐標(biāo)改正值進(jìn)行迭代計(jì)算，直至所述平面坐標(biāo)改正值小于設(shè)定的閾值時(shí)，得到第一仿射變換系數(shù)和所述同名像點(diǎn)在所述激光點(diǎn)云上的三維坐標(biāo)。
21、進(jìn)一步地，上述步驟s3中，所述通過(guò)所述第一仿射變換系數(shù)和所述同名像點(diǎn)在所述激光點(diǎn)云上的三維坐標(biāo)，對(duì)所述光學(xué)影像進(jìn)行自由網(wǎng)平差，得到第二仿射變換系數(shù)和所述同名像點(diǎn)在所述光學(xué)影像上的三維坐標(biāo)，包括：
22、s31、通過(guò)有理函數(shù)算法建立光學(xué)影像的像方坐標(biāo)與對(duì)應(yīng)物方坐標(biāo)之間的第一映射關(guān)系式；
23、s32、當(dāng)系統(tǒng)誤差補(bǔ)償多項(xiàng)式取一次時(shí)，依據(jù)所述第一映射關(guān)系，通過(guò)基于像方補(bǔ)償?shù)南穹椒律渥儞Q模型建立基于rfm的區(qū)域網(wǎng)平差的第一誤差方程；
24、s33、對(duì)所述第一誤差方程求解，得到第二仿射變換系數(shù)和所述同名像點(diǎn)在所述光學(xué)影像上的三維坐標(biāo)。
25、更進(jìn)一步地，上述步驟s32中，基于像方補(bǔ)償?shù)南穹椒律渥儞Q模型的表達(dá)式為：其中，(a0,a1,a2)、(b0,b1,b2)為本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于激光點(diǎn)云和光學(xué)影像的SAR影像定位方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光點(diǎn)云和光學(xué)影像的SAR影像定位方法，其特征在于，所述對(duì)采集的光學(xué)影像和SAR影像進(jìn)行連接點(diǎn)自動(dòng)匹配，得到同名像點(diǎn)，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光點(diǎn)云和光學(xué)影像的SAR影像定位方法，其特征在于，所述采用所述光學(xué)影像中的所述同名像點(diǎn)以及該所述同名像點(diǎn)在采集的激光點(diǎn)云中的高程數(shù)據(jù)，進(jìn)行聯(lián)合區(qū)域網(wǎng)平差得到第一仿射變換系數(shù)和所述同名像點(diǎn)在所述激光點(diǎn)云上的三維坐標(biāo)，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于激光點(diǎn)云和光學(xué)影像的SAR影像定位方法，其特征在于，所述通過(guò)所述光學(xué)影像和所述激光點(diǎn)云中的高程數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合區(qū)域網(wǎng)平差，對(duì)所述第一初始仿射變換系數(shù)迭代，得到第一仿射變換系數(shù)和所述同名像點(diǎn)在所述激光點(diǎn)云上的三維坐標(biāo)，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于激光點(diǎn)云和光學(xué)影像的SAR影像定位方法，其特征在于，所述通過(guò)匹配調(diào)整后的所述激光測(cè)高點(diǎn)的物方坐標(biāo)和對(duì)應(yīng)的像方坐標(biāo)，對(duì)所述第一初始仿射變換系數(shù)迭代得到第一仿射變換系數(shù)和所述同名像點(diǎn)在所述激光點(diǎn)云
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光點(diǎn)云和光學(xué)影像的SAR影像定位方法，其特征在于，所述通過(guò)所述第一仿射變換系數(shù)和所述同名像點(diǎn)在所述激光點(diǎn)云上的三維坐標(biāo)，對(duì)所述光學(xué)影像進(jìn)行自由網(wǎng)平差，得到第二仿射變換系數(shù)和所述同名像點(diǎn)在所述光學(xué)影像上的三維坐標(biāo)，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于激光點(diǎn)云和光學(xué)影像的SAR影像定位方法，其特征在于，所述基于像方補(bǔ)償?shù)南穹椒律渥儞Q模型的表達(dá)式為：其中，(a0,a1,a2)、(b0,b1,b2)為光學(xué)影像中像方的仿射變換參數(shù)，s、l分別為光學(xué)影像中同名像點(diǎn)的像方坐標(biāo)和對(duì)應(yīng)的物方坐標(biāo)，Δs、Δl分別為s、l的改正數(shù)向量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光點(diǎn)云和光學(xué)影像的SAR影像定位方法，其特征在于，所述通過(guò)所述第二仿射變換系數(shù)和所述同名像點(diǎn)在所述光學(xué)影像上的三維坐標(biāo)，對(duì)所述SAR影像進(jìn)行控制區(qū)域網(wǎng)平差，得到第三放射變換系數(shù)和所述同名像點(diǎn)在所述SAR影像上的三維坐標(biāo)，包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于激光點(diǎn)云和光學(xué)影像的SAR影像定位方法，其特征在于，所述基于像方補(bǔ)償?shù)南穹椒律渥儞Q模型的表達(dá)式為：其中，(a0,a1,a2)、(b0,b1,b2)為SAR影像中像方的仿射變換參數(shù)，s、l分別為SAR影像中同名像點(diǎn)的像方坐標(biāo)和對(duì)應(yīng)的物方坐標(biāo)，Δs、Δl分別為s、l的改正數(shù)向量。
10.一種基于激光點(diǎn)云和光學(xué)影像的SAR影像定位系統(tǒng)，其特征在于，包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于激光點(diǎn)云和光學(xué)影像的sar影像定位方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光點(diǎn)云和光學(xué)影像的sar影像定位方法，其特征在于，所述對(duì)采集的光學(xué)影像和sar影像進(jìn)行連接點(diǎn)自動(dòng)匹配，得到同名像點(diǎn)，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光點(diǎn)云和光學(xué)影像的sar影像定位方法，其特征在于，所述采用所述光學(xué)影像中的所述同名像點(diǎn)以及該所述同名像點(diǎn)在采集的激光點(diǎn)云中的高程數(shù)據(jù)，進(jìn)行聯(lián)合區(qū)域網(wǎng)平差得到第一仿射變換系數(shù)和所述同名像點(diǎn)在所述激光點(diǎn)云上的三維坐標(biāo)，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于激光點(diǎn)云和光學(xué)影像的sar影像定位方法，其特征在于，所述通過(guò)所述光學(xué)影像和所述激光點(diǎn)云中的高程數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合區(qū)域網(wǎng)平差，對(duì)所述第一初始仿射變換系數(shù)迭代，得到第一仿射變換系數(shù)和所述同名像點(diǎn)在所述激光點(diǎn)云上的三維坐標(biāo)，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于激光點(diǎn)云和光學(xué)影像的sar影像定位方法，其特征在于，所述通過(guò)匹配調(diào)整后的所述激光測(cè)高點(diǎn)的物方坐標(biāo)和對(duì)應(yīng)的像方坐標(biāo)，對(duì)所述第一初始仿射變換系數(shù)迭代得到第一仿射變換系數(shù)和所述同名像點(diǎn)在所述激光點(diǎn)云上的三維坐標(biāo)，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光點(diǎn)云和光學(xué)影像的sar影像定位方法，其特征在于，所述通過(guò)所述第一仿射變換...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫群，徐青，季曉林，郭文月，余岸竹，朱新銘，馬京振，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中國(guó)人民解放軍網(wǎng)絡(luò)空間部隊(duì)信息工程大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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