| 【中文题名】 | 基于控制点影像数据库的遥感卫星影像几何矫正和半自动配准 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 计算机科学与技术 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-7-26 |
| 【中关键词】 | 遥感卫星,多项式矫正,配准,控制点影像数据库,Harris算子,卫星海量数据处理 |
| 【英关键词】 | Remote Sense,Polynomial Correction,Registration,GCP Image Database,Harris Corner Detector,Huge Satellites Data Processing, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>遥感技术>遥感图像的解译、识别与处理>图像处理方法> |
| 【论文摘要】 | 随着卫星技术和计算机技术的飞速发展,数字遥感卫星影像已经在各行各业中发挥着越来越大的作用。但是遥感卫星影像在实际应用前必须经过预处理,而目前的处理方法还存在着很多问题。其中,控制点采集是卫星影像矫正中的关键步骤和瓶颈因素,如何从无到有、从少量控制点快速高效获取大量控制点一直是研究的重点和挑战性工作。
大尺度的卫星影像矫正需要大量高质量的地面控制点,这需要熟练的人工使用大量的时间进行标注;而且标注好的控制点复用困难,基本难以再一次在下一张卫星影像中再次使用,从而造成很大的浪费。为了解决这些劳动繁重、效率低下的问题,本文针对预处理中几何精矫正和配准部分,提出了通过使用控制点影像库来保存控制点并将其部署于新的卫星影像之上,从而提高控制点利用率;将计算机视觉领域的角点检测等算法引入测量学领域,实现地面控制点的自动发现,从而开辟新的控制点采集方式的方法,提高生产效率;最后,特别提出了一些科学研究中容易被忽视但是在工程开发中对于系统实现和改善系统性能非常重要的技术。 |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
2-3 |
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Abstract |
3-6 |
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1 引言 |
6-8 |
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1.1 研究背景 |
6 |
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1.2 本文的创新点 |
6 |
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1.3 本文的组织 |
6-8 |
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2 一些测量学的准备知识 |
8-17 |
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2.1 遥感卫星影像 |
8-9 |
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2.2 地图坐标系统 |
9-16 |
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2.2.1 参考椭球体和大地基准面 |
9-10 |
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2.2.2 投影 |
10-12 |
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2.2.3 投影坐标系统 |
12-14 |
|
2.2.4 坐标系统之间的转换 |
14-16 |
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2.3 控制点 |
16 |
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2.4 同名地物点 |
16-17 |
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3 遥感卫星影像矫正 |
17-27 |
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3.1 遥感卫星影像的几何畸变 |
17-23 |
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3.1.1 平面扫描镜扫描线速不均引起的几何畸变 |
17-18 |
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3.1.2 地球曲率引起的几何畸变 |
18-20 |
|
3.1.3 卫星高度变化引起的畸变 |
20-22 |
|
3.1.4 卫星的翻滚角ω造成的畸变 |
22 |
|
3.1.5 全景畸变 |
22-23 |
|
3.2 遥感卫星影像的矫正 |
23-24 |
|
3.3 多项式矫正模型 |
24-25 |
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3.4 多项式几何精校正步骤 |
25-26 |
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3.5 瓶颈及其解决的关键 |
26-27 |
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4 控制点影像数据库 |
27-36 |
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4.1 控制点影像数据库的引入 |
27-32 |
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4.1.1 原理 |
27-30 |
|
4.1.2 坐标适配子系统 |
30 |
|
4.1.3 控制点查询步骤 |
30-32 |
|
4.2 一个实际的设计和实现 |
32-34 |
|
4.2.1 系统架构 |
32-33 |
|
4.2.2 平台搭建 |
33 |
|
4.2.3 界面 |
33-34 |
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4.3 实验结果 |
34-36 |
|
4.3.1 同等条件下采集控制点使用时间比较 |
34-35 |
|
4.3.2 消耗时间与控制点采集数量关系比较 |
35 |
|
4.3.3 分析和结论 |
35-36 |
|
5 半自动配准 |
36-52 |
|
5.1 遥感卫星影像配准 |
36-37 |
|
5.2 控制点的半自动采集 |
37-48 |
|
5.2.1 控制点的要求 |
37 |
|
5.2.2 角点检测 |
37-38 |
|
5.2.3 一个改进 |
38-42 |
|
5.2.4 参考图像的粗匹配 |
42-43 |
|
5.2.5 造成“半自动”的问题所在 |
43 |
|
5.2.6 几个工程上的要点 |
43-48 |
|
5.3 半自动配准的流程 |
48 |
|
5.4 一个实际的设计和实现 |
48-52 |
|
5.4.1 Matlab编译 COM组件 |
48-49 |
|
5.4.2 系统架构 |
49 |
|
5.4.3 界面 |
49-52 |
|
6 卫星影像海量数据的处理 |
52-59 |
|
6.1 读取 |
52-53 |
|
6.1.1 分块 |
52 |
|
6.1.2 按需读取 |
52-53 |
|
6.2 显示 |
53-54 |
|
6.2.1 双屏缓冲 |
53 |
|
6.2.2 影像金字塔 |
53-54 |
|
6.2.3 多线程分块 |
54 |
|
6.3 算法 |
54-55 |
|
6.3.1 消除无谓计算 |
54-55 |
|
6.3.2 优化编译、使用低级语言 |
55 |
|
6.3.3 更换算法 |
55 |
|
6.4 实验数据 |
55-59 |
|
6.4.1 一个正射矫正算法中运算简化技术的应用 |
56-57 |
|
6.4.2 控制点采集中按需读取和双屏缓冲技术的应用 |
57-58 |
|
6.4.3 控制点自动搜索中的分块技术的应用 |
58-59 |
|
7 总结与展望 |
59-61 |
|
7.1 总结 |
59 |
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7.2 进一步的研究 |
59-61 |
|
7.2.1 兴趣算子 |
59-60 |
|
7.2.2 点的自动精确匹配 |
60 |
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7.2.3 控制点采集的交互 |
60-61 |
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参与项目 |
61-62 |
|
致谢 |
62 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.389362 |
