隨著測繪技術的不斷發(fā)展,測繪領域的各種新裝備層出不窮,大量的數字傳感器得到了廣泛使用,尤其是在航空攝影測量領域,傾斜數字航攝儀的使用被認為是近些年來測繪領域新裝備的典型代表。傾斜數字航攝儀與傳統(tǒng)的膠片、數字航攝儀相比,不僅能夠獲取地物的下視影像,還能獲取覆蓋地物側面紋理信息的傾斜影像,下視和側視信息的同時具備,極大地擴展了傾斜影像的應用范圍。雖然傾斜影像在測繪領域的應用前景十分誘人,但其本身影像傾角大、影像重疊度高的特點也對現有數字攝影測量系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)提出了巨大挑戰(zhàn)；空中三角測量作為系統(tǒng)的一個關鍵技術環(huán)節(jié),同樣需要解決好傾斜影像帶來的技術難題。正是在這種背景之下,論文將多視匹配算法引入到空中三角測量領域,嘗試解決傾斜影像空中三角測量中高質量同名點獲取的難題,文章的研究工作和創(chuàng)新性主要體現在以下幾個方面。 1)針對論文的研究對象——傾斜影像與多視匹配,分別介紹了其基本知識,重點分析了傾斜影像相對于傳統(tǒng)影像的特點,傾斜影像對現有的空中三角測量環(huán)節(jié)帶來的挑戰(zhàn)的具體原因；多視匹配相對于傳統(tǒng)單立體匹配的優(yōu)勢,多視匹配適用于傾斜影像的原因。根據傾斜影像與多視匹配的特點,給出了適用于傾斜影像空中三角測量的多視匹配方法及其具體的實現流程。 2)根據文中給出的具體流程,講述了影像預處理與特征提取的相關知識。影像預處理環(huán)節(jié)主要是包括影像的灰度化、Wallis濾波與金字塔影像的生成,在分別分析上述各個環(huán)節(jié)現有的技術方法后,給出了文中采用的方法及其原因。針對特征提取方面,介紹了特征提取的基礎知識、SIFT算法的原理、本文選用SIFT特征提取算法的原因以及一種檢驗特征點重復度的方法。在實驗部分針對上述流程,文章針對性設置了相應的實驗,用實驗結果證實文中所選用方法的合理性。 3)在傾斜影像的多視匹配與粗差剔除環(huán)節(jié),給出了文中采用的多視匹配模型—特征約束的GC3的基本原理,與原有的GC3模型相比的改進之處以及改進后算法的具體流程。針對匹配結果的粗差剔除部分,將平差中的選權迭代與多片前方交會、立體像對的相對定向結合起來,通過多片一組同名點、兩片多組同名點相結合的方式去完成匹配原始結果的粗差剔除,從而獲得更高質量的匹配結果。
【學位單位】：中國測繪科學研究院
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2014
【中圖分類】：P231
【部分圖文】：

交排列的5相機結構。航攝儀可同時獲取下視、前視、后視、左視、右視的影像，具有多視立體覆蓋的特點，滿足測圖、建模一體化。攝影示意如圖2-2所示。? -rr- _-‘T| _ I廣I伽 _ 'LI/氣/I' \/ ■ r f- ?/ .：；m4\右視圖2-2傾斜航攝儀攝影示意傾斜攝影測量軟件系統(tǒng)的發(fā)展相對落后，目前市面上只有國外的幾家公司存在軟件系統(tǒng)。這些軟件系統(tǒng)分別是：美國Pictometry公司推出的IMctometry傾斜影像處理軟件，能夠較好地實現傾斜影像的定位量測、輪廓提取、紋理聚類等功能。法國Infoterra公司推出的新一代遙感影像自動化處理系統(tǒng)——像素工廠(PixelFactory)，其子系統(tǒng)Street Factory可以對傾斜影像進行精確的三維重建和快速的并行處理。SimActive公司的Correlator3D?軟件同樣能夠進行傾斜影像的空三處理、DSM的生產，該軟件充分利用了 GPU技術，人工智能技術及計算機視覺技術，在處理速度和自動化程度方面有很大提高。Icraros公司的IPS軟件同樣能進行傾斜影像的攝影測量處理，該軟件的特色在于可以同時做有POS數據和無POS數據的空三處理。VisionMap公司的A3數字成圖系統(tǒng)也能全自動完成傾斜影像的空三、快速建模，A3側重于航空攝影測量領域

分析傾斜影像的特點，而是針對傾斜本身所展示的特性一一用戶角度去分析的。圖2-3展示同一建筑物所對應的5張傾斜影像，通過觀察圖2-3所傳遞的信息，可得出傾斜影像相對于傳統(tǒng)垂直影像的特點如下。___圖2-3同一地物區(qū)域5個不同視角的影像1)相對于傳統(tǒng)垂直攝影，傾斜攝影可以獲取地面同一地物更多視角的影像，從而得到該地物更為詳盡的側面紋理與三維結構信息。傳統(tǒng)的航空攝影主要針對地形地物頂部進行攝影，只能獲得其頂部紋理信息，而對高差差異劇烈的相鄰地物難以獲取其側面、輪廓、三維幾何結構等信息，不利于全方位的模型重建和場景感知[25K26]。2)相對于垂直攝影，傾斜攝影可以獲取同一地物更多數量的影像，增大了影12

像匹配受限制于傳感器的立體成像能力，以“單基線”的影像匹配為主，容易出現“病態(tài)解”，導致匹配的精度與可靠性較低，其原因如圖2-4(a)所示。多視匹配利用覆蓋同一地區(qū)的多個視角的影像，通過多視匹配模型獲取“確定解”，大大提高影像匹配的精度與可靠性，其原因如圖2-4(b)所示。圖2-4形象地展示了多視匹配方法相對于傳統(tǒng)單立體像對匹配的優(yōu)勢。B1 B1 B2 B3\——a\^ —上\— —ill—— —M A—\/// \ \ /7psV P(a)單立體匹配的“病態(tài)解” （b)多視匹配的“確定解”圖2-4多視匹配單立體匹配的對比在圖2-4中，B1、B2、B3為航空攝影中的相鄰兩個攝站之間的基線，A、A1、A2、A3為可能的同名像點，pi、p2、p3、p為影像中同名像點對應的地物點。目前，市場上主流的含有5鏡頭的傾斜數字航攝儀，按照常規(guī)（航向60%、旁向30%)方式進行航攝
【參考文獻】

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1 周金和;彭福堂;;一種有選擇的圖像灰度化方法[J];計算機工程;2006年20期

本文編號：2872641