gps引导的下的多角度遥感图像自动匹配.pdfVIP

第 4 期 ,总第 34 期 国 土 资 源 遥 感 No. 4 ,1997 1997 年 12 月 15 日　REMO TE SENSIN G FOR LAND RESOURCES Dec. ,1997 GPS 引导下的多角度遥感图像自动匹配 高 　峰 ( 中国科学院南京地理与湖泊研究所 ,南京 　210008) 摘 　要 　随着航天和计算机技术的进步 ,多角度遥感目前又一次成为遥感基础研究的新热 点 ,不同于以往的传统垂直观测方式 ,它不仅提供了地物的空间光谱信息 ,还提供了地物的结构特 征信息 ,是定量化遥感的途径之一。多角度遥感也使得遥感图像处理更加复杂 ,多角度遥感图像 的配准便是要解决的关键技术之一 ,多角度遥感图像成像的特殊性决定了纯粹利用图像信息进行 的匹配是较为困难的。本文以法国 POLDER ( POLarization and Directionality of Earth ’s Re flectance) 多角度航空遥感试验为例 ,介绍 POLDER 多角度遥感图像自动匹配的方法 ,首先用 GPS 进行定位引导 ,精度在 100 m 左右 ,然后在初步定位的基础上 ,用图像灰度特征和结构特征进行精 确配准 , 自动定位精度小于30 m ,最后采用局部最小误差控制点对图像进行重采样处理 ,并直接提 取航空平台的地物二向性反射信息。 关键词 　多角度遥感 　图像配准 　全球定位系统 　二向性反射 1 　问题提出 自然界中绝大部分物体具有各向异性的反射特性,是非朗伯体 ,其反射率不仅与入射光源 的位置 ,而且还与传感器的位置有关。传统的宽视场垂直方式获取的遥感信息 ,如 LANDSA T 和 SPO T 数据等 ,在分析处理时常忽略了这种各向异性的影响 ,而对于 AV HRR 数据 ,这种影 响却是不可忽视的。从另一个角度来看 ,这种各向异性的反射特性却又给我们提供了有关地 面目标的结构特征信息 ,对于农业、林业遥感具有重要的应用意义 ,进一步也可为全球变化模 型提供计算参数。因此随着航天及计算机技术的进一步发展 ,多角度遥感又一次成为全球遥 感基础研究的热点 ,并被作为遥感定量化发展的主要途径之一。 多角度遥感研究的兴起 ,也给传统的遥感图像处理带来了新的挑战 ,在提取地面目标二向 性反射分布函数信息 BRDF (Bidirectional Reflectance Distribution Function) 之前 ,有两个预处 理工作需要首先解决 : 一是多角度遥感图像大气校正 ,与传统的星下点大气校正方案不同 ,多 角度遥感还要考虑两个不可忽视的因素 ,即地面的非朗伯体特征以及邻近像元对非垂直观测 像元的影响 ; 二是多角度遥感图像的配准问题 ,随着同一地物观测方位角及高度角的变化 ,三 维地物在二维平面的投影已经发生了形变 ,控制点的获取变得相当困难 ,多角度遥感图像之间 的精确配准也成为多角度遥感技术能否实用的关键技术之一。显然 ,纯粹利用传统的灰度相 关或结构特征信息来进行自动匹配是极其困难的。GPS 技术的应用 ,为多角度遥感图像匹配 ( ) 国家自然科学基金资助项目 编号 ,文中的 POLDER 数据由法国 POLDER 遥感试验组提供。 　　收稿日期 :1997 年 9 月 21 日。 ·48 · 　　　　国 　土 　资 　源 　遥 　感 1997 年 提供了可能 ,通过 GPS 对特征地物进行初步引导定位 ,再与图像的灰度和结构特征相配合 ,可 以精确确定控制点的具体位置,从而提高多角度遥感图像匹配精度。 2 　多角度遥感图像自动匹配方案 本文以法国航空 POLDER 多角度遥感试验为例 ,介绍在 GPS 技术引导下的多角度遥感 图像之间的精确匹配。 POLDER 传感器可以用于测量地物的方向性反射率和极化反射率 ,它是一个宽视场角的 传感器 ,通过机载传感器的移动可以获取同一地面目标几个方向的反射率 , 目前机载POLD E