Delaunay三角网优化下的小面元遥感影像配准算法-北京大学学报.PDF

第３２卷　第９期 信 号 处 理 Ｖｏｌ．３２　Ｎｏ．９ ２０１６年９月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＩＧＮＡＬＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ Ｓｅｐ．２０１６ 文章编号：１００３－０５３０（２０１６）０９－１０３２－０７ Ｄｅｌａｕｎａｙ三角网优化下的小面元遥感影像配准算法 １，２ １ ２ ３ 朱　红 　宋伟东　谭　海　贾　迪 （１．辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院，辽宁阜新 １２３０００；２．国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心，北京１０００４８； ３．辽宁工程技术大学电子与信息工程学院，辽宁葫芦岛１２５１０５） 摘　要：针对遥感影像配准中控制点分布不均匀而影响配准精度的问题，论文提出三角网优化模型下的小面元 遥感影像配准算法。首先利用ＲＦＭ模型与ＤＳＭ数据对其进行正射纠正；其次采用ＳＩＦＴ算子匹配特征点，通过 ＲＡＮＳＡＣ算法对其优化；同时设置影像边缘格网点，综合利用仿射变换、核线约束和灰度相似性约束匹配边缘 格网点；构建初始Ｄｅｌａｕｎａｙ三角网，通过三角单元面积与角度双重约束优化三角网；最终通过扫描线填充算法 实现小面元影像配准。多组实验结果表明该算法在遥感影像配准中的适用性和有效性，影像配准精度可达到亚 像素级，使得存在地形起伏的遥感影像配准问题得到了有效解决。 关键词：影像配准；Ｄｅｌａｕｎａｙ三角网；小面元纠正；亚像素精度 中图分类号：ＴＰ３９１　　　文献标识码：Ａ　　　ＤＯＩ：１０．１６７９８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３０５３０．２０１６．０９．０４ ＡＴｉｎｙＦａｃｅｔＰｒｉｍｉｔｉｖｅＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇＩｍａｇｅＲｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎＡｌｇｏｒｉｔｈｍ ＢａｓｅｄｏｎＯｐｔｉｍｉｚｅｄＤｅｌａｕｎａｙＴｒｉａｎｇｕｌａｔｉｏｎ １，２ １ ２ ３ ＺＨＵＨｏｎｇ 　ＳＯＮＧＷｅｉｄｏｎｇ　ＴＡＮＨａｉ　ＪＩＡＤｉ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＧｅｏｍａｔｉｃｓ，ＬｉａｏｎｉｎｇＴｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｘｉｎ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ１２３０００，Ｃｈｉｎａ； ２．ＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｕｒｖｅｙｉｎｇａｎｄＭａｐｐｉｎｇＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒｏｆＣｈｉｎａ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４８，Ｃｈｉｎａ； ３．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬｉａｏｎｉｎｇＴｅｃｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｕｌｕｄａｏ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ１２５１０５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｐｒｏｂｌｅｍｏｆｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｉｍａｇｅｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎｗｈｉｃｈｉｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｂｙｔｈｅｕｎｅｖｅｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆｃｏｎｔｒｏｌｐｏｉｎｔｓ，ａｔｉｎｙｆａｃｅｔｐｒｉｍｉｔｉｖｅｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｉｍａｇｅｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄＤｅｌａｕｎａｙＴｒｉａｎ ｇｕｌａｔｉｏｎｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅＲａｔｉｏｎａｌＦｕｎｃｔｉｏｎＭｏｄｅｌ（ＲＦＭ）ａｎｄＤｉｇｉｔａｌＳｕｒｆａｃｅＭｏｄｅｌ（ＤＳＭ）ａｒｅ ｕｓｅｄｆｏｒｉｍａｇｅｏｒｔｈｏｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｆｅａｔｕｒｅｐｏｉｎｔｓａｒｅｍａｔｃｈｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅＳＩＦＴｏｐｅｒａｔｏｒ，ａｎｄｏｐｔｉｍｉｚｅｄｂｙｔｈｅ ＲＡＮＳＡＣａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｅｅｄｇｅｇｒｉｄｐｏｉｎｔｓａｒｅｅｘｔｒａｃｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅａｆｆｉｎｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉ