一种多视角卫星影像的数字表面模型融合方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多视角卫星影像的数字表面模型融合方法及系统，属于摄影测量与遥感领域，所述方法包括如下步骤：分别基于多视角卫星影像的各数字表面模型，对当前融合位置构建对应的局部窗口；基于各局部窗口中像素与窗口中心像素的灰度相似性和距离，得到各局部窗口中像素的加权结果；对加权结果进行筛选与排序，得到若干数字表面模型像素高程信息序列；基于直方图策略对各数字表面模型窗口像素的高程信息序列进行中值提取，得到加权中值滤波结果，即目标融合高程，完成多视角卫星影像的数字表面模型融合；所述系统为所述方法对应设置的系统，用于实现所述方法；本发明专利技术解决了如何提高卫星影像数字表面模型融合精度的问题。何提高卫星影像数字表面模型融合精度的问题。何提高卫星影像数字表面模型融合精度的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种多视角卫星影像的数字表面模型融合方法及系统


[0001]本专利技术属于摄影测量与遥感
，尤其涉及一种多视角卫星影像的数字表面模型融合方法及系统。

技术介绍

[0002]多视角卫星影像实景重建通常采用多个立体模型的数字表面模型结果融合的方式实现地球表面的精细重建。每个立体影像对所产生的数字表面模型之间，经常存在一些粗差，因此需要融合来生产整个测区的高精度数字表面模型。传统同源数字表面模型之间融合时，往往采用基于单点的中值滤波策略：即统计相同位置下出现的三维点数目，取这些三维点高程的中值，作为融合结果。
[0003]但传统方法由于没考虑周围点的辐射信息，导致融合后的模型表面仍然存在一些困难区域，在困难区域中的有效三维点较少，造成其融合结果不精确。
[0004]二维图像融合可以分为三个层次，即像素级、特征级和决策级，其中，像素级融合位于最底层，能够看做对信息仅做特征提取并直接使用，也能对信息最大程度上的保留，使其在准确性和鲁棒性上优于其他两级，但像素灰度值的处理目前仅用于二维图像的融合，若简单将其用于三维模型的融合，其效果并不理想，高程信息的有效融合处理是高精度数字表面模型融合所必要解决的关键问题，因此，基于灰度一致性消除噪声的精确数字表面模型融合方法是亟需的。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的一种多视角卫星影像的数字表面模型融合方法，基于灰度一致性对数字表面模型消除噪声，解决了如何提高卫星影像数字表面模型融合精度的问题。
[0006]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一方面，本专利技术提供一种多视角卫星影像的数字表面模型融合方法，包括如下步骤：
[0008]S1、分别基于多视角卫星影像的各数字表面模型，对当前融合位置构建对应的局部窗口；
[0009]S2、基于各局部窗口中像素与窗口中心像素的灰度相似性和距离，得到各局部窗口中像素的加权结果；
[0010]S3、对各局部窗口中像素的加权结果进行筛选与排序，得到若干数字表面模型像素高程信息序列；
[0011]S4、基于直方图策略对各数字表面模型窗口像素的高程信息序列进行中值提取，得到加权中值滤波结果；
[0012]S5、将加权中值滤波结果作为当前融合位置的目标融合高程，并基于目标融合高程完成多视角卫星影像的数字表面模型融合。
[0013]本专利技术的有益效果为：
[0014](1)、本专利技术提供的一种多视角卫星影像的数字表面模型融合方法，在数字表面模型融合过程中考虑了构建的局部窗口内的每个点，能够在融合过程中加入更多的物方信息，兼顾了几何信息和辐射信息，使得融合结果细节更加突出，从而有效剔除粗差；
[0015](2)、本专利技术在数字表面模型融合过程中，基于当前融合位置处构建的局部窗口内的像素灰度一致性实现加权约束，实现了一定程度的噪声消除；
[0016](3)、本专利技术在数字表面模型单点的融合中采用了直方图策略的中值滤波方法，对粗差有一定的抑制作用，能够使融合的结果更鲁棒。
[0017]进一步地，所述S1包括如下步骤：
[0018]S11、获取多视角卫星影像和其对应的若干数字表面模型；
[0019]S12、分别确定当前融合位置在各数字表面模型中对应的融合区域；
[0020]S13、分别将当前融合位置作为窗口中心，并分别根据窗口中心在各数字表面模型上构建对应的局部窗口。
[0021]采用上述进一步方案的有益效果为：对多幅不同视角的卫星影像的数字表面模型进行融合时，先确定当前融合位置，再以当前位置为中心构建局部窗口，为通过局部窗口内像素灰度一致性获取更多当前融合位置的物方信息提供基础。
[0022]进一步地，所述S2包括如下步骤：
[0023]S21、根据各局部窗口中像素与窗口中心像素的灰度一致性，分别得到各局部窗口中像素对应的0
‑
1之间的权值，其中，各窗口中心像素对应的权值为1；
[0024]S22、根据各局部窗口中像素与窗口中心像素的距离，分别得到各局部窗口中像素对应的0
‑
1之间的权值系数，其中，各窗口中心像素对应的权值系数为1；
[0025]S23、根据各局部窗口中像素对应的权值和权值系数，分别计算得到各局部窗口中像素的加权结果。
[0026]采用上述进一步方案的有益效果为：将当前融合位置，即窗口中心位置的像素作为灰度一致性评价基准，且充分考虑融合位置的局部窗口所有像素的物方信息，为数字表面模型的融合细节更突出提供基础。
[0027]进一步地，所述S23中各局部窗口中像素的加权结果的计算表达式如下：
[0028][0029]其中，表示在第j个局部窗口中的第i个像素的加权结果，表示第j个局部窗口中的第i个像素的权值，表示j个局部窗口中的第i个像素的权值系数，其中，i，j均为非零自然数。
[0030]采用上述进一步方案的有益效果为：提供各局部窗口中像素的加权结果的计算方法，为基于筛选与排序后的像素的加权结果进行构建数字表面模型像素高程信息序列提供基础。
[0031]进一步地，所述S3包括如下步骤：
[0032]S31、设置像素加权结果阈值；
[0033]S32、判断各局部窗口中像素的加权结果是否大于像素加权结果阈值，若是则进入步骤S33，否则舍弃该像素加权结果；
[0034]S33、将各局部窗口中像素的加权结果排序，并根据排序结果得到对应的若干数字表面模型像素高程信息序列。
[0035]采用上述进一步方案的有益效果为：通过设置加权结果阈值，仅保留具有实质辐射信息和几何信息影响的像素加权结果，从而保证数字表面模型的融合精度。
[0036]进一步地，所述S4包括如下步骤：
[0037]S41、提取滤波窗口内的所有像素值，且将数字表面模型的空间分辨率作为直方图间隔，得到滤波窗口内所有像素的高程直方图；
[0038]S42、从左到右依次累加高程中值滤波直方图中每个相同像素的加权结果对应的像素个数，得到加权结果对应的像素累加总数，直至像素累加总数大于所有窗口像素总数的一半；
[0039]S43、将最近一次像素累加对应的像素高程信息作为当前滤波窗口中高程信息的中值，并将中值赋值给当前滤波窗口中心像素的高程信息，得到加权中值滤波结果。
[0040]采用上述进一步方案的有益效果为：基于直方图策略对数字表面模型像素高程信息序列进行中值滤波，能够有效加快中值滤波的速度，且更加直观可靠。
[0041]另一方面，本专利技术还提供一种多视角卫星影像的数字表面模型融合方法的系统，包括：
[0042]局部窗口构建模块，用于分别基于多视角卫星影像的各数字表面模型，对当前融合位置构建对应的局部窗口；
[0043]像素加权模块，用于基于各局部窗口中像素与窗口中心像素的灰度相似性和距离，得到各局部窗口中像素的加权结果；
[0044]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多视角卫星影像的数字表面模型融合方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、分别基于多视角卫星影像的各数字表面模型，对当前融合位置构建对应的局部窗口；S2、基于各局部窗口中像素与窗口中心像素的灰度相似性和距离，得到各局部窗口中像素的加权结果；S3、对各局部窗口中像素的加权结果进行筛选与排序，得到若干数字表面模型像素高程信息序列；S4、基于直方图策略对各数字表面模型窗口像素的高程信息序列进行中值提取，得到加权中值滤波结果；S5、将加权中值滤波结果作为当前融合位置的目标融合高程，并基于目标融合高程完成多视角卫星影像的数字表面模型融合。2.根据权利要求1所述的多视角卫星影像的数字表面模型融合方法，其特征在于，所述S1包括如下步骤：S11、获取多视角卫星影像和其对应的若干数字表面模型；S12、分别确定当前融合位置在各数字表面模型中对应的融合区域；S13、分别将当前融合位置作为窗口中心，并分别根据窗口中心在各数字表面模型上构建对应的局部窗口。3.根据权利要求2所述的多视角卫星影像的数字表面模型融合方法，其特征在于，所述S2包括如下步骤：S21、根据各局部窗口中像素与窗口中心像素的灰度一致性，分别得到各局部窗口中像素对应的0
‑
1之间的权值，其中，各窗口中心像素对应的权值为1；S22、根据各局部窗口中像素与窗口中心像素的距离，分别得到各局部窗口中像素对应的0
‑
1之间的权值系数，其中，各窗口中心像素对应的权值系数为1；S23、根据各局部窗口中像素对应的权值和权值系数，分别计算得到各局部窗口中像素的加权结果。4.根据权利要求3所述的多视角卫星影像的数字表面模型融合方法，其特征在于，所述S23中各局部窗口中像素的加权结果的计算表达式如下：其中，表示在第j个局部窗口中的第i个像素的加权结果，表示第j个局部窗口中的第i个像素的权值，表示j个局部...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩丹超，刘松林，张威，秦进春，
申请(专利权)人：中国人民解放军六一五四零部队，
类型：发明
国别省市：