面向规模化生产的真正射影像制作方法技术

本发明专利技术提供了一种面向规模化生产的真正射影像制作方法，其步骤包括：S1)数据源处理：对采集的数字表面模型和遥感影像预处理；S2)遮挡检测：检测被建筑物遮挡的区域；S3)遮挡修复：利用多重叠影像的可见性，修复被检测出遮挡的区域，得到正射影像；S4)影像镶嵌：对步骤S3得到的多幅相邻正射影像进行镶嵌组合和匀色处理，得到真正射影像。该方法高效快速，精确稳定，适应面广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术面向基础影像地图生产，涉及测绘、数字城市和智慧城市、网络影像地图服务等领域。
技术介绍
传统正射纠正未考虑建筑物、树木等地面目标的投影变形，在城市大比例尺正射影像上，建筑物倾斜遮挡的情况非常严重，影响了影像信息的有效解译和利用。上个世纪90 年代以来，随着世界范围内城市三维仿真项目的兴起和城市大比例尺地图的应用需求日益强烈，利用城市三维模型制作“真正射影像”的研究和生产逐渐展开。但真正射影像生产受制于数据源和遮挡检测技术的限制，一直难以大规模的投入生产。真正射影像制作的核心问题是高效稳健的遮挡检测过程。根据摄影测量的基本原理，高层建筑的倾斜会造成对低矮目标的遮蔽，若直接利用数字微分纠正方法为DSM(数字表面模型)格网寻找对应影像信息，低矮目标将获得高层建筑的影像信息，其结果是造成高层建筑在正射影像上多次出现，学术界称之为“鬼影”现象。这样的正射影像无法谈及几何精度或光谱精度等问题。解决该问题的思路是，首先检测出高层建筑对低矮目标的遮蔽情况，在正射纠正过程中这些遮蔽地区不分配影像信息，最后利用影像序列的重叠信息或利用仿真方法修复遮蔽地区。已有遮挡检测方法大多基于计算机图形学的Z-Buffer消隐技术，比较目标距光源点的距离判断其遮蔽情况。这类方法在处理大量复杂的矢量建筑物模型时效率很低；而在处理栅格数据时，因难以捕获相机畸变和投影成像造成的栅格变形，将导致错误的判断竞争关系，造成大量伪遮蔽和伪可见噪。此外，该方法无法处理被高窄墙体遮蔽目标的伪可见问题，即所谓“M-Portion”问题，改进的方法需要将墙面纳入遮挡检测计算过程，大大增加了计算工作量和复杂度。产生这些问题的根本原因在于复杂多样的现实世界难以用简单的三维体块模型表示，基于图形学的Z-Buffer技术未顾及摄影测量的特殊情况。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是提供一种，该方法高效快速，精确稳定，适应面广。本专利技术所采用的技术方案是，包括以下步骤Si)数据源处理对采集的数字表面模型和遥感影像预处理；S2)遮挡检测检测被建筑物遮挡的区域；S3)遮挡修复利用多重叠影像的可见性，修复被检测出遮挡的区域，得到正射影像；S4)影像镶嵌对步骤S3得到的多幅相邻正射影像进行镶嵌组合和勻色处理，得到真正射影像。所述的方法，步骤Sl具体包括对采集的数字表面模型转化为栅格化的规则格网，对于具有断裂线的数据，加密断裂线附近格网；对遥感影像，进行大气校正和辐射校正的预处理。所述的方法，步骤S2具体包括首先计算并记录每个数字表面模型栅格的投影高度角；然后求解数字表面模型的最优分割数；最后根据最优分割数进行径向扫描，分析沿扫描射线的投影高度角变化情况，进而高效稳健的检测遮挡地区。所述的方法，计算投影高度角的方法为对于给定数字表面模型的栅格(x，y，z)，投影中心坐标为(X。，Y。，Z。)，计算并记录每个数字表面模型栅格的投影高度角a 权利要求1.，其特征在于，包括以下步骤51)数据源处理对采集的数字表面模型和遥感影像预处理；52)遮挡检测检测被建筑物遮挡的区域；53)遮挡修复利用多重叠影像的可见性，修复被检测出遮挡的区域，得到正射影像；54)影像镶嵌对步骤S3得到的多幅相邻正射影像进行镶嵌组合和勻色处理，得到真正射影像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤Sl具体包括对采集的数字表面模型转化为栅格化的规则格网，对于具有断裂线的数据，加密断裂线附近格网；对遥感影像， 进行大气校正和辐射校正的预处理。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2具体包括首先计算并记录每个数字表面模型栅格的投影高度角；然后求解数字表面模型的最优分割数；最后根据最优分割数进行径向扫描，分析沿扫描射线的投影高度角变化情况，进而得到遮挡区域的检测结果。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，计算投影高度角的方法为对于给定数字表面模型的栅格(x，y，z)，投影中心坐标为(X。，Y。3。)，计算并记录每个数字表面模型栅格的投影高度角a ^jx-Xc)2+(y-Yc)2 ⑴ a - arcsin ,--Cl； □^ix-Xc)2+(y-Ycf+(Z-Zc)25.根据权利要求4所述的方法，其特征在于数字表面模型的最优分割数n=#，其中r为数字表面模型的半径。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，径向扫描的方法是对数字表面模型的扫描区域沿径向从天底点依次向外扫描，扫描次数为最优分割数η ；然后计算当前范围内由边缘栅格决定的方位射线，沿着射线方向逐个比较投影高度角的a变化，同时记录栅格的可见性，若发现投影高度角a突然变小，则记录当前最大的投影高度角^iax的值，投影高度角未超出^iax的栅格都被认为是被遮蔽的地区，其可见性值设为0。全文摘要本专利技术提供了一种，其步骤包括S1)数据源处理对采集的数字表面模型和遥感影像预处理；S2)遮挡检测检测被建筑物遮挡的区域；S3)遮挡修复利用多重叠影像的可见性，修复被检测出遮挡的区域，得到正射影像；S4)影像镶嵌对步骤S3得到的多幅相邻正射影像进行镶嵌组合和匀色处理，得到真正射影像。该方法高效快速，精确稳定，适应面广。文档编号G06T15/40GK102496181SQ201110338319公开日2012年6月13日 申请日期2011年10月31日 优先权日2011年10月31日专利技术者李卉, 李德仁, 钟成, 黄先锋 申请人:中国地质大学(武汉)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钟成，李卉，黄先锋，李德仁，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：