基于遥感影像的人工地物高度信息快速提取技术研究

论文摘要

本文以基于遥感影像获取人工地物高度属性信息为目标,系统研究了利用单幅遥感影像和立体影像获取人工地物高度属性信息的相关理论和技术方法,重点探讨了人工地物垂直边缘线的提取技术和基于三角网约束的点特征松弛法整体影像匹配技术。完成的主要工作和取得的成果如下:1.阐述了论文研究的背景和意义以及国内外人工地物高度信息提取的现状及发展趋势;2.分析了利用摄影测量学中的投影误差原理提取人工地物高度信息的原理,提出了利用共线条件方程在单幅遥感影像上获取取人工地物高度信息的原理和方法,通过实验验证了方法的可行性;3.在分析传统Canny算子边缘检测原理的基础上,提出了自适应Canny边缘检测方法,提高了Canny边缘检测的自适应能力;提出了改进的OPTA细化算法,改善了边缘细化效果;利用改进的Hough变换提取人工地物垂直边缘线,实验中取得了较好的效果。4.在分析尺度不变特征变换(Scale Invariant Feature Transform,SIFT)特征匹配的原理和过程基础上,结合影像匹配相关理论,将该匹配方法应用于遥感影像的自动相对定向:提出了基于三角网约束的点特征松弛法影像匹配获取数字表面模型(DSM)的方法;提出了利用DSM和已有的矢量地形图数据获取人工地物高度属性信息的方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状及发展动态
• 1.3 论文研究的主要内容
• 第二章 基于单幅遥感影像提取人工地物高度信息的原理
• 2.1 基于投影误差原理的人工地物高度信息提取
• 2.1.1 基本原理
• 2.1.2 投影误差原理确定人工地物比高的基本过程及方法
• 2.2 基于共线条件方程的人工地物高度信息提取
• 2.2.1 基本原理
• 2.2.2 利用共线条件方程确定人工地物高度信息的基本过程及方法
• 2.3 实验结果与分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 人工地物垂直边缘线的提取
• 3.1 自适应Canny边缘检测算法研究
• 3.1.1 基于Canny算子的边缘检测
• 3.1.2 Otsu阈值分割方法
• 3.1.3 自适应Canny边缘检测算法
• 3.1.4 实验结果与分析
• 3.2 改进的OPTA细化算法研究
• 3.2.1 边缘细化的基础理论
• 3.2.2 OPTA细化算法
• 3.2.3 改进的OPTA细化算法
• 3.2.4 实验结果与分析
• 3.3 Hough变换提取地物垂直边缘线
• 3.3.1 传统Hough变换
• 3.3.2 改进的Hough变换提取地物垂直边缘线
• 3.3.3 实验结果与分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于立体影像的人工地物高度信息提取
• 4.1 遥感影像匹配技术概述
• 4.2 影像匹配的基本算法及控制策略
• 4.2.1 影像匹配的基本算法
• 4.2.2 影像匹配的控制策略
• 4.3 尺度不变特征变换（SIFT）特征匹配
• 4.3.1 建立尺度空间
• 4.3.2 尺度空间极值检测
• 4.3.3 关键点方向参数的确定
• 4.3.4 提取特征描述符
• 4.3.5 寻找最佳匹配点位
• 4.3.6 实验结果与分析
• 4.4 SIFT特征匹配在自动相对定向中的应用
• 4.4.1 SIFT特征匹配在自动相对定向中的实现过程
• 4.4.2 试验结果与分析
• 4.5 基于三角网约束的点特征松弛法整体影像匹配
• 4.5.1 TIN模型基本理论
• 4.5.2 Harris、SUSAN点特征提取
• 4.5.3 基于松弛法的影像匹配
• 4.5.4 基于三角网约束的点特征松弛匹配
• 4.6 DSM的精度评定
• 4.7 基于DSM的人工地物高度信息的获取
• 4.8 实验与分析
• 4.9 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 已经完成的工作
• 5.2 进一步研究的内容
• 参考文献
• 作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作
• 致谢