基于廣義立體像對(duì)的三維重建方法研究.pdf

1、隨著高分辨率衛(wèi)星遙感成像技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代遙感技術(shù)已進(jìn)入一個(gè)動(dòng)態(tài)、快速、準(zhǔn)確、及時(shí)提供多波段、多時(shí)相、海量對(duì)地觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)的階段，在國(guó)防建設(shè)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展等關(guān)系國(guó)計(jì)民生等領(lǐng)域有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 隨著遙感衛(wèi)星數(shù)量的增多，以及衛(wèi)星立體成像能力的不斷提高，越來(lái)越多的衛(wèi)星影像資源為全球范圍內(nèi)目標(biāo)的三維重建提供了可能。但由于各種特殊因素的制約(如政治因素、經(jīng)濟(jì)因素、技術(shù)因素、安全因素等)，導(dǎo)致了可用的遙感影像資源十分有限，采用傳統(tǒng)方法

2、實(shí)現(xiàn)急需的各種三維重建還面臨極大的挑戰(zhàn)?；谏鲜鲈?，有時(shí)針對(duì)某些特定區(qū)域，往往難以得到同一顆衛(wèi)星傳感器或者同一相機(jī)所拍攝的立體影像(要么根本沒(méi)有，要么價(jià)格昂貴)，卻可得到不同衛(wèi)星傳感器或者不同相機(jī)所拍攝的該區(qū)域影像。因此，從數(shù)據(jù)的可得性和成本考慮，利用不同傳感器或相機(jī)所拍攝的非立體影像，按照攝影測(cè)量與遙感原理和相應(yīng)的數(shù)學(xué)理論，同樣能夠構(gòu)建起廣義上的立體影像對(duì)(即左右影像的成像幾何模型可以完全不同)，達(dá)到提取三維立體信息的目的，從而實(shí)現(xiàn)

3、對(duì)該地區(qū)地形和目標(biāo)地物的三維重建。因此，如何利用多源遙感數(shù)據(jù)以及相關(guān)信息實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確可靠的地形與地面目標(biāo)三維重建，這一問(wèn)題越來(lái)越凸顯出其迫切性和重要性。 以基于多源遙感數(shù)據(jù)的三維重建為研究目標(biāo)，對(duì)基于RFM(有理函數(shù)模型)的新型空間前方交會(huì)數(shù)學(xué)模型、廣義立體像對(duì)的構(gòu)建及計(jì)算方法等模型和算法進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并進(jìn)行了初步實(shí)驗(yàn)，主要研究?jī)?nèi)容如下： (1)對(duì)目前國(guó)內(nèi)外利用遙感影像進(jìn)行三維重建的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜合評(píng)述，并著重介紹了R

4、FM模型在遙感影像三維重建方面的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了三維重建的發(fā)展趨勢(shì)。 (2)提出廣義立體像對(duì)的概念，并對(duì)此概念從內(nèi)涵、適用對(duì)象、現(xiàn)實(shí)意義和數(shù)學(xué)意義等方面進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。并對(duì)廣義立體像對(duì)的構(gòu)建方法進(jìn)行了說(shuō)明。 (3)提出了多源遙感影像數(shù)據(jù)規(guī)范化處理的技術(shù)框架，并對(duì)規(guī)范化處理所包含的內(nèi)容和方法進(jìn)行了探討和說(shuō)明。 (4)擴(kuò)展了基于RFM的空間前方交會(huì)數(shù)學(xué)模型。針對(duì)多源影像的復(fù)雜性，提出了RFM+CEM(共線(xiàn)方程模型)

5、、RFM+AM(仿射變換模型)和RFM+DLT(直接線(xiàn)性變換模型)三種基于RFM的空間前方交會(huì)數(shù)學(xué)模型。 (5)在模型算法研究的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)有多源遙感數(shù)據(jù)對(duì)廣義立體像對(duì)的構(gòu)建和地面目標(biāo)三維重建的精度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，著重分析和討論了觀(guān)測(cè)值權(quán)陣的引入及其對(duì)模型計(jì)算精度的影響。依據(jù)模型系數(shù)矩陣的狀態(tài)，對(duì)RFM+RFM模型，提出了對(duì)觀(guān)測(cè)值權(quán)陣的等步長(zhǎng)探測(cè)法和多項(xiàng)式回歸法，以求出觀(guān)測(cè)值權(quán)陣的最優(yōu)解，提高計(jì)算精度；對(duì)。RFM+AM模型和R