專利名稱：面向規(guī)模化生產(chǎn)的真正射影像制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明面向基礎(chǔ)影像地圖生產(chǎn)，涉及測(cè)繪、數(shù)字城市和智慧城市、網(wǎng)絡(luò)影像地圖服務(wù)等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)正射糾正未考慮建筑物、樹木等地面目標(biāo)的投影變形，在城市大比例尺正射影像上，建筑物傾斜遮擋的情況非常嚴(yán)重，影響了影像信息的有效解譯和利用。上個(gè)世紀(jì)90 年代以來(lái)，隨著世界范圍內(nèi)城市三維仿真項(xiàng)目的興起和城市大比例尺地圖的應(yīng)用需求日益強(qiáng)烈，利用城市三維模型制作“真正射影像”的研究和生產(chǎn)逐漸展開。但真正射影像生產(chǎn)受制于數(shù)據(jù)源和遮擋檢測(cè)技術(shù)的限制，一直難以大規(guī)模的投入生產(chǎn)。真正射影像制作的核心問(wèn)題是高效穩(wěn)健的遮擋檢測(cè)過(guò)程。根據(jù)攝影測(cè)量的基本原理，高層建筑的傾斜會(huì)造成對(duì)低矮目標(biāo)的遮蔽，若直接利用數(shù)字微分糾正方法為DSM(數(shù)字表面模型)格網(wǎng)尋找對(duì)應(yīng)影像信息，低矮目標(biāo)將獲得高層建筑的影像信息，其結(jié)果是造成高層建筑在正射影像上多次出現(xiàn)，學(xué)術(shù)界稱之為“鬼影”現(xiàn)象。這樣的正射影像無(wú)法談及幾何精度或光譜精度等問(wèn)題。解決該問(wèn)題的思路是，首先檢測(cè)出高層建筑對(duì)低矮目標(biāo)的遮蔽情況，在正射糾正過(guò)程中這些遮蔽地區(qū)不分配影像信息，最后利用影像序列的重疊信息或利用仿真方法修復(fù)遮蔽地區(qū)。已有遮擋檢測(cè)方法大多基于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的Z-Buffer消隱技術(shù)，比較目標(biāo)距光源點(diǎn)的距離判斷其遮蔽情況。這類方法在處理大量復(fù)雜的矢量建筑物模型時(shí)效率很低；而在處理柵格數(shù)據(jù)時(shí)，因難以捕獲相機(jī)畸變和投影成像造成的柵格變形，將導(dǎo)致錯(cuò)誤的判斷競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，造成大量偽遮蔽和偽可見噪。此外，該方法無(wú)法處理被高窄墻體遮蔽目標(biāo)的偽可見問(wèn)題，即所謂“M-Portion”問(wèn)題，改進(jìn)的方法需要將墻面納入遮擋檢測(cè)計(jì)算過(guò)程，大大增加了計(jì)算工作量和復(fù)雜度。產(chǎn)生這些問(wèn)題的根本原因在于復(fù)雜多樣的現(xiàn)實(shí)世界難以用簡(jiǎn)單的三維體塊模型表示，基于圖形學(xué)的Z-Buffer技術(shù)未顧及攝影測(cè)量的特殊情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提供一種面向規(guī)?；a(chǎn)的真正射影像制作方法，該方法高效快速，精確穩(wěn)定，適應(yīng)面廣。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是面向規(guī)?；a(chǎn)的真正射影像制作方法，包括以下步驟Si)數(shù)據(jù)源處理對(duì)采集的數(shù)字表面模型和遙感影像預(yù)處理；S2)遮擋檢測(cè)檢測(cè)被建筑物遮擋的區(qū)域；S3)遮擋修復(fù)利用多重疊影像的可見性，修復(fù)被檢測(cè)出遮擋的區(qū)域，得到正射影像；S4)影像鑲嵌對(duì)步驟S3得到的多幅相鄰正射影像進(jìn)行鑲嵌組合和勻色處理，得到真正射影像。
所述的方法，步驟Sl具體包括對(duì)采集的數(shù)字表面模型轉(zhuǎn)化為柵格化的規(guī)則格網(wǎng)，對(duì)于具有斷裂線的數(shù)據(jù)，加密斷裂線附近格網(wǎng)；對(duì)遙感影像，進(jìn)行大氣校正和輻射校正的預(yù)處理。所述的方法，步驟S2具體包括首先計(jì)算并記錄每個(gè)數(shù)字表面模型柵格的投影高度角；然后求解數(shù)字表面模型的最優(yōu)分割數(shù)；最后根據(jù)最優(yōu)分割數(shù)進(jìn)行徑向掃描，分析沿掃描射線的投影高度角變化情況，進(jìn)而高效穩(wěn)健的檢測(cè)遮擋地區(qū)。所述的方法，計(jì)算投影高度角的方法為對(duì)于給定數(shù)字表面模型的柵格(x，y，z)，投影中心坐標(biāo)為(X。，Y。，Z。)，計(jì)算并記錄每個(gè)數(shù)字表面模型柵格的投影高度角a
權(quán)利要求
1.面向規(guī)?；a(chǎn)的真正射影像制作方法，其特征在于，包括以下步驟51)數(shù)據(jù)源處理對(duì)采集的數(shù)字表面模型和遙感影像預(yù)處理；52)遮擋檢測(cè)檢測(cè)被建筑物遮擋的區(qū)域；53)遮擋修復(fù)利用多重疊影像的可見性，修復(fù)被檢測(cè)出遮擋的區(qū)域，得到正射影像；54)影像鑲嵌對(duì)步驟S3得到的多幅相鄰正射影像進(jìn)行鑲嵌組合和勻色處理，得到真正射影像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟Sl具體包括對(duì)采集的數(shù)字表面模型轉(zhuǎn)化為柵格化的規(guī)則格網(wǎng)，對(duì)于具有斷裂線的數(shù)據(jù)，加密斷裂線附近格網(wǎng)；對(duì)遙感影像， 進(jìn)行大氣校正和輻射校正的預(yù)處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S2具體包括首先計(jì)算并記錄每個(gè)數(shù)字表面模型柵格的投影高度角；然后求解數(shù)字表面模型的最優(yōu)分割數(shù)；最后根據(jù)最優(yōu)分割數(shù)進(jìn)行徑向掃描，分析沿掃描射線的投影高度角變化情況，進(jìn)而得到遮擋區(qū)域的檢測(cè)結(jié)果。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，計(jì)算投影高度角的方法為對(duì)于給定數(shù)字表面模型的柵格(x，y，z)，投影中心坐標(biāo)為(X。，Y。3。)，計(jì)算并記錄每個(gè)數(shù)字表面模型柵格的投影高度角a ^jx-Xc)2+(y-Yc)2 ⑴ a - arcsin ,--Cl； □^ix-Xc)2+(y-Ycf+(Z-Zc)2
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于數(shù)字表面模型的最優(yōu)分割數(shù)n=#，其中r為數(shù)字表面模型的半徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，徑向掃描的方法是對(duì)數(shù)字表面模型的掃描區(qū)域沿徑向從天底點(diǎn)依次向外掃描，掃描次數(shù)為最優(yōu)分割數(shù)η ；然后計(jì)算當(dāng)前范圍內(nèi)由邊緣柵格決定的方位射線，沿著射線方向逐個(gè)比較投影高度角的a變化，同時(shí)記錄柵格的可見性，若發(fā)現(xiàn)投影高度角a突然變小，則記錄當(dāng)前最大的投影高度角^iax的值，投影高度角未超出^iax的柵格都被認(rèn)為是被遮蔽的地區(qū)，其可見性值設(shè)為0。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種面向規(guī)?；a(chǎn)的真正射影像制作方法，其步驟包括S1)數(shù)據(jù)源處理對(duì)采集的數(shù)字表面模型和遙感影像預(yù)處理；S2)遮擋檢測(cè)檢測(cè)被建筑物遮擋的區(qū)域；S3)遮擋修復(fù)利用多重疊影像的可見性，修復(fù)被檢測(cè)出遮擋的區(qū)域，得到正射影像；S4)影像鑲嵌對(duì)步驟S3得到的多幅相鄰正射影像進(jìn)行鑲嵌組合和勻色處理，得到真正射影像。該方法高效快速，精確穩(wěn)定，適應(yīng)面廣。
文檔編號(hào)G06T15/40GK102496181SQ201110338319
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者李卉, 李德仁, 鐘成, 黃先鋒 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)