三維遙感資訊處理系統是採用vc ++開發的以windows 為執行平台的軟體系統,
下面對各處理模組作簡要描述。
資料的分解和檢測。處理時首先將機載三維遙感資料按照設計的資料結構進行分解,分別得到原始影象資料、gps 資料、姿態資料和雷射測距資料。然後進行資料的檢測和回放。檢測的目的在於檢查各種資料是否完善和有效。對獲取的三維遙感資料進行檢測是很關鍵的, 因為它關係到各種資料是否可以進行處理而得到滿意的結果, 因而直接影響到三維遙感作業的成本和時間。
gps 資料處理。利用地面基準站和飛機上流動站的gps 原始資料進行相位事後差分處理, 可以得到高精度規格化的三維定位結果。規格化的gps 結果還要經過脈衝時刻天線位置解算、每條掃瞄線機下點位置的解算、偏心向量改正、高斯平面投影變換等處理過程才能計算出每個雷射測距點所對應的空中gps 位置。由於四種資料並不是一一對應的同步關係, 一行掃瞄影象對應分布著一定數量的雷射測距資料, 同時對應一組姿態資料, 若干行掃瞄影象才對應一組gps 位置資料。因此要得到每個雷射點對應的位置和姿態, 必須進行資料的內插處理。
三維直接對地定位解算。根據掃瞄方式, 按照三維成像儀的定位原理, 就可以逐個計算每個雷射取樣點的三維座標。雷射點位置解算時要利用gps 的三維位置資料、姿態資料及雷射測距資料, 按照空間三角幾何向量關係快速解算出每個雷射測距點的三維座標。
dem 的生成。依據一條航帶內所有雷射取樣點的資料可以計算出座標範圍, 加上dem 格網取樣間隔, 就可以依次計算出所有雷射取樣點對應的格網座標, 為了將dem 資料和地學編碼影像資料進行嚴格的匹配,dem 的取樣間隔和地學編碼影像的像元解析度保持一致, 這樣得到了粗略的dem 。再對該dem 進行內插, 以推求出鄰近沒有雷射取樣點的dem值, 最終得到每條航帶的dem 影像。
遙感影象的糾正。三維成像儀掃瞄獲取地面影象時, 由於雷射發射的重複頻率有限,因此並不是每個影象像元都發射雷射來進行測距, 而是每隔一定的間隔發射一次雷射來獲取該像元的雷射測距值。一般每行影象上均勻分布著若干個具有三維位置的雷射點, 影象上對應的雷射取樣點作為控制點可以用來糾正原始影象而得到地學編碼影象。糾正中採用了多項式方法, 糾正後的影象再進行灰度內插, 即可以得到地學編碼影象。
系統誤差的探測和修正。三維成像儀處理的地學編碼影象生成後, 還必須將多條航帶的地學編碼影象拼接成整個測區的遙感地學編碼影象和dem 影像圖。但是由於系統誤差的存在, 使得航帶拼接出現問題, 因此要對航帶間的系統誤差進行確定和修正。
對於三維成像儀的飛行作業, 利用相鄰飛行相反的兩條航帶就可以確定出航帶間的系統誤差。由於相鄰兩條航帶之間有一定的重疊度, 在重疊區內必然會出現同名地物, 則它們的三維座標從理論上講應該一致。系統誤差確定的依據是相鄰航帶的所有同名地物點的座標應該相等, 如果座標出現不等, 則為系統誤差。
利用航帶重疊區的同名點匹配演算法就可以確定系統誤差, 但由於相鄰航帶的重疊區域為不規則區域, 而且在搜尋過程中, 相鄰航帶的重疊的區域大小也是變化的, 同時相鄰航帶重疊區內的灰度可能會存在系統偏差, 因此採用了重疊區域平均灰度差的最小的判斷原則進行重疊區的區域匹配。
航帶無縫拼接。對每條航帶的地學編碼影象和dem 影像進行系統誤差確定和修正後, 還必須將測區的所 有航帶的影象拼接在一起, 形成整個測區的地學編碼影象和dem 影像, 此時必須處理左右航帶在重疊區內出現的隨機誤差。拼接時要使測區影像拼接無縫, 灰度過渡自然, 就必須考慮重疊部分的左右兩條航帶的影象資料。利用各航帶的影像座標和尺度自動進行無縫拼接, 拼接過程中充分考慮重疊區的資料, 對重疊區的資料進行變權加權平均,保證拼接後的資料過渡平滑, 並根據測區內的影像進行統一的輻射校正, 保證整幅影象的灰度一致性。最後還要對影象進行平滑濾波和增強處理。
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