機(jī)載LiDAR DSM深度影像與航空影像配準(zhǔn)方法研究的中期報(bào)告

機(jī)載LiDARDSM深度影像與航空影像配準(zhǔn)方法研究的中期報(bào)告一、研究背景與意義：機(jī)載光電遙感技術(shù)廣泛應(yīng)用于大氣、地球、環(huán)境等領(lǐng)域，其中機(jī)載激光雷達(dá)（LiDAR）技術(shù)已經(jīng)成為航空三維數(shù)據(jù)采集的主要手段。對(duì)于通過機(jī)載LiDAR采集的高精度數(shù)字表面模型（DSM）深度影像和航空影像進(jìn)行配準(zhǔn)是機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用的一項(xiàng)重要工作。配準(zhǔn)精度直接影響到DSM深度影像和航空影像的后續(xù)應(yīng)用，如地形分析、三維建模、變形分析、地質(zhì)勘探以及災(zāi)害監(jiān)測(cè)等。因此，如何提高機(jī)載LiDARDSM深度影像與航空影像的配準(zhǔn)精度成為當(dāng)前研究的一大熱點(diǎn)。二、研究?jī)?nèi)容：本研究以機(jī)載LiDARDSM深度影像和航空影像的配準(zhǔn)為研究對(duì)象，分別從圖像預(yù)處理、配準(zhǔn)模型選擇、配準(zhǔn)點(diǎn)提取和配準(zhǔn)精度評(píng)估等幾個(gè)方面開展研究：1、圖像預(yù)處理對(duì)機(jī)載LiDARDSM深度影像和航空影像進(jìn)行去噪、直方圖均衡化和尺度歸一化等圖像預(yù)處理，以減小影像間的差異。2、配準(zhǔn)模型選擇將四參、七參、十參、十二參等不同配準(zhǔn)模型應(yīng)用于機(jī)載LiDARDSM深度影像和航空影像配準(zhǔn)，比較并選擇最優(yōu)的配準(zhǔn)模型。3、配準(zhǔn)點(diǎn)提取根據(jù)選定的配準(zhǔn)模型，從機(jī)載LiDARDSM深度影像和航空影像中提取匹配點(diǎn)，并去除誤匹配點(diǎn)。其中，為提高匹配點(diǎn)密度和質(zhì)量，應(yīng)用SURF、SIFT等對(duì)特征點(diǎn)進(jìn)行提取。4、配準(zhǔn)精度評(píng)估對(duì)比變換前后的重疊區(qū)域中控制點(diǎn)的坐標(biāo)差異，利用坐標(biāo)差異計(jì)算得到配準(zhǔn)精度，并可根據(jù)需求進(jìn)行精度評(píng)估和誤差分析。三、研究計(jì)劃：1、圖像預(yù)處理方法的研究與實(shí)現(xiàn)，包括圖像去噪、直方圖均衡化、尺度歸一化等；2、配準(zhǔn)模型的研究與實(shí)現(xiàn)，選擇最優(yōu)的配準(zhǔn)模型，如四參、七參、十參、十二參等；3、配準(zhǔn)點(diǎn)提取的研究與實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用SURF、SIFT等對(duì)特征點(diǎn)進(jìn)行提取，并去除誤匹配點(diǎn)；4、配準(zhǔn)精度評(píng)估的研究與實(shí)現(xiàn)，對(duì)比變換前后的控制點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算配準(zhǔn)精度并進(jìn)行誤差分析；5、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，選取不同類型的機(jī)載LiDARDSM深度影像和航空影像，進(jìn)行配準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)，評(píng)估所提方法的效果。四、研究預(yù)期成果：1、提出一種有效的機(jī)載LiDARDSM深度影像與航空影像配準(zhǔn)方法；2、驗(yàn)證該方法的可行性和準(zhǔn)確性；3、從理論和應(yīng)用上提高機(jī)載LiDARDSM深度影像與航空影像的配準(zhǔn)精度，提升機(jī)載LiDAR技術(shù)在地球環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值。五、參考文獻(xiàn)[1]陳益.機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)的處理與應(yīng)用[J].中國(guó)科技信息,2005,5(1):56-58.[2]劉云飛.基于影像配準(zhǔn)的機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理[J].遙感信息,2011,26(3):37-40.[3]董勇,王平.機(jī)載激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理中影像配準(zhǔn)技術(shù)研究[J].應(yīng)用光學(xué),2014,35(6):851-856.[4]潘嘉麗,劉衛(wèi)民,孫永華.基于特征