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无人机正射影像无缝拼接的研究

作　者: 冯圣峰
导　师: 程朋根
学　校: 东华理工大学
专　业: 地图制图学与地理信息工程
关键词: DOM 镶嵌线自适应缓冲区寻找缓冲区快速融合
分类号: P237
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

近年来随着计算机技术的快速发展，遥感数字影像处理得到了快速的发展。随着各行各业对数字正射影像需要越大，而无人机航空摄影作业方式灵活快捷、其获取的影像具有时效性、分辨率高等优点，因此无人机航空摄影在各行各业得到了越来越广泛的应用。在低空无人机影像处理系统中，其中影像单片DOM无缝拼接成图是影像整个影像处理系统处理效率和的关键一步，同时也是影像最终DOM成果的关键一步。镶嵌线是数字正射影像（DOM）拼接过程中的必备的一步，镶嵌线的好坏直接影响最终结果影像的成图效果。面对低空无人机其高重叠度、大比例尺、海量数据的特征，这极大地增加了传统正射影像镶嵌处理的工作量。镶嵌线自动检测的研究与解决无疑能提高DOM生产的效率与质量,对于测绘行业实现DOM的自动化生产具有重要意义。本文把镶嵌线快速融合的自动化生产全过程，作为研究的课题，主要从以下几个方面进行了研究：（1）寻找镶嵌线，是本文研究的重点，本文通过图论中的dijktra方法，结合当前影像插值法，寻找镶嵌线，但是dijkstra方法本身冗余度较大，在图像处理中效率较低，本文将克服dijksta方法的缺点用稀疏矩阵作为构建的基础，从而使得dijkstra方法的效率大幅度提高。达到快速生成最优镶嵌线的效果。（2）缓冲区的寻找,对于传统缓冲区形成过程研究，结合镶嵌线缓冲区的特点提出镶嵌线的自适应缓冲区概念，根据这一概念来实现镶嵌线缓冲区的自动生成。（3）缓冲区影像的快速融合,利用已经得到的镶嵌线和缓冲区来进行图像融合处理，结合镶嵌线缓冲区自身的特点改进得到一种适合于缓冲区图像融合的像素级方法通过这三个过程的研究，来解决当前单片DOM无缝拼接效率低以及效果不好的现状。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
插图清单  8-9
1 绪论  9-15
  1.1 研究背景和意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-12
    1.2.1 无人机的研究现状  10-11
    1.2.2 无人机遥感影像处理系统的研究现状  11
    1.2.3 影像无缝拼接的研究现状  11-12
  1.3 研究目的  12-13
  1.4 主要研究内容及论文结构  13-15
2 无人机数字正射影像的生产过程  15-18
  2.1 数字正射影像概述  15
  2.2 无人机数字正射影像生产过程  15-17
  2.3 无人机低空摄影的优势及应用  17-18
3 最优路径影像镶嵌线研究  18-41
  3.1 影像镶嵌线的特点  18-20
    3.1.1 原有镶嵌线算法介绍  18-20
  3.2 基于最优路径的镶嵌线总体流程  20-29
    3.2.1 确定重叠区  21-23
    3.2.2 重叠区匀光算法  23-26
    3.2.3 Wallis 匀光  26-27
    3.2.4 重叠区影像差值  27-29
  3.4 数学形态学-灰度膨胀  29-33
    3.4.1 二值形态学的基本运算  29-31
    3.4.2 灰度形态学的运算  31-32
    3.4.3 对图像进行灰度膨胀运算  32-33
  3.5 构建像素八邻域稀疏矩阵  33-36
    3.5.1 设置初始像素权值  33-34
    3.5.2 差值膨胀影像构建带权稀疏矩阵  34-35
    3.5.3 边界和异常处理  35-36
  3.6 dijkstra 算法最优路径镶嵌线  36-38
    3.6.1 dijkstra 算法  36-37
    3.6.2 dijkstra 算法结合像素八邻域图  37-38
  3.7 实验结果验证  38-40
  3.8 本章小结  40-41
4 自适应缓冲区融合  41-62
  4.1 缓冲区  41-44
    4.1.1 GIS 缓冲区及算法实现  41-43
    4.1.2 自适应缓冲区  43-44
  4.2 自适应缓冲区的实现  44-45
  4.3 具体实现过程  45-49
    4.3.1 平滑与抽稀  45-46
    4.3.2 搜索缓冲区关键点  46-47
    4.3.3 连接缓冲区节点  47-49
  4.4 缓冲区内影像融合  49-51
    4.4.1 图像融合  49
    4.4.2 金字塔融合  49-51
  4.5 快速缓冲区融合  51-61
    4.5.1 快速缓冲区融合的思想  52
    4.5.2 快速融合的具体过程  52-54
    4.5.3 具体实验  54-56
    4.5.4 连接实验  56-61
  4.6 本章小结  61-62
5 总结与展望  62-64
  5.1 论文工作总结  62-63
  5.2 研究展望  63-64
致谢  64-66
参考文献  66-67

无人机正射影像无缝拼接的研究

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