基于DEM地性线的遥感图像自动配准到地理底图上的方法

Research methods of the terrain differential units integrated as the mixed satellite image pixels that presented terrian features, and construct computer simulation theory and algorithm for extracting rough scale terrian features from for a highly precision DEM; Experiment and evaluation effection for DEM cell changing to the terrain features extraction, and construct the methods of automatic extraction of multi-scale terrian features; The study of pattern structures of topographic information presentation in none-stereoscopic remotely sensed image, and construct the methods of automatic extraction points and lines that presents topographic characteristics; Research and Reveal effection of remote sensing conditions and spatial resolution to the points and lines extraction. Research corresponding relationships between the sets of terrain features from DEM and the sets of points and lines from satellite image, and explore its dual elements and the geometrical characteristic, the measure index and the corresponding conditions, and construct methods of quickly find and matching the homonym points based on the window of the same neighborhood. Change the problem of the remote sensing image to be automatic registration to the base maps into the problem of the homonym points matching from two databases in the window neighborhood. Do the computer processing experiments, ground investigation and ground-truth, finally complete theme of remote sensing image highly accurate and automatic registration to DEM.

研究地形微分单元综合为混合地形像元的方法，构建高精度DEM推演粗尺度地形像元的计算机模拟理论与算法；探索像元尺度改变对DEM提取地性线的影响，构建自动提取多尺度地性线的方法；揭示多尺度DEM地性线的数量变化、空间位置变化特点及关系。研究单测站遥感图像所表达的地形信息的模式结构特征，构建自动提取地形特征点线的方法；研究并揭示遥感成像条件、分辨率对地形特征点线提取的影响。研究DEM地性线集合与卫星遥感图像地形特征点线集合之间的对偶关系，探索其对偶元素的几何特征和度量指标、以及产生对应的条件，构建基于窗口邻域的广义同名地物点的快速查找和匹配的方法；将卫星遥感图像自动配准到基础地理底图上的问题，转化为两个数据库中的广义同名地物点在邻域窗口内的匹配问题。进行计算机处理实验、地面调查和检验，最终完成卫星遥感图像精确自动配准到DEM上的方法研究。

卫星遥感图像在气象灾害、森林火灾、有害生物危害、雾霾与污染、水体污染、森林健康、农业灾害的监测预警中具有广泛用途。随着地球同步遥感技术的发展，近实时观测数据的广泛应用，将极大地推动多行业领域的科技进步。卫星图像的自动化几何精纠正，是中低分辨率遥感图像进行像素比对应用的基础。针对传统几何纠正存在控制点难找、控制点不足，目视判别和手工操作方式效率低、不确定性高、自动化水平低的问题，我们提出了基于遥感图像特征点和DEM地性线，将卫星图像精确自动配准地理底图上的方法。项目主要研究了从DEM中自动提取与遥感图像地形特征相吻合的、多尺度的地性线的方法；从遥感影像中自动提取地形特征点线的方法；研究了DEM地性线与遥感图像的地形特征点线的耦合关系，以及计算机自动识别和匹配广义同名地物点的方法。项目开展了山区遥感图像自动配准到DEM上的处理实验，并进行了野外验证工作。结果表明，基于遥感影像和DEM地性线的几何精纠正方法，可解决中低分辨率卫星遥感图像的自动化配准问题。项目研究成果可应用于卫星图像公司的自动化、批量化图像处理，大大节约遥感应用工程中的人力资源成本，提高其应用的时间效率、提高基于像素比对的遥感监测的精准性、加快遥感监测预警成果发布速度和应用效率。