视差互信息引导下的立体航空影像与LiDAR点云自动配准

摘要：

目的 从视差图反映影像景物深度变化并与LiDAR系统距离量测信息"同源"这一认识出发,提出一种基于视差互信息的立体航空影像与LiDAR点云自动配准方法.方法 本文方法分为3个阶段:第一、通过半全局匹配SGM(semi-gdabal matching)生成立体航空影像密集视差图;第二、利用航空影像内参数及初始配准参数(外方位元素)对LiDAR点云进行"针孔"透视成像,生成与待配准的立体航空影像空间分辨率、几何形变相接近且具有相同幅面大小的模拟灰度影像-LiDAR深度影像,以互信息作为相似性测度依据估计航空影像视差图与LiDAR深度影像的几何映射关系,进而以之为基础实现LiDAR点云影像概略相关;第三、以LiDAR点云影像概略相关获得的近似同名像点为观测值,以视差互信息为权重,实施摄影测量空间后方交会计算获得优化的影像外方位元素,生成新的LiDAR深度影像并重复上述过程,直至满足给定的迭代计算条件.结果 选取重叠度约60％、幅面大小7 216×5 428像素、空间分辨率约0.5m的立体航空像对与平均点间距约1.5m、水平精度约25 cm的LiDAR"点云"进行空间配准实验,配准精度接近1个像素.结论 实验结果表明,本文方法自动化程度高且配准精度适中,理论上适用于不同场景类型、相机内参数已知立体航空影像,具有良好的应用价值.

关键词：影像地理配准、LiDAR、视差互信息、迭代配准

所属期刊栏目：21

分类号：P237(摄影测量学与测绘遥感)

资助基金：国家自然科学基金项目41271362,60962003;广西自然科学基金项目2015GXNSFDA139030;广西研究生创新项目YCSZ2014138;广西自动检测技术与仪器重点实验室基金项目YQ15108;广西高校科学技术研究项目KY2015YB111;桂林电子科技大学创新团队资助 National Natural Science Foundation of China41271362,60962003;Natural Science Foundation of Guangxi Province, China2015GXNSFDA139030

在线出版日期：2016-03-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：95-103