基于同名对象约束生成建筑物顶数字表面模型

摘要

影像配准是生产DEM 中是一项关键技术。在摄影测量学中，DEM的生成算法主要有两种：基于共线方程和有理函数（RFM）的模型。它们都需要已配准的立体影像对作为输入。然而建筑物的自动配准是个难题，其顶面DSM的自动生成也一直难以用摄影测量的方法解决。为了解决这个问题，本文提出一种基于同名对象和约束的配准方法。与现有方法不同之处在于，该方法通过同名建筑对象的约束为每一对同名建筑物提供了一个几何变换函数（GIT），而不是整幅图像使用同一个GIT。因为建筑与周围地面混合形成的地表是一个不连续的复杂表面，难以用一个GIT 精确描述；而单个建筑顶面则近似是一个平面，用一个简单的GIT 就足以描述。为实现上述方法，本文采用面向对象的分割和基于规则的分类对影像预处理。首先在两张相片上提取建筑对象。通过简单的对象特征匹配同名对象，实现对象级配准，建立了同名对象约束。在此约束下（即在每对同名对象内部）实施像素级配准，据此便完成了建筑物的自动配准。在此基础上，建筑物顶DSM的生成可以使用前述基于共线方程或者有理函数（RFM）的模型来实现。本文在试验中使用IKONOS 立体像对实现基于同名对象和约束的配准，并应用RFM模型计算DSM，在结果验证中通过误差模拟证明了该方法在建筑物DSM的自动重建上能够获得满意的精度。