一种自适应几何关系强弱的有理函数模型区域网平差方法

摘要

本发明涉及一种自适应几何关系强弱的有理函数模型区域网平差方法，它包括以下步骤：1)读取卫星遥感影像的有理函数模型参数、归一化因子，以及连接点、控制点和检查点的影像坐标；2)根据读取的有理函数模型参数、归一化因子和连接点坐标，计算每一个连接点的所有交会角，并取每一个连接点的最大的交会角作为立体几何关系强弱的量化指标；3)根据每一个连接点最大交会角大小，将连接点分为第一类连接点和第二类连接点；4)根据连接点的最大交会角大小，算法自适应确定连接点的物方大地坐标初始值；5)建立误差方程，进行区域网平差；6)输出有理函数模型精化参数，完成基于RFM的区域网平差。本方法特别适用于宽视角、大范围的遥感影像平差以及平差数据复杂、数据来源广泛的多源数据间的区域网平差。

主权项

一种自适应几何关系强弱的有理函数模型区域网平差方法，它包括以下步骤：1)读取卫星遥感影像的有理函数模型参数、归一化因子，以及连接点、控制点和检查点的影像坐标；2)根据读取的有理函数模型参数、归一化因子和连接点坐标，计算每一个连接点的所有交会角，并取每一个连接点的最大的交会角作为立体几何关系强弱的量化指标；3)根据每一个连接点最大交会角大小，将连接点分为第一类连接点和第二类连接点；4)根据连接点的最大交会角大小，算法自适应确定连接点的物方大地坐标初始值，具体过程为：针对第一类连接点：首先获取影像范围内的高差dh＝Height_max‑Height_min，式中的Height_max表示最大高程；Height_min表示最小高程；然后计算因高差引起的最大投影差ds＝dh×tanθ_max，式中的θ_max表示连接点的最大交会角，当ds≤k×r时，高程初值取值为参数HEIGHT_OFF，经纬度初值用有理函数模型和高程初值直接求解，式中的k表示精度要求；r表示影像分辨率；当ds＞k×r时，利用初始高程HEIGHT_OFF和有理函数模型参数，直接求解出初始的大地坐标，然后利用该大地坐标经纬度在辅助数字高程模型上内插出新的高程值，比较新的高程值与原始高程的差值，如果差值较小，则该经纬度与高程作为解算初值，如果差值较大，则利用新的高程替代HEIGHT_OFF为初值迭代求解；针对第二类连接点：利用有理函数模型空间前方交会的方式直接得到初始值；5)建立误差方程，进行区域网平差，其中：对于控制点，其线性化误差方程为$F_x=F_{x0}+\frac{\partial F_x}{\partial e_0}·{\mathrm{\Delta e}}_0+\frac{\partial F_x}{\partial e_1}·{\mathrm{\Delta e}}_1+\frac{\partial F_x}{\partial e_2}·{\mathrm{\Delta e}}_2=0$$F_y=F_{y0}+\frac{\partial F_y}{\partial f_0}·{\mathrm{\Delta f}}_0+\frac{\partial F_y}{\partial f_1}·{\mathrm{\Delta f}}_1+\frac{\partial F_y}{\partial f_2}·{\mathrm{\Delta f}}_2=0$对于第一类连接点，其线性化误差方程为$F_x=F_{x0}+\frac{\partial F_x}{\partial e_0}·{\mathrm{\Delta e}}_0+\frac{\partial F_x}{\partial e_1}·{\mathrm{\Delta e}}_1+\frac{\partial F_x}{\partial e_2}·{\mathrm{\Delta e}}_2+\frac{\partial F_x}{\partial lat}·\Delta lat+\frac{\partial F_x}{\partial lon}·\Delta lon=0$$F_y=F_{y0}+\frac{\partial F_y}{\partial f_0}·{\mathrm{\Delta f}}_0+\frac{\partial F_y}{\partial f_1}·{\mathrm{\Delta f}}_1+\frac{\partial F_y}{\partial f_2}·{\mathrm{\Delta f}}_2+\frac{\partial F_y}{\partial lat}·\Delta lat+\frac{\partial F_y}{\partial lon}·\Delta lon=0$对于第二类连接点，其线性化误差方程为$F_x=F_{x0}+\frac{\partial F_x}{\partial e_0}·{\mathrm{\Delta e}}_0+\frac{\partial F_x}{\partial e_1}·{\mathrm{\Delta e}}_1+\frac{\partial F_x}{\partial e_2}·{\mathrm{\Delta e}}_2+\frac{\partial F_x}{\partial lat}·\Delta lat+\frac{\partial F_x}{\partial lon}·\Delta lon+\frac{\partial F_x}{\partial h}·\Delta h=0$$F_y=F_{y0}+\frac{\partial F_y}{\partial f_0}·{\mathrm{\Delta f}}_0+\frac{\partial F_y}{\partial f_1}·{\mathrm{\Delta f}}_1+\frac{\partial F_y}{\partial f_2}·{\mathrm{\Delta f}}_2+\frac{\partial F_y}{\partial lat}·\Delta lat+\frac{\partial F_y}{\partial lon}·\Delta lon+\frac{\partial F_y}{\partial h}·\Delta h=0$上式中，F_x表示方程在列方向的误差，F_y表示方程在行方向的误差；F_x0、F_y0表示泰勒级数0次项，e₀,e₁,e₂和f₀,f₁,f₂为仿射变换参数；x、y为精化后的影像行列坐标；表示经度、纬度和高程的一阶偏导数；lat表示经度；lon表示纬度；h表示高程；6)输出有理函数模型精化参数，完成基于有理函数模型的区域网平差。