[发明专利]基于SAR图像和DEM数据的图像配准方法

摘要

本发明公开了一种基于SAR图像和DEM数据的图像配准方法，主要解决现有技术对SAR图像中地面目标点的定位精度不高和在实际工程中实现难的问题。其实现过程为：根据距离-多普勒RD原理及地球模型方程，用最速下降法求解出地面目标点在球心坐标下的经度L，纬度B和高程值h′，并将其值转换到大地坐标系；查找数字高程模型DEM数据库中与B、L对应的高程值h″，将|h′-h″|与设定的阈值ε比较，若|h′-h″|>ε，则令h=h″，返回重新解方程组，若|h′-h″|≤ε，停止迭代，则h′就是地面目标点的高程值，所对应的纬度B和经度L为地面目标点的经纬度；对经纬度进行线性修正消除系统误差，得到最终的地面目标点定位结果。本发明具有运算量小、定位精度高的优点，可用于实际工程中对SAR图像中地面目标点的定位。

主权项

一种基于SAR图像和DEM数据的图像配准方法，包括如下步骤：（1）查找SAR图像的所带头文件，得到地面目标点所在区域的平均高程值，作为高程值h的初始值；（2）将初始值h分别代入由距离‑多普勒RD原理确定的斜距方程、多普勒频率方程及地球模型方程中，将这3个方程联立，用最速下降法求解出地面目标点的位置矢量Rt=(xt,yt,zt)，其中，xt、yt、zt分别是球心坐标系中地面目标点的X轴坐标、Y轴坐标、Z轴坐标；（3）将计算得到的位置矢量Rt=(xt,yt,zt)转换为大地坐标系中对应的纬度B、经度L和高程值h′；（4）根据纬度B和经度L查找数字高程模型DEM数据库中对应的高程值h″；（5）将数字高程模型DEM数据库中对应的高程值h″与计算得到的高程值h′做差并求绝对值，再与所设定的阈值ε=0.3作比较，如果该绝对值大于阈值ε，则令h=h″，返回步骤（2），如果该绝对值小于等于阈值ε，则停止迭代，计算得到的高程值h′就是地面目标点的高程值，所对应的纬度B和经度L就是地面目标点的经纬度；（6）对所得地面目标点的纬度B和经度L进行线性修正，得到修正后的纬度B′和经度L′，以消除系统误差： B ′ = B - 0.001 * ( r 2 - | r 2 - i | ) / r 2 + 0.002 * ( j - c 2 ) / c 2 , L ′ = L + 0.001 * ( i - 1 ) / r + 0.001 * ( c 2 - j ) / c 2 + 0.0065 * ( r 2 - | i - 1 | ) / r 2 , 其中，r是SAR图像的总行数，c是SAR图像的总列数，i是地面目标点所在行号，j是地面目标点所在列号；（7）根据修正后的经度和纬度，得到地面目标点在大地坐标系中的位置。