A Research on Automatic Control Point Extraction and Matching for Satellite Images Geometric Correction

利用各種的遙測衛星影像資料來取得地面資料，做為各個學科領域研究調查應用之資料來源，已經行之有年。台灣目前也自主擁有福爾摩沙二號地面資源遙測衛星，每日均可即時取得大量的地面影像資料，使得遙測影像的資料來源更具時效性。因此如何快速的校正衛星影像以供應各方面的研究應用，就成為一個極為重要的課題。傳統上，遙測衛星影像幾何校正的處理程序，絕大部分均仰賴人工的判斷處理。需消耗大量的人力從相片基本圖上比對地物做為影像控制點，並以人工比對控制點在影像上之實際位置。 因此本研究提出一地面控制點的萃取以及自動化控制點匹配程序，以大幅減少影像校正的人力與時間成本。首先利用影像特徵萃取技術，萃取遙測影像當中良好的特徵點。並以半自動篩選由特徵點產生特徵影像區塊作為控制點來源。產生控制點區塊後，再使用SIFT (Scale Invariant Feature Transform) 法進行影像匹配。 本研究挑選在大台北郊區全色態影像進行影像萃取與自動化匹配測試後，所得到影像校正的成果誤差RMSE值在1個像素以內。影像校正的誤差在可接受的範圍，並且可以大幅的減低了人工操作的成本。中文摘要i 英文摘要ii 目錄iv 表目錄vi 圖目錄vii 第一章 緒論 1 第一節 研究動機 1 第二節 研究目的 3 第二章 文獻回顧 5 第一節 控制點的定義及種類 5 第二節 研究點強度之分析 6 第三節 影像地物判釋知識 8 第四節 邊界偵測法 10 第五節 特徵點萃取 13 第三章 研究方法 14 第一節 研究架構 14 第二節 研究流程 15 第三節 影像控制點萃取 18 第四節 控制點區塊與影像自動匹配 27 第四章 研究成果 34 第一節 研究測試區域與資料說明 34 第二節 影像控制點萃取 37 第三節 影像控制點自動匹配 54 第四節 影像幾何校正 69 第五章 結論與建議 73 第一節 結論 73 第二節 建議 76 參考文獻 7