A novel orthoimage mosaic method using a weighted A∗ algorithm – Implementation and evaluation

一种基于A*搜索算法的正射影像自动镶嵌方法—实施和评价

成果信息

Zheng M. T., Xiong X. D., and Zhu J. F., (2018). A novel orthoimage mosaic method using a weighted A∗ algorithm – Implementation and evaluation, ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 2018(138),30–46      

论文链接：

https://authors.elsevier.com/a/1WhOP3I9x1V1dC

项目经费：国家自然科学基金青年基金项目(41601502)，中央高校基本科研业务费专项资金资助项目中国地质大学（武汉）杰出人才培育基金（CUG170664）

成果团队成员

郑茂腾，博士，中国地质大学（武汉）信息工程学院，副研究员，主要从事摄影测量与遥感，城市三维建模等方向的研究；

熊小东，博士，北京中测智绘科技有限责任公司，总工程师，主要从事摄影测量与遥感，城市三维建模等方向的软件开发与应用工作；

朱俊锋，博士，北京中测智绘科技有限责任公司，总经理，主要从事实景三维建模方向的软件开发与应用工作。

成果介绍

本文提出了一种基于带权A*搜索算法的镶嵌线网络优化方法。

主要流程可以分为四个步骤：首先利用标准Voronoi图来生成初始镶嵌线网络；然后利用测区的数字表面模型（digital surface model, DSM）数据生成对应的高程梯度图（也称为边缘图）；再对初始镶嵌线网络的节点进行自动调整，将位于建筑物上的节点移动至附近的地面；最后利用一种带权A*搜索算法，结合高程梯度图，对初始镶嵌线网络中的每一条镶嵌线进行智能优化，避开建筑物或者高差变化大的区域，获得最优的镶嵌线网络。

利用3组真实的无人机数据对本方法进行实验，初步结果表明，本文方法可适用于排列不规则的测区，可有效优化镶嵌线网络，镶嵌线可自动避开大部分城区建筑物以及山区的山脊等，对城区以及山区影像都可得到高质量的正射影像。通过对比试验，对于第1组数据，本文方法得到的结果在镶嵌线的选取上要优于商业软件OrthoVista。

图1  第1组数据的初始镶嵌线以及用本文方法优化后的镶嵌线在细节处的对比图。上面三张图片为初始镶嵌线，下面三张图为对应的优化后的镶嵌线

图2  第2组数据的初始镶嵌线以及用本文方法优化后的镶嵌线在细节处的对比图。上面三张图片为初始镶嵌线，下面三张图为对应的优化后的镶嵌线