Original paper

Tri-Stereo Model Orientation of High-Resolution Satellite Imagery Combining Ground Control Points and Lines

Cao, Jinshan; Yuan, Xiuxiao; Fang, Yi

Kurzfassung

An effective tri-stereo model orientation approach for high-resolution satellite imagery (HRSI) combining ground control points (GCPs) and ground control lines (GCLs) is presented. For the presented approach, both the point-based and the line-based orientation models employ the rational function model rather than the physical sensor model as the geometric imaging model of HRSI. As the parameters of a rational model are frequently distributed with HRSI data, our model is more convenient and practicable for users. The experimental results of two ZiYuan-3 (ZY-3) datasets have shown that in images where it is difficult to identify sufficient and well-distributed GCPs, GCLs can be employed to substitute for the absent GCPs. More specifically, an accuracy better than the ground sample distance (GSD) can be achieved after the tri-stereo model orientation combining three GCPs and one GCL, two GCPs and two GCLs, or one GCP and five GCLs. Additionally, if only GCLs are taken as the control information in the HRSI orientation, a satisfactory accuracy of better than 1 GSD can also be achieved using eight GCLs of appropriate orientations near the image boundaries. Tri-Stereo Modellorientierung von hochaufgelösten Satellitenszenen mit einem kombinierten Passpunkt- und Passlinienverfahren. In diesem Beitrag wird ein effektiver Ansatz zur Modellorientierung von Tripeln von überlappenden hoch aufgelösten Satellitenbildern vorgestellt, welcher Passpunkte (PP) mit Passlinien (PL) kombiniert. Dabei beruhen weder die punktnoch die linienbasierten Orientierung auf einem physikalischen Sensormodell, sondern auf einem Modell auf der Basis von rationalen Funktionen. Da die Parameter eines Modells auf Basis von rationalen Funktionen häufig mit den Satellitendaten mitgeliefert werden, ist dieses Modell für Anwender einfacher zu nutzen. Die Ergebnisse von Experimenten mit zwei Bildtripeln, die vom Satelliten ZiYuan-3 (ZY-3) aus aufgenommen wurden, haben gezeigt, dass in Bildern, in denen es schwierig ist, eine ausreichende Anzahl von PP mit einer guten räumlichen Verteilung zu identifizieren, PL ein guter Ersatz für PP sein können. Insbesondere wird gezeigt, dass eine Genauigkeit, die besser als die Bodenauflösung (Ground Sampling Distance, GSD) der Bilder ist, erreicht werden kann, wenn drei PP mit einer PL, zwei PP mit zwei PL oder ein PP mit fünf PL kombiniert werden. Selbst wenn keine PP zur Verfügung steht, kann die Orientierung eines Bildtripels mit einer Genauigkeit besser als 1 GSD erfolgen, wenn mindestens acht PL in der Nähe der Bildränder mit geeigneter Verteilung vorliegen.

Keywords

high-resolution satellite imagerytri-stereo modelrational function modelground control linesorientation