[논문]고해상도 위성영상의 반복 정밀 기하보정

손종환; 윤완상; 김태정; 이수암

doi:10.7780/kjrs.2021.37.3.6

고해상도 위성영상의 반복 정밀 기하보정
Iterative Precision Geometric Correction for High-Resolution Satellite Images 원문보기

대한원격탐사학회지 = Korean journal of remote sensing, v.37 no.3, 2021년, pp.431 - 447

손종환 ((주)쓰리디랩스 영상공학연구소) , 윤완상 ((주)쓰리디랩스 영상공학연구소) , 김태정 (인하대학교 공간정보공학전공) , 이수암 ((주)쓰리디랩스 영상공학연구소)

초록
AI-Helper

최근 많은 영역에서 고해상도 인공위성의 활용이 증가하고 있다. 안정적으로 유용한 위성영상을 공급하기 위해서는 자동 정밀 기하보정 기술이 필요하다. 일반적으로 위성영상의 기하보정은 정확한 지상좌표와 영상좌표와의 대응점으로 설정된 지상기준점을 이용하여 기하학적인 왜곡을 보정한다. 따라서 자동으로 정밀 기하보정을 수행하기 위해서는 높은 품질의 지상기준점을 자동으로 획득하는 것이 핵심이다. 본 논문에서는 처리할 고해상도 위성영상과 지상기준점 칩의 영상 피라미드를 구축하고 영상 피라미드의 각 층에서 위성영상과 지상기준점 칩 간 영상정합, 오정합점 탐지, 정밀 센서모델링을 반복적으로 수행하는 반복 정밀 기하보정 방안을 제시하였다. 해당 알고리즘을 통해 자동으로 높은 품질의 지상 기준점을 자동으로 획득하고 이를 바탕으로 고해상도 위성영상의 기하보정 성능을 향상시키고자 하였다. 제안한 알고리즘의 성능을 분석하기 위해 KOMPSAT-3 및 3A Level 1R 영상 8 Scene을 사용하였으며, 수동으로 추출한 검사점을 이용하여 정확도 분석을 수행한 결과 평균 1.5 pixel, 최대 2 pixel의 정확도의 기하보정 성능을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Recently, the use of high-resolution satellites is increasing in many areas. In order to supply useful satellite images stably, it is necessary to establish automatic precision geometric correction technic. Geometric correction is the process that corrected geometric errors of satellite imagery based on the GCP (Ground Control Point), which is correspondence point between accurate ground coordinates and image coordinates. Therefore, in the automatic geometric correction process, it is the key to acquire high-quality GCPs automatically. In this paper, we proposed iterative precision geometry correction method. we constructed an image pyramid and repeatedly performed GCP chip matching, outlier detection, and precision sensor modeling in each layer of the image pyramid. Through this method, we were able to acquire high-quality GCPs automatically. we then improved the performance of geometric correction of high-resolution satellite images. To analyze the performance of the proposed method, we used KOMPSAT-3 and 3A Level 1R 8 scenes. As a result of the experiment, the proposed method showed the geometric correction accuracy of 1.5 pixels on average and a maximum of 2 pixels.

주제어

표/그림 (21)

그림 Fig. 1. Iterative geometric correction overall process.
그림 Fig. 2. Ground Control Point Chip.
그림 Fig. 3. Image pyramid.
그림 Fig. 4. Geometry transformation of ground control point chip.
그림 Fig. 5. Census Transformation.
그림 Fig. 6. RANSAC algorithm.
표 Table 1. The properties of South Korea satellite images
표 Table 2. The properties of North Korea satellite images
표 Table 3. The specification of GCP chips
표 Table 4. Number of GCP chips
그림 Fig. 7. South Korea satellite images used in this study, (a) South_Scene-1, (b) South_Scene-2, (c) South_Scene-3, (d) South_Scene-4 and (e) South_Scene-5.
그림 Fig. 8. North Korea satellite images used in this study, (a) North_Scene-1, (b) North_Scene-2 and (c) North_Scene-3.
그림 Fig. 9. Distribution of experimental satellite images.
그림 Fig. 10. Example of GCP chips, (a), (b) GCP chips in North Korea and (c), (d) GCP chips in South Korea.
그림 Fig. 11. Distribution of GCP chips.
표 Table 5. Experiment Methods
표 Table 6. GCP chip Matching Processing Time
표 Table 7. GCP chip matching performance
그림 Fig. 12. GCP chip matching result, (a) matching result in South Korea and (b) matching result in North Korea.
표 Table 8. GCP chip matching performance of each layer
표 Table 9. Quality of GCP and geometric correction

참고문헌 (23)

Di Stefano, L., S. Mattoccia, and F. Tombari, 2005. ZNCC-based template matching using bounded partial correlation, Pattern Recognition Letters, 26(14): 2129-2134.

상세보기
Fischler, M.A. and R.C. Bolles, 1981. Random sample consensus: a paradigm for model fitting with applications to image analysis and automated cartography, Communications of the ACM, 24(6): 381-395.

상세보기
Grodecki, J. and G. Dial, 2003. Block adjustment of high-resolution satellite images described by rational polynomials, Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 69(1): 59-68.

상세보기
Hwang, D., J. Lim, and H. Jun, 2016. Current status and future prospects of satellite technology in Korea, The Korean Society for Aeronautical and Space Sciences, 44(8): 702-709 (in Korean with English abstract).
Jeong, J. and T. Kim, 2014. Analysis of dual-sensor stereo geometry and its positioning accuracy, Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 80(7): 653-662.

상세보기
Kang, M. and Y. Lim, 2015. A study on the application demand of satellite-based information to support national land polices, Korea Research Institute for Human Settlements, Anyang, KR (in Korean with English abstract).
Kim, T., D.S. Shin, and S.B. Kim, 2000. Camera modelling of linear pushbroom images-quality analysis of various algorithms, Korean Journal of Remote Sensing, 16(1): 73-86 (in Korean with English abstract).
Kim, H., T. Lee, D. Hur, S. Rhee, and T. Kim, 2007. Automated geometric correction of geostationary weather satellite images, Korean Journal of Remote Sensing, 23(4): 297-309 (in Korean with English abstract).
Kim, H.G., J.H. Son, and T. Kim, 2018. Geometric correction for the Geostationary Ocean Color Imager from a combination of shoreline matching and frequency matching, Sensors, 18(11): 3599.

상세보기
Kim, N., Y. Choi, J. Bae, and H. Sohn, 2020. Estimation and improvement in the geolocation accuracy of rational polynomial coefficients with minimum GCPs using KOMPSAT-3A, GIScience & Remote Sensing, 57(6): 719-734

상세보기
Lindeberg, T., 1994. Scale-space theory: A basic tool for analyzing structures at different scales, Journal of applied statistics, 21(1-2): 225-270.
Lee, K., Y. Kim, and H. Choi, 2017. KOMPSAT Image processing and applications, Korean Journal of Remote Sensing, 33(6): 1171-1177 (in Korean with English abstract).
Lin, X. and X. Yuan, 2008. Improvement of the stability solving rational polynomial coefficients, The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 37(B1): 711-714.
McGlone, C., 1996. Sensor Modeling in Image Registration. In Digital Photogrammetry: An Addendum edited by Greve, C., American Society for Photogrammetry and Remote Sensing, Bethesda, Maryland, USA, pp. 115-123.
Park, H., J. H. Son, J. Shin, K. E. Kweon, and T. Kim, 2019. Quality analysis of GCP chip using Google map, Korean Journal of Remote Sensing, 35(6): 907-917 (in Korean with English abstract).
Shin, J.I., W.S. Yoon, H.J. Park, K.Y. Oh, and T. Kim, 2018. A Method to Improve Matching Success Rate between KOMPSAT-3A Imagery and Aerial Ortho-Images, Korean Journal of Remote Sensing, 34(6): 893-903 (in Korean with English abstract).
Son, J.H., W. Yoon, H. Park, and T. Kim, 2019. Improving sensor model accuracy using multiband and multi-patch based matching, Proc. of the 40th Asian Conference on Remote Sensing, Daejeon, KR, Oct. 14-18, pp. 223-225.
Sun, C., 1997. A fast stereo matching method, Proc. of Digital Image Computing: Techniques and Applications, Auckland, NZ, Dec. 10-12, pp. 95-100.
Tao, C.V. and Y. Hu, 2001. A comprehensive study of the rational function model for photogrammetric processing, Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 67(12): 1347-1357.

상세보기
Yoon, W., 2019. A study on development of automatic GCP matching technology for CAS-500 imager, Master's thesis, Inha university, Incheon, Korea, pp. 1-69.
Yoon, W. and T. Kim, 2018. Bundle adjustment of KOMPSAT-3A strip based on rational function model, Korean Journal of Remote Sensing, 34(3): 565-578 (in Korean with English abstract).

원문보기 상세보기
Yun, H.C. and J.Y. Moon, 2014. GCP chip DB establishment and accuracy analysis for KOMPSAT-2 auto ortho image creation, Proc. of Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography 2014, Seoul, KR, Apr. 24-25, pp. 223-225 (in Korean with English abstract).
Zabih, R. and J. Woodfill, 1994. Non-parametric local transforms for computing visual correspondence, Proc. of European conference on computer vision, Stockholm, SE, May. 2-6, pp. 151-158.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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