Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies (한국지리정보학회지)

The Korean Association of Geographic Information Studies (한국지리정보학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Epipolar Resampling from Kompsat-2 and Kompsat-3

아리랑 위성 2호와 3호를 이용한 이종 영상 간 에피폴라 영상 생성

  • Song, Jeong-Heon (Satellite Information Research Laboratory, Korea Aerospace Research Institute) ;
  • Oh, Jae-Hong (Dept. of Civil Engineering, Chonnam National University)
  • 송정헌 (한국항공우주연구원 위성정보연구소) ;
  • 오재홍 (전남대학교 토목공학과)
  • Received : 2014.10.10
  • Accepted : 2014.12.01
  • Published : 2014.12.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

As of 2014, KARI (Korea Aerospace Research Institute) operates two high-resolution satellites such as Kompsat-2 and Kompsat-3. Kompsat-3 has capability of in-track stereo images acquisition but it is quite limited because the stereo mode lowers the spatial coverage in a trajectory. In this paper we analyze the epipolar geometry from the heterogeneous Kompsat-2 and Kompsat-3 image combination to epipolar resample them for 3D spatial data acquisition. The analysis was carried out using the piecewise approach with RPCs (Rational Polynomial Coefficients) and the result showed the parabolic epipolar curve pattern. We also concluded that the third order polynomial transformation is required for epipolar image resampling. The resampled image pair showed 1 pixel level of y-parallax and can be used for 3D display and digitizing.

2014년 현재 한국항공우주연구원에서는 아리랑 위성 2호와 3호 등 총 2기의 고해상도 광학위성을 운용 중이다. 특히 아리랑 위성 3호는 동일궤도 스테레오 영상 취득이 가능하기 때문에 목표 지역의 3차원 정보추출에 유리한 기능을 가지고 있으나, 위성운영의 특수성 및 영상 취득 효율 등의 이유로 특별한 경우를 제외하고는 주로 단영상 획득을 주로 수행한다. 따라서 본 연구에서는 아리랑 2호와 3호의 이종 영상 조합으로 관심 대상지에 대한 3차원 공간정보를 취득할 수 있도록 단일 영상 조합에 기반한 입체 기하를 분석하고 에피폴라 영상을 생성하여 그 품질을 확인하였다. 분석은 RPCs(Rational Polynomial Coefficients)에 기반한 piecewise기법을 이용하여 진행되었고, 2차원 포물선 형태의 에피폴라 커브 및 3차 다항식에 기반한 에피폴라 영상 변환이 필요함을 알 수 있었다. 최종적으로 생성된 에피폴라 영상은 영상 전반에 걸쳐 종시차가 1화소로 최소화될 수 있었으며 두 영상간의 해상도 또한 정규화 되어 3차원 디스플레이 및 디지타이징에 활용될 수 있다.

Keywords

References

  1. Dial, G., H. Bowen, F. Gerlach, J. Grodecki and R. Oleszczuk. 2003. IKONOS satellite, imagery, and products. Remote Sensing of Environment 88:23-36. https://doi.org/10.1016/j.rse.2003.08.014
  2. Fraser, C.S. and H.B. Hanley. 2005. Bias-compensated RPCs for sensor orientation of high-resolution satellite imagery. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing 71(8):909-915. https://doi.org/10.14358/PERS.71.8.909
  3. Gupta, R. and R. Hartly. 1997. Linear pushbroom cameras. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence 19(9):963-975. https://doi.org/10.1109/34.615446
  4. Kim, T. 2000. A study on the epipolarity of linear pushbroom images. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing 66(8):961-966.
  5. Lee, J.D. and J.K. So. 2009. Development of the accuracy improvement algorithm of geopositioning of high resolution satellite imagery based on RF models. Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies 12(1): 106-118 (이진덕, 소재경. 2009. 고해상도 위성영상의 RF모델 기반 지상위치의 정확도 개선 알고리즘 개발. 한국지리정보학회지 12(1):106-118).
  6. Lee, K.J., Y.S. Kim and H.D. Seo. 2012. A feasibility study for mapping using the Kompsat-2 stereo imagery. Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies 15(1):197-210 (이광재, 김윤수, 서현덕. 2012. 아리랑위성 2호 입체영상을 이용한 지도제작 가능성 연구. 한국지리정보학회지 15(1):197-210). https://doi.org/10.11108/kagis.2012.15.1.197
  7. Morgan, M. 2004. Epipolar resampling of linear array scanner scenes. Ph.D. Dissertation, University of Calgary, Alberta, Canada, 174pp.
  8. Oh, J.H., D.C. Seo and C.N. Lee. 2013. Epipolar image resampling from Kompsat-3 in-track stereo images. Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography 31(6):455-461 (오재홍, 서두천, 이창노. 2013. 아리랑3호 스테레오 영상의 에피폴라 기하 분석 및 영상 리샘플링. 한국측량학회지 31(6):455-461). https://doi.org/10.7848/ksgpc.2013.31.6-1.455
  9. Oh, J.H. and H.S. Lee. 2011. RPC-based epipolar image resampling of Kompsat-2 across-track stereo. Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography 29(2): 157-164 (오재홍, 이효성. 2011. RPC를 기반으로 한 아리랑 2호 에피폴라 영상제작. 한국측량학회지 29(2):157-164). https://doi.org/10.7848/ksgpc.2011.29.2.157
  10. Oh, J.H. and J.H. Song. 2014. Epipolar resampling from Kompsat-2 and Kompsat-3. Proceedings of KAGIS Fall Converfence 2014. pp.108-109 (오재홍, 송정헌. 2014. 아리랑 2호와 3호간 에피폴라 영상 생성, 한국지리정보학회 추계 학술 발표논문초록집. 108-109쪽).
  11. Oh, J.H., W.H. Lee, C.K. Toth, D.A. Grejner-Brzezinska and C.H. Lee. 2010. A piecewise approach to epipolar resampling of pushbroom satellite images based on RPC. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing 76(12): 1353-1363. https://doi.org/10.14358/PERS.76.12.1353
  12. Wang, M., F. Hu, and J. Li. 2011. Epipolar resampling of linear pushbroom satellite imagery by a new epipolarity model. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing 66(3):347-355. https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2011.01.002
  13. Yeon, S.H. 2000. A study on the stereo image map generation of chuncheon area using satellite overly images. Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies 3(4): 1-10 (연상호. 2000. 위성영상을 이용한 춘천지역의 3차원 입체영상지도 생성에 관한 연구. 한국지리정보학회지 3(4):1-10).