A Robust DEM Registration Method via Physically Consistent Image Rendering

doi:10.3390/app16031238

A Robust DEM Registration Method via Physically Consistent Image Rendering

2026-01-26

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DOI：10.3390/app16031238

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数字高程模型（DEMs）在地学空间分析和表面建模中发挥着关键作用。然而，由于数据采集载荷、数据处理方法和数据参考基准的差异，来自不同来源的DEMs通常表现出系统性的空间偏移。这一局限性显著制约了其在多源联合分析和融合应用中的准确性和可靠性。传统的配准方法（如最小Z差值（LZD）方法）对粗差敏感，而多模态配准方法则忽视了高程信息的重要性。为解决这些挑战，本文提出了一种基于物理一致性渲染和多模态图像匹配的DEMs配准方法。该方法通过基于光照模型和视差几何模型的转换将DEMs转化为图像数据，利用基于模板的匹配技术提取特征点对，并通过高程一致性分析进一步优化。通过联合考虑高程误差分布和几何一致性约束选择可靠对应关系，实现了鲁棒的仿射变换估计和高程偏差校正。实验结果表明，在城市、冰川和平原等典型地形中，所提出的方法在配准精度、鲁棒性和对不同地形的适应性方面均优于经典的DEMs配准算法和最先进的遥感图像配准算法，显示出明显优势，凸显了该框架作为通用DEMs协同配准解决方案的潜力。

Keyword:

registration

feature point matching

digital elevation models (DEMs)

image rendering

A Robust DEM Registration Method via Physically Consistent Image Rendering

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