[發明專利]一種對數字高程模型數據高程校準方法及裝置

有效

• 申請號: 201210332550.4
• 申請日: 2012-09-10
• 公開（公告）號: CN102865852A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 吳宏安;張永紅;金姍姍;段敏燕
• 申請（專利權）人: 中國測繪科學研究院
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00;G01C25/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 郭智

技術領域

本發明涉及測繪領域中的數字高程模型，特別涉及一種對航天飛機雷達地形測繪計劃(SRTM)的數字高程模型數據高程校準方法及裝置。

背景技術

數字高程模型(Digital?Elevation?Model，簡稱DEM），它是用一組有序數值陣列形式表示地面高程的一種實體地面模型，是數字地形模型(Digital?Terrain?Model，簡稱DTM)的一個分支，其它各種地形特征值均可由此派生。一般認為，DTM是描述包括高程在內的各種地貌因子，如坡度、坡向、坡度變化率等因子在內的線性和非線性組合的空間分布，其中DEM是零階單純的單項數字地貌模型，其他如坡度、坡向及坡度變化率等地貌特性可在DEM的基礎上派生。由于DEM描述的是地面高程信息，它在測繪、水文、冰川、氣象、地貌、地質、土壤、工程建設、通訊、氣象、軍事等國民經濟和國防建設以及人文和自然科學領域有著廣泛的應用。如在工程建設上，可用于如土方量計算、通視分析等；在防洪減災方面，DEM是進行水文分析如匯水區分析、水系網絡分析、降雨分析、蓄洪計算、淹沒分析等的基礎；在無線通訊上，可用于蜂窩電話的基站分析等等。

2000年，由美國國家航空航天局（NationalAeronautics?and?SpaceAdministration，NASA）的航天飛機雷達地形測繪計劃(Shuttle?Radar?Topography?Mission，SRTM)獲取的全球北緯60度至南緯56度之間的數字高程模型(DEM)（約90m分辨率），作為迄今垂直精度最高的全球數字高程模型數據（標稱垂直精度為16m，優于ASTER?GDEM的標稱垂直精度20m），已廣泛應用于各種科學研究和工程應用。但是獲取該DEM的C波段雷達信號對地表（特別是冰川、沙漠等地區）的穿透性極強，最多可達10m，造成數字高程模型的表面高程低于真實高程；此外在山區，由于高差較大，地形起伏劇烈，山體的陰影和疊掩也嚴重影響了數字高程模型的高程精度，因此直接應用數字高程模型將帶來較大的誤差。

發明內容

本發明的目的是針對上述問題，提出一種基于冰云和地面高度衛星地學激光測高數據對航天飛機雷達地形測繪計劃(SRTM)的數字高程模型高程校準方法及裝置，提高了數字高程模型高程精確度。

為實現上述目的，本發明提供了一種對數字高程模型數據高程校準方法，該方法包括：

將冰云和地面高度衛星地學激光測高數據的高程基準和數字高程模型數據的高程基準統一化；

提取出相同點位的冰云和地面高度衛星地學激光測高數據高程值和數字高程模型高程值；

利用所述相同點位的冰云和地面高度衛星地學激光測高數據高程值和數字高程模型高程值建立高程校準模型；

利用所述高程校準模型對數字高程模型進行高程校準。

可選的，在本發明一實施例中，所述提取出相同點位的冰云和地面高度衛星地學激光測高數據高程值和數字高程模型高程值步驟包括：

將冰云和地面高度衛星地學激光測高數據轉換為點矢量，將數字高程模型數據轉換為面矢量；

將轉換后的冰云和地面高度衛星地學激光測高數據和數字高程模型數據相疊加來獲取兩個矢量的交集；

根據交集結果提取出相同點位的冰云和地面高度衛星地學激光測高數據高程值和數字高程模型高程值。

可選的，在本發明一實施例中，所述利用所述相同點位的冰云和地面高度衛星地學激光測高數據高程值和數字高程模型高程值建立高程校準模型步驟包括：

對相同點位的冰云和地面高度衛星地學激光測高數據高程值和數字高程模型高程值進行回歸分析獲取校準模型系數；

根據所述校準模型系數建立高程校準模型。

可選的，在本發明一實施例中，所述高程校準模型為多項式校準模型或線性校準模型。

為實現上述發明目的，本發明還提出一種對數字高程模型數據高程校準裝置，該裝置包括：

高程基準統一化單元，用于將冰云和地面高度衛星地學激光測高數據的高程基準和數字高程模型數據的高程基準統一化；

高程值單元，用于提取出相同點位的冰云和地面高度衛星地學激光測高數據高程值和數字高程模型高程值；

高程校準模型單元，用于利用所述相同點位的冰云和地面高度衛星地學激光測高數據高程值和數字高程模型高程值建立高程校準模型；

校準單元，用于利用該高程校準模型對數字高程模型數據進行校準。

可選的，在本發明一實施例中，所述高程值單元包括：