[發(fā)明專利]衛(wèi)星激光測(cè)高數(shù)據(jù)輔助提取高程控制點(diǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710413046.X
• 申請(qǐng)日: 2017-06-05
• 公開（公告）號(hào): CN107167786B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程春泉;左志權(quán);黃國(guó)滿;張繼賢;張力;文漢江
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01S7/48
• 分類號(hào): G01S7/48;G01S17/88
• 代理公司: 北京高文律師事務(wù)所 11359
• 代理人: 徐江華

1.一種衛(wèi)星激光測(cè)高數(shù)據(jù)輔助提取高程控制點(diǎn)方法，通過實(shí)測(cè)激光測(cè)高波形與DSM模擬激光測(cè)高波形分組匹配技術(shù)實(shí)現(xiàn)光斑區(qū)與DSM的平面位置配準(zhǔn)、高程控制點(diǎn)提取、遙感幾何信息處理，包括以下步驟：

(1)高分立體影像或InSAR定向參數(shù)精化：對(duì)高分立體影像或InSAR數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)域網(wǎng)平差或自由網(wǎng)平差，獲取初步精化后的定向參數(shù)，用于后繼步驟中高分立體影像或InSAR數(shù)據(jù)的處理；

(2)高分立體影像或InSAR生成DSM：利用初步精化后的定向參數(shù)，通過測(cè)區(qū)高分立體影像的密集匹配，或通過InSAR干涉處理，生成帶有地理坐標(biāo)的DSM；

(3)激光測(cè)高數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)組劃分：將測(cè)區(qū)激光測(cè)高數(shù)據(jù)按軌道進(jìn)行分組，在激光測(cè)高數(shù)據(jù)所在軌道區(qū)間過長(zhǎng)情況下，將同軌測(cè)高數(shù)據(jù)分為若干組；依次選取每一組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)并執(zhí)行步驟(4)—步驟(10)，實(shí)現(xiàn)對(duì)DSM搜索目標(biāo)的模擬觀測(cè)與二次匹配，獲取激光測(cè)高數(shù)據(jù)與DSM數(shù)據(jù)空間目標(biāo)的平面配準(zhǔn)位置和光斑區(qū)DSM的高程系統(tǒng)差；

(4)實(shí)測(cè)組激光測(cè)高波形提取：提取實(shí)測(cè)組中各個(gè)激光測(cè)高實(shí)測(cè)波形，設(shè)去除錯(cuò)誤和粗差數(shù)據(jù)后實(shí)測(cè)組中有N個(gè)實(shí)測(cè)波形，對(duì)這N個(gè)實(shí)測(cè)波形分別進(jìn)行激光測(cè)距時(shí)間因儀器、對(duì)流層、潮汐、大氣影響的修正，并進(jìn)行歸一化處理；

(5)模擬觀測(cè)參數(shù)設(shè)計(jì)：根據(jù)定向參數(shù)計(jì)算實(shí)測(cè)組內(nèi)各激光測(cè)高光斑中心的理論位置，作為DSM上光斑配準(zhǔn)位置的搜索中心，并根據(jù)光斑與DSM的平面相對(duì)精度設(shè)計(jì)DSM的搜索區(qū)域；以實(shí)測(cè)組中各測(cè)站實(shí)際觀測(cè)參數(shù)為準(zhǔn)，對(duì)各測(cè)站統(tǒng)一設(shè)計(jì)模擬激光測(cè)高觀測(cè)定向參數(shù)增量區(qū)間和步長(zhǎng)，使模擬觀測(cè)能夠?qū)λ性O(shè)計(jì)的DSM搜索區(qū)進(jìn)行觀測(cè)；

(6)模擬觀測(cè)獲取各模擬觀測(cè)組波形：利用設(shè)計(jì)的模擬觀測(cè)參數(shù)對(duì)DSM目標(biāo)進(jìn)行激光測(cè)高模擬觀測(cè)，設(shè)每測(cè)站模擬觀測(cè)數(shù)目為M，則能夠獲取M組模擬觀測(cè)，每組模擬觀測(cè)數(shù)目為N個(gè)；模擬觀測(cè)時(shí)按DSM分辨率大小對(duì)地面光斑區(qū)進(jìn)行空間分割，根據(jù)分割單元在光斑區(qū)的位置計(jì)算每一分割單元的能量及其分布，卷積計(jì)算分割單元的能量被DSM上對(duì)應(yīng)特定高程的模擬觀測(cè)目標(biāo)反射形成的子回波能量及其分布，模擬波形各采樣時(shí)刻能量等于各子回波波形在該時(shí)刻能量的和；對(duì)各模擬觀測(cè)組中所有波形分別進(jìn)行歸一化處理用于后繼步驟中的波形匹配；

(7)實(shí)測(cè)組分別與各模擬觀測(cè)組整體匹配：依次選取模擬觀測(cè)組，將實(shí)測(cè)組中所有歸一化波形整體當(dāng)作匹配模板，沿時(shí)間軸上整體平移實(shí)測(cè)組各測(cè)站歸一化波形，計(jì)算并記錄下實(shí)測(cè)組分別與M個(gè)模擬觀測(cè)組達(dá)到最佳匹配時(shí)的M個(gè)匹配測(cè)度值，完成第一次波形匹配；

(8)光斑區(qū)與DSM平面位置匹配：從M個(gè)匹配測(cè)度值中選取最優(yōu)匹配測(cè)度值，其對(duì)應(yīng)的模擬觀測(cè)組稱為最優(yōu)模擬觀測(cè)組，其模擬觀測(cè)時(shí)光斑中心位置及光斑范圍，即為光斑區(qū)與DSM的平面配準(zhǔn)位置，該組模擬觀測(cè)時(shí)光斑中心位置與直接利用定向參數(shù)計(jì)算得到的光斑中心理論位置差異即為配準(zhǔn)前后的光斑平面位置偏移量；

(9)實(shí)測(cè)組與最優(yōu)模擬觀測(cè)組各對(duì)應(yīng)波形分別匹配：分別將實(shí)測(cè)組中各測(cè)站的歸一化波形作為參考模板，通過在時(shí)間軸上平移參考波形模板，獲取實(shí)測(cè)組各測(cè)站歸一化波形與最優(yōu)模擬觀測(cè)組中對(duì)應(yīng)測(cè)站的歸一化波形最優(yōu)匹配時(shí)參考波形在時(shí)間軸上的偏移量，完成第二次波形匹配；

(10)各光斑區(qū)DSM高程系統(tǒng)差和高程控制點(diǎn)提取：根據(jù)時(shí)間偏移量和激光傳播速度計(jì)算最優(yōu)模擬觀測(cè)組各光斑區(qū)DSM高程的系統(tǒng)差，根據(jù)DSM上三維坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)和DSM高程系統(tǒng)差，精化并提取DSM上特征點(diǎn)作為高程控制點(diǎn)；

(11)影像高程控制點(diǎn)的提取：根據(jù)光斑區(qū)DSM上的三維坐標(biāo)點(diǎn)和生成DSM時(shí)高分立體或InSAR的定向參數(shù)，利用影像的幾何模型計(jì)算該三維坐標(biāo)點(diǎn)在影像上對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)坐標(biāo)，同時(shí)根據(jù)DSM上的三維坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)和該光斑區(qū)DSM的高程系統(tǒng)差，計(jì)算該三維坐標(biāo)點(diǎn)修正后的高程值，則影像像點(diǎn)坐標(biāo)和修正后的高程值組成一對(duì)影像高程控制點(diǎn)；

(12)遙感幾何信息處理：根據(jù)平面和高程匹配結(jié)果，直接對(duì)DSM產(chǎn)品進(jìn)行精化，或?qū)崿F(xiàn)同軌高分傳感器與激光測(cè)高儀的相對(duì)標(biāo)定，或?qū)b感影像數(shù)據(jù)與激光測(cè)高數(shù)據(jù)進(jìn)一步聯(lián)合處理。