[發明專利]衛星激光測高數據輔助提取高程控制點方法

有效

• 申請號: 201710413046.X
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN107167786B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 程春泉;左志權;黃國滿;張繼賢;張力;文漢江
• 申請（專利權）人: 中國測繪科學研究院
• 主分類號: G01S7/48
• 分類號: G01S7/48;G01S17/88
• 代理公司: 北京高文律師事務所 11359
• 代理人: 徐江華

一種衛星激光測高數據輔助提取高程控制點方法，其特點是以實測波形與模擬觀測波形作為數據處理對象，通過條帶組整體匹配和各波形獨立匹配分別實現光斑與DSM平面位置的配準、DSM光斑區高程誤差計算，進而實現高程控制點提取和其他應用。包括：對高分立體遙感影像或InSAR進行預處理，實現定向參數初步精化并生成DSM；對實測激光測高數據進行分組和幾何定位，并利用光斑周邊DSM數據模擬生成激光測高波形數據；實測波形組與模擬波形組整體匹配實現光斑與DSM平面位置配準；組內各對應波形分別匹配實現DSM光斑區高程系統差提取和高程控制點提??；DSM高程精化、激光測高儀標定、影像定位等應用實現。

技術領域

本發明涉及一種高分遙感影像攝影測量、數據匹配和配準、多源遙感數據聯合處理等領域，重點涉及激光測高數據與DSM、影像數據的空間匹配和配準方法。

背景技術

衛星雷達測高技術研究主要集中在美國和歐洲一些發達國家，而其他國家，尤其是發展中國家該技術的發展則相對滯后，目前世界上已相繼實施了10余項衛星測高計劃。2003年美國發射的激光測高衛星ICESat-1上搭載了地球科學測高傳感器GLAS，其軌道高度590km，計劃于2017年發射的ICESat-2星上搭載一個先進地形激光測高儀ATLAS，采用的微脈沖多波束(3×2結構的6束激光)光子計數激光雷達技術克服GLAS-1快速能量消耗問題，足印大小為10m，測高精度10cm，而計劃于2020年發射的LIST通過陣列探測器以5m分辨率和10cm精度掃描地球，其采用的技術表明未來的激光測高系統將向著高重復、多波束、掃描式、單光子模式發展。目前我國載有測高傳感器的衛星有HY-2A和資源三號，計劃于2018年發射的高分7號激光測高儀專門為光學影像立體制圖而研制。國內外代表性的激光測高衛星見表1。

衛星激光測高初期任務以獲取海面形狀、研究大洋環流和其它海洋學參數為目的。衛星測高數據的應用也逐步從一個個點的變化，逐步擴展到整個面上的變化監測的研究，在海洋學、大地測量學和地球物理學領域也得到了廣泛的應用。利用衛星測高所獲取的觀測量作為邊界條件建立海洋動力模型，計算出海洋的深度，從而繪制出海底的地形、地貌。激光測高雷達目標幾何定位一般使用嚴密模型，通過衛星的軌道姿態信息確定的激光波束的空間向量進行構建。衛星測高精度的提高主要依靠高度計傳感器的改進和波形重構等數據處理算法的改進。激光測高儀系統的接收信號脈沖可以看作是發射脈沖卷積目標響應函數，地表反射率的變化，會引起回波脈沖能量的強度、峰值發生變化，光斑區地物目標成份、地形差異，會影響其回波波形地表結構的變化，會導致激光脈沖飛行時間的變化，從而導致回波脈沖的波形發生裂變或展寬，波形與地物地貌特征之間，存在密切的聯系。

表1代表性的激光測高衛星