[發明專利]一種適合地表不穩定區域的衛星激光高程控制點篩選方法

有效

• 申請號: 201911384296.0
• 申請日: 2019-12-28
• 公開（公告）號: CN111156960B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 童小華;劉世杰;龍杭;高曉峰;杜文佳;謝歡;李榮興;陳鵬;金雁敏;馮永玖;許雄;柳思聰;王超;魏超
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00;G01S17/08;G01S7/497;G01S17/95
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 王懷瑜

本發明涉及一種適合地表不穩定區域的衛星激光高程控制點篩選方法，包括對衛星激光測高數據，分別進行產品屬性參數控制篩選、高程變化閾值控制篩選和/或地表流體流速閾值控制篩選，所述高程變化閾值控制篩選利用重復軌分析法計算高程變化率，剔除高程變化超出閾值的激光點，所述地表流體流速閾值控制篩選具體為，篩除地表流體流速超出容許閾值的激光點。與現有技術相比，本發明考慮了地表不穩定區域表面高程隨時間變化較大，激光點位置隨地表流體流動現象變化較大，進行對應的篩選，具有穩定可靠、篩選出的高程控制點精度高等優點。

技術領域

本發明涉及衛星激光測高領域，尤其是涉及一種適合地表不穩定區域的衛星激光高程控制點篩選方法。

背景技術

美國NASA于2003年發射了ICESat-1(Ice,Cloud and land ElevationSatellite)衛星，其主要目的是監測兩極冰川和海冰厚度變化以及估算兩極冰蓋的物質平衡和氣候年變化率。衛星上搭載了地球科學測高系統(Geo-science Laser AltimeterSystem,GLAS)，可以每秒發射40次激光脈沖，在地面上形成一個直徑約70米的光斑，沿軌方向每隔172米測量一次。在南極冰蓋上，GLAS高程測量誤差大約15厘米(Shuman et al.,2006)。ICESat/GLAS測高數據雖然高程精度高，但其激光光斑較大，光斑內的地形，粗糙度等因素會影響測高精度，因此需要對激光點進行篩選才能作為高程控制點。南極地區由于存在冰下湖活動，接地線變化，降雪，冰流等現象，地表高程會發生不確定性變化，因此按照普通的篩選方法無法得到南極區域真正可靠的激光點。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種準確可靠的適合地表不穩定區域的衛星激光高程控制點篩選方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種適合地表不穩定區域的衛星激光高程控制點篩選方法，包括對衛星激光測高數據，分別進行產品屬性參數控制篩選、高程變化閾值控制篩選和地表流體流速閾值控制篩選；

所述產品屬性參數控制篩選包括，保留姿態質量為零的衛星激光測高數據，所述姿態質量根據衛星精密定姿結果來確定；

所述高程變化閾值控制篩選包括，保留高程異常值小于0.3米的衛星激光測高數據，所述高程異常值根據基于最小二乘平面擬合的重復軌分析法獲取；

所述地表流體流速閾值控制篩選包括，保留低于預設的地表流體流速容許閾值的數據；

所述地表流體流速閾值根據地表流體流速設定，所述地表流體流速的計算方法具體為，根據衛星激光測高數據的元數據文件，計算出異軌立體影像的交會角α，然后根據給定的高程誤差限差σ_h，計算出相應的平面誤差σ_p，再根據影像成像時間間隔，用平面誤差σ_p除以成像時間間隔可估算出地表流體流速，所述平面誤差σ_p的計算表達式為：

進一步地，所述產品屬性參數控制篩選包括，保留地面反射率超過發射能量10％的衛星激光測高數據。

進一步地，所述產品屬性參數控制篩選包括，保留增益值小于200的衛星激光測高數據。

進一步地，所述產品屬性參數控制篩選包括，對回波波形進行高斯擬合，保留回波高斯擬合的方差小于0.03V且只檢測到一個回波波形的衛星激光測高數據。

進一步地，所述基于最小二乘平面擬合的重復軌分析法具體為，根據衛星激光測高數據中各任務期形成的每組重復的地面軌道，按沿軌-垂軌方向劃分為格網，將格網內各個任務期的高程變化量最大值減去高程變化量最小值，獲取高程異常值，所述高程變化量的計算公式為：