[發(fā)明專利]基于有理多項式系數(shù)單幅星載遙感影像目標(biāo)高度計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010422096.6
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111597496B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王峰;胡玉新;尤紅建
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10;G01C5/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 孫蕾

一種基于有理多項式系數(shù)的單幅星載遙感影像目標(biāo)高度計算方法，包括以下步驟：在遙感影像上獲取目標(biāo)的底部坐標(biāo)和頂部坐標(biāo)；通過有理多項式系數(shù)確定原始數(shù)據(jù)像面坐標(biāo)與地面三維坐標(biāo)的關(guān)系：將目標(biāo)底部坐標(biāo)通過有理多項式系數(shù)的形式表示；將目標(biāo)頂部坐標(biāo)通過有理多項式系數(shù)的形式表示；基于目標(biāo)底部經(jīng)緯度與頂部經(jīng)緯度一致特點，直接求解正則化目標(biāo)頂部高度；采用正則化公式反變換得到目標(biāo)頂部絕對高度；目標(biāo)頂部高度與底部高度進(jìn)行差值，得到目標(biāo)高度。本發(fā)明不需要使用衛(wèi)星或太陽與目標(biāo)的空間三角關(guān)系，計算精度較高；對目標(biāo)本體直接進(jìn)行觀測，不需要目標(biāo)的陰影信息，計算過程簡便、高效。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及星載遙感影像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于有理多項式系 數(shù)單幅星載遙感影像目標(biāo)高度計算方法。

背景技術(shù)

隨著城市進(jìn)程的快速發(fā)展，人造建筑物越來越多。與自然形成物體呈 現(xiàn)漸變形狀不同，人造目標(biāo)普遍具有垂直豎立的特點，例如樓房、碑、塔、 輸電線桿等。對于直立型目標(biāo)高度信息，現(xiàn)場人工測量難度較大。借用星 載遙感影像可以實現(xiàn)直立型目標(biāo)高度信息的準(zhǔn)確、客觀、快速地獲取。

現(xiàn)有基于單幅衛(wèi)星遙感影像的目標(biāo)高度計算方法普遍利用目標(biāo)陰影 長度、太陽高度角和方位角、衛(wèi)星高度角和方位角進(jìn)行計算。

如圖1所示，H為建筑物高度，M為建筑物房頂?shù)慕屈c；β為太陽高 度角；θ太陽方位角；α為衛(wèi)星高度角；為衛(wèi)星方位角；δ為衛(wèi)星和太陽 的方位角交角；M′為建筑物房頂角點M的陰影在影像上的位置；M″是建 筑物房頂角點M在影像上成像的位置；M′M″即L為影像上的建筑物房頂 角點與其陰影的距離。根據(jù)衛(wèi)星成像的幾何關(guān)系可得如下公式：

在ΔM′M″N中，應(yīng)用余弦定理可得

M′M″²＝M′N²+M″N²-2M′N*M″N*cosδ

即

L²＝H²ctan²β+H²ctan²α-2H²ctanβctanαcosδ

因此，建筑物的高度H為

通過遙感影像正射校正后，消除了太陽方位角和衛(wèi)星方位角的影響， 即認(rèn)為太陽方位角和衛(wèi)星方位角相等時，上式可簡化表示為

H＝L/(ctanβ-ctanα)

因此，計算建筑物的高度需要知道太陽和衛(wèi)星的高度角、方位角以及 影像上的建筑物房頂角點與其陰影的距離。

在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，申請人發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)有單幅遙感影像目標(biāo)高度 計算技術(shù)存在如下技術(shù)缺陷：

(1)現(xiàn)有單幅遙感影像高度計算方法需要知道遙感影像成像時衛(wèi)星 和太陽高度角，在實際過程中，這兩個角度獲取難度較大，有些衛(wèi)星遙感 產(chǎn)品并不會提供影像成像時刻的衛(wèi)星高度角和太陽高度角；

(2)利用三角函數(shù)關(guān)系計算目標(biāo)高度，角度精度對高度計算結(jié)果精 度影響較大，而且衛(wèi)星遙感產(chǎn)品給出成像時刻衛(wèi)星和太陽高度角的精度無 法保證，因此，利用太陽高度角和衛(wèi)星高度角的方法無法獲得滿意的高度 解算結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于有理多項式系數(shù)單幅 星載遙感影像目標(biāo)高度計算方法，以期部分地解決上述技術(shù)問題中的至少 之一。

為了實現(xiàn)上述目的，作為本發(fā)明的一方面，提供了一種基于有理多項 式系數(shù)單幅星載遙感影像目標(biāo)高度計算方法，包括以下步驟：

在遙感影像上獲取目標(biāo)的底部坐標(biāo)和頂部坐標(biāo)；