[發明專利]衛星遙感測量樹木冠層高度的方法

在審

• 申請號: 202011593042.2
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112729130A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 權奕銘;崔肖林;楊學海
• 申請（專利權）人: 四川天奧空天信息技術有限公司
• 主分類號: G01B11/03
• 分類號: G01B11/03;G01B11/00;G06K9/62;G06N3/08
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

1.一種衛星遙感測量樹木冠層高度的方法，其特征在于包括如下步驟：獲取用于測量樹木冠層高度的衛星立體相對影像數據及RPB文件、土地利用現狀數據和地面控制點文件；對獲取的衛星立體相對影像數據中重疊區域，采用深度神經網絡模型與面向對象的遙感影像分類技術提取不同方向的目標森林區域；根據衛星立體相對影像數據及RPB文件、地面控制點文件疊加提取的目標森林區域，獲取目標森林區域的衛星立體相對影像數據及對應的RPB文件、地面控制點文件；基于雙目立體視覺原理，采用半全局匹配算法(SGM)與有理函數模型，結合目標森林區域內地面控制點文件對目標森林區域的衛星立體相對影像數據進行影像立體匹配，計算出目標森林區域的冠層結構特征參數，獲取目標森林區域DSM點云數據；通過對DSM點云數據濾波，獲取遮擋區域和紋理缺乏、困難地區的正確點云數據，得到高精度DSM點云數據，生成數字地表模型DSM；利用高精度的DSM點云數據，除去植被、建筑物、電力線非地面點，保留地面點，得到高精度DEM點云數據，生成目標森林區域的數字高程模型DEM；結合柵格數據的圖像計算，將獲取的數字地表模型DSM減去獲得的數字高程模型DEM，得到冠層高度模型(DHM)，從三維角度計算樹木冠層高，實現樹木高度的測量。

2.如權利要求1所述的衛星遙感測量樹木冠層高度的方法，其特征在于：衛星立體相對影像數據包括全色波段和可見光波段，且全色波段空間分辨率為亞米級，提取目標森林區域數據為全色波段與可見光波段的融合影像。

3.如權利要求1所述的衛星遙感測量樹木冠層高度的方法，其特征在于：面向對象的遙感影像分類技術融合光譜特征、紋理特征和植被特征三類地學特征對融合影像進行多尺度圖像分割；利用土地利用現狀數據來輔助提取森林區域與非森林區域的樣本數據；生成DSM數據得到的結果數據集為柵格數據集，將生成的柵格數據集默認投影坐標系。

4.如權利要求1所述的衛星遙感測量樹木冠層高度的方法，其特征在于：衛星立體相對影像數據與目標森林區域的疊加：利用提取的目標森林區域的面狀矢量數據分別對衛星立體相對影像數據的兩景影像數據進行圖像裁剪處理，獲取目標森林區域的衛星立體相對影像數據。

5.如權利要求1所述的衛星遙感測量樹木冠層高度的方法，其特征在于：根據目標森林區域的面狀矢量數據的坐標信息，匹配衛星立體相對影像數據的兩個RPB文件內的坐標數據，修改RPB文件，獲取與目標森林區域衛星立體相對影像數據匹配的RPB文件。

6.如權利要求1所述的衛星遙感測量樹木冠層高度的方法，其特征在于：根據目標森林區域的面狀矢量數據的坐標信息，匹配地面控制點文件的坐標信息，刪除目標森林區域外的地面控制點，保留目標森林區域內的地面控制點，形成目標森林區域內的地面控制點文件。

7.如權利要求6所述的衛星遙感測量樹木冠層高度的方法，其特征在于：數字地表模型DSM或者數字高程模型DEM根據格網點的平面坐標(X，Y)及其高程Z的數據集，描述區域地表或者地貌形態的空間分布；通過立體模型進行數據采集采樣和量測，然后進行數據內插和快速預處理，通過有理函數模型轉換成三維大地坐標，生成高精度DSM點云并對高精度DSM點云數據濾掉地面上的點云，保留地面點云，生成DEM點云數據與數字高程模型DEM，并通過柵格圖像數據的計算，將數字地表模型DSM減去數字高程模型DEM得到冠層高度模型DHM的圖像數據，提取樹木冠層高度，得到樹木高度的測量值。

8.如權利要求1所述的衛星遙感測量樹木冠層高度的方法，其特征在于：數字地表模型DSM的建立使用的數據包括：地面控制點文件、前后視全色波段的RPB文件、前后視全色波段；根據提取的森林區域邊界轉換為目標森林區域的面狀矢量數據，分別對對應的前后視全色波段RPB文件進行修改，并對前后視全色波段進行圖像裁剪處理，獲取目標森林區域的衛星立體相對影像數據及RPB文件。