[發明專利]一種適用于高分辨率遙感衛星DSM的地表濾波方法

有效

• 申請號: 202110047104.8
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112734819B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 高放;李一揮;李文濤;張鵬;安源;鐘興;翟雨微
• 申請（專利權）人: 長光衛星技術股份有限公司
• 主分類號: G06T7/50
• 分類號: G06T7/50;G06T7/11;G06V20/10;G06V10/26;G06V10/764;G06K9/62;G06T17/05
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 李青

1.一種適用于高分辨率遙感衛星DSM的地表濾波方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

步驟一：利用原始影像構建立體像對生成DSM，然后利用DSM對原始影像進行正射糾正生成DOM；利用YOLACT方法，對DOM影像進行建筑實例分割，分割結果記為seg(x，y)；

步驟二：設滑動窗口為P，計算滑動窗口中的α判別函數的返回值；

其中seg_P表示滑動窗口P內的分割結果，b_P表示滑動窗口內檢測得到的建筑數量，b_th表示建筑數量的閾值；

步驟三：對DSM分塊計算相對坡度，分塊大小為400米，將分塊內的DSM的高程范圍變換至0～255范圍內的整數，然后利用三階反距離平方權差分方法計算坡度，公式如下：

其中g為DSM的像素尺寸，表示z₅像素所在的坡度；計算得到的相對坡度結果記為dsmslp(x，y)，本發明提出β判別函數：

其中dsmslp_P表示滑動窗口P內的相對坡度，e表示相對坡度的閾值，r_P表示P內相對坡度值大于e的像素個數，即判定為建筑墻體的像素數量，r_th表示建筑墻體像素數量的閾值；如果r_P的數量大于等于r_th，β函數返回1，否則返回0；

步驟四：對DSM進行初始形態學濾波，最大窗口設置為90米，初始高差閾值設為2米，最大高差閾值設為7米，然后對DEM降采樣至100米分辨率并計算坡度，得到的降采樣的粗略DEM坡度記為demslp(x，y)；本發明提出γ判別函數：

其中，demslp_P表示滑動窗口P內的降采樣的粗略DEM坡度，s_P代表demslp_P中最大的坡度，s_th表示山地坡度的閾值；如果s_P大于等于s_th則說明滑動窗口內包含山地區域，γ函數返回值為1，否則返回0；

步驟五：加權計算滑動窗口內的建筑因子該因子是對滑動窗口內出現建筑的概率的一種估算：

其中α、β與γ表示步驟二、步驟三與步驟四中的三個判別函數的返回值0或1；

步驟六：計算每個滑動窗口內的形態學濾波參數；最大窗口尺寸的計算公式為：

最大高差閾值的計算公式為：

W₀表示初始窗口尺寸，W₁表示設定的最大值與最小值之間的差值，h₀表示初始高差閾值，h₁表示設定的最大值與最小值之間的差值；

步驟七：以滑動窗口的方式，按照步驟六中計算得到的和參數，對DSM進行形態學濾波；

步驟八：滑動窗口會重復處理DSM，統計多次處理結果，稱為投票數量，以投票數量最終判斷某個點是否為地面點，只對初始濾波中濾除的點云統計投票數量；設某個點投票的總數量為V_total，將該點濾除的票數為V_B，計算投票值V：

V＝V_total/V_B (9)

若V小于等于0.3，則將該點最終判定為地面點，進行規則格網內插即可生成最終的DEM。

2.根據權利要求1所述的一種適用于高分辨率遙感衛星DSM的地表濾波方法，其特征在于，所述步驟二中，所述滑動窗口P的尺寸設為400米，b_th設為5；對于檢測到的建筑輪廓，面積大于140,000平方米或小于40平方米的檢測結果均予以剔除。

3.根據權利要求1所述的一種適用于高分辨率遙感衛星DSM的地表濾波方法，其特征在于，所述步驟三中，所述e取值為110，r_th取值為20。

4.根據權利要求1所述的一種適用于高分辨率遙感衛星DSM的地表濾波方法，其特征在于，所述步驟四中，所述s_th取16度。