[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

一種適用于高分辨率遙感衛星DSM的地表濾波方法涉及遙感衛星地表濾波領域，通過YOLACT深度學習框架，對數字正射影像圖DOM中的建筑進行提??；然后將建筑提取結果與DSM的幾何信息加權計算DSM的滑動窗口內的“建筑因子”，并以此根據地形動態調整滑動窗口內的濾波參數，最終實現自適應參數的漸進式形態學濾波，可以在較為徹底的濾除非地面點的同時，保護地形不受損失，從而生成精度較好的數字高程模型DEM。由于目前地表濾波算法主要是針對激光雷達點云而設計的，將其直接應用于遙感DSM效果較差，因此本發明有效填補了地表濾波算法在高分辨率遙感衛星DSM方面的空白。

技術領域

本發明涉及遙感衛星地表濾波領域，具體涉及一種適用于高分辨率遙感衛星DSM的地表濾波方法。

背景技術

目前地表濾波算法主要是針對激光雷達點云而設計的，將其直接應用于遙感數字表面模型(Digital Surface Model，DSM)效果較差，而數字高程模型(Digital ElevationModel，DEM)作為常用的測繪數據產品，需通過濾除DSM表面的非地面點(主要為建筑)而得到，該過程稱為“地表濾波”。該過程可以人工進行，精度雖然較高但費時費力；目前自動化的地表濾波方法可分為以下幾大類：基于坡度的濾波、基于表面擬合的濾波、形態學濾波等。這些方法通過尋找非地面點與地面點之間的幾何差異，來區分這兩者。然而這些方法直接應用于遙感DSM得到的濾波結果較差，因此需要設計一種針對高分辨率遙感衛星DSM的地表濾波方法。

目前行業內尚無一種針對遙感DSM進行地表濾波的方法?，F有的地表濾波方法主要是針對激光雷達點云而設計的，直接用這些方法處理遙感DSM的缺點是：這些方法對山區與建筑區域采用相同的濾波參數，由于遙感DSM中的山地與建筑難以區分，從而無法兼顧濾除建筑物和保留山區地形。如果將濾波參數設置的較為“嚴格”，建筑區域可以得到較為平坦的地面，但山區部分尤其山頂、山脊的地形會被濾除很多；如果濾波參數設置的較為“寬松”，山區部分的地形可以保留的很好，但建筑區域則會有很多建筑物殘留，沒有濾除干凈。

上述方法也沒有充分利用遙感影像的光譜信息。在原始影像構建立體像對生成DSM之后，利用DSM對原始影像進行正射校正即可生成數字正射影像圖(DigitalOrthophoto Map，DOM)，并不需要使用額外的數據來生產DOM。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供了適用于高分辨率遙感衛星DSM的地表濾波方法，有效填補了地表濾波算法在高分辨率遙感衛星DSM方面的空白。

本發明解決技術問題所采用的技術方案如下：

一種適用于高分辨率遙感衛星DSM的地表濾波方法，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深度學習框架，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的格網尺寸，表示z₅格網所在的坡度；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：