[發明專利]利用激光測高數據輔助提升遙感立體影像幾何精度的方法

有效

• 申請號: 202110797215.0
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113538595B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 劉昌儒;岳慶興;趙世湖;劉書含;王霞;張恒;王藝穎
• 申請（專利權）人: 自然資源部國土衛星遙感應用中心
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06T7/521;G01C5/00
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 于國富

本發明公開了一種利用激光測高數據輔助提升遙感立體影像幾何精度的方法，涉及遙感立體影像幾何處理技術領域；該方法充分利用高分七號激光測高數據高程精度極高的優勢以及激光測高數據、足印影像與立體影像同平臺獲取、相對精度較好的特點，實現了激光測高點在立體影像上的位置信息快速提取，并以激光測高點高程為基準，對立體影像前方交會誤差進行約束，實現了立體影像幾何成像模型參數的優化，進而提升了立體影像幾何定位精度。

技術領域

本發明涉及遙感立體影像幾何處理技術領域，尤其涉及一種利用激光測高數據輔助提升遙感立體影像幾何精度的方法。

背景技術

目前，衛星影像幾何成像模型參數更新主要采用地面檢校場法。該方法基于地面檢校場的高精度參考數據，通過影像匹配的方式，獲取衛星影像與參考底圖的控制點信息，以此求解成像模型內外參數。基于檢校場的方法具有計算精度高、求解快速的特點，但是其缺點也很明顯，首先檢校場維護成本高，在人力和財力方面是一個巨大的考驗，另外，由于天氣原因以及衛星重訪周期的限制，獲取檢校場過境影像時間間隔比較長，檢校時效性比較差，再者，隨著衛星影像分辨率的不斷提高以及對影像高定位精度的需求，都對檢校場的分辨率和精度提出了更高的要求。因此，如何在不利用地面檢校場的前提下，進行高精度、低成本、快速便捷的衛星影像幾何成像模型參數更新是當前面臨的一項重要課題。充分利用衛星的設計特點以及成像特性，進行無控制場的幾何自檢校是當前研究熱點。

高分七號衛星是我國首顆民用亞米級光學傳輸型立體測繪衛星，搭載了前后視光學相機，同時配有激光測高儀，是目前民用測圖精度最高的衛星，將在激光測高數據的支持下，實現我國民用1:10000比例尺高精度衛星立體測圖。經過后期處理，高分七號衛星激光測高數據高程精度可達到0.1m，甚至高于常規檢校場精度，其平面精度也能達到6m。充分利用激光測高點高程精度極高的優勢，以及立體影像與激光測高點同平臺獲取其相對精度較高的特點，對衛星影像幾何成像模型參數進行更新是十分重要且有意義的研究。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用激光測高數據輔助提升遙感立體影像幾何精度的方法，從而解決現有技術中存在的前述問題。

需要說明，本申請所提到的立體影像的定義是指星上下傳的原始數據經過物理分景裁切、并經過輻射校正后但未開展任何幾何處理的分片CCD影像；本實施例中所應用的立體影像也不止是包括但不限于高分七號衛星獲取的立體影像，也可能是其他衛星獲取的立體影像。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種利用激光測高數據輔助提升遙感立體影像幾何精度的方法，包括以下步驟：

S1，根據衛星下傳的姿態、軌道數據，利用實驗室標定的幾何成像模型內外參數，構建立體影像幾何成像模型；

S2，基于高分七號激光測高點的物方坐標、足印影像和激光測高點足印影像像點坐標，以及步驟S1構建的幾何成像模型，經過影像匹配，獲取激光測高點在立體影像上的像點坐標；

S3，對立體影像進行連接點匹配，特別注意同一相機不同CCD接邊處的連接點獲取情況，獲取分布均勻、數量足夠的連接點，連接點的物方坐標由步驟S1建立的幾何成像模型前方交會獲得；

S4，根據連接點的像方坐標和物方坐標，分別對幾何成像模型內外參數以及連接點物方平面坐標和高程坐標求偏導，構建連接點誤差方程；

S5，根據激光測高點的像方坐標和物方坐標，分別對幾何成像模型內外參數以及激光測高點物方平面坐標求偏導，構建激光測高點誤差方程；

S6，根據最小二乘原理，對步驟S4和S5構建的誤差方程進行法化，構建法方程，求解幾何成像模型內外參數和連接點、激光測高點物方坐標改正數；

S7，根據步驟S6求得的改正數更新幾何成像模型內外參數和連接點物方坐標以及激光測高點物方平面坐標，繼續步驟S4-S6，直至迭代結束，得到最終幾何成像模型內外參數；