遥感影像卫片高程控制点自动提取方法和数据处理方法与流程

本发明涉及测绘科学与技术领域，尤其涉及遥感影像卫片高程控制点自动提取方法和数据处理方法。

背景技术：

随着社会经济的发展，三维的地理信息已经在城市规划、环境保护以及地质勘探等方面得到了广泛的应用。而随着遥感卫星技术的高速发展，使得航天摄影测量成为继航空摄影测量后又一个快速获取三维地理信息的手段。目前，卫星测高技术的研究主要集中在欧美等发达国家，而其他国家该技术的发展相对落后，我国目前载有测高传感器的卫星有hy-2a和资源三号卫星，其中资源三号卫星是我国首颗高精度的民用立体测图卫星，它的成功发射打破了我国长期依赖外国高精度卫星影像的局面。但由于光学立体卫星立体测图方式、卫星姿轨测量精度和相机畸变等方面的原因，导致其在无地面控制点的条件下，其高程测量精度难以满足高精度测绘的需求。

地面控制点一般分为平面控制点和高程控制点，如专利申请号为cn201310143369.3，专利名称为“多源异构遥感影像控制点自动采集方法”的发明专利，其技术方案为：包括从经过几何精纠正处理的多个数据源获取遥感影像；对所述获取的遥感影像进行分析归纳，统计并分析其属性信息；对所述获取的遥感影像进行优化格网设计，根据影像分辨率、幅宽将影像分为不同尺寸的格网；利用wallis变换对每一个格网内的影像进行预处理；对经wallis变换处理后的影像进行增强，综合运用moravec算子、harris算子、forstner算子、susan算子、尺度不变特征及最稳定极值区域检测算法提取特征点；以控制点影像片采集窗口来遍历统计特征点的个数，选择特征点数量最大的窗口为采集区域；针对所述选择的采集区域进行遥感控制点影像片的裁切保存，同时获取其对应区域的数字高程模型数据。该专利能够从多源异构影像自动提取遥感控制影像点，提高了控制数据获取的精度，但是其本质仍为一种平面控制点的自动采集方法。

技术实现要素：

为了克服现有技术中遥感影像卫片高程控制点的提取和数据处理存在的缺陷，本发明提供了一种遥感影像卫片高程控制点自动提取方法和数据处理方法，大大减少了外业测量工作的工作量和复杂度，节约了人力和财力。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种遥感影像卫片高程控制点自动提取方法和数据处理方法，包括如下步骤：

第一步，获取测区高分遥感影像卫片并对高分遥感影像卫片进行分析，统计其属性信息保存在数据表中；

第二步，对高分遥感影像卫片进行预处理，包括大气校正、正射纠正和地形校正；

第三步，对高分遥感影像卫片进行区域网平差，获取初步精化后的定向参数；

第四步，在高分遥感影像卫片上提取激光光斑区域；

第五步，对激光光斑区有重叠的高分遥感影像卫片进行密集匹配，生成dsm；

第六步，根据时间偏移量和激光传播速度计算出各光斑区dsm高程的系统差，根据dsm高程系统差，精化并提取dsm上的特征点作为高程控制点；

第七步，根据光斑区dsm上的三维坐标点和定向参数，利用影像的几何模型计算该三维点在影像上对应的像点坐标，并对该三维点的高程值进行修正，影像像点坐标和修正后的高程值组成一对影像高程控制点。

所述属性信息包括影像格式、影像分辨率和坐标系统。

所述大气校正采用atcor3大气校正模型，正射纠正采用有理函数模型，地形纠正采用余弦校正法。

对激光的发射和接收波形进行平滑和去噪处理，提取波形特征参数，根据激光传输时间间隔，计算激光单向传输初始距离值。

本发明的有益效果：

（1）本发明对高分遥感影像卫片进行了大气校正、正射纠正和地形校正，消除了辐射误差、影像变形和地形对遥感反射率的影响。

（2）本发明提供了遥感影像卫片高程控制点自动提取方法和数据处理方法，大大减少了外业测量工作的工作量和复杂度，节约了人力和财力。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

一种遥感影像卫片高程控制点自动提取方法和数据处理方法，包括如下步骤：

第一步，获取测区高分遥感影像卫片并对高分遥感影像卫片进行分析，统计其属性信息保存在数据表中；

第二步，对高分遥感影像卫片进行预处理，包括大气校正、正射纠正和地形校正；

第三步，对高分遥感影像卫片进行区域网平差，获取初步精化后的定向参数；

第四步，在高分遥感影像卫片上提取激光光斑区域；

第五步，对激光光斑区有重叠的高分遥感影像卫片进行密集匹配，生成dsm；

第六步，根据时间偏移量和激光传播速度计算出各光斑区dsm高程的系统差，根据dsm高程系统差，精化并提取dsm上的特征点作为高程控制点；

第七步，根据光斑区dsm上的三维坐标点和定向参数，利用影像的几何模型计算该三维点在影像上对应的像点坐标，并对该三维点的高程值进行修正，影像像点坐标和修正后的高程值组成一对影像高程控制点。

实施例2

一种遥感影像卫片高程控制点自动提取方法和数据处理方法，包括如下步骤：

第一步，获取测区高分遥感影像卫片并对高分遥感影像卫片进行分析，统计其属性信息保存在数据表中；

第二步，对高分遥感影像卫片进行预处理，包括大气校正、正射纠正和地形校正；

第三步，对高分遥感影像卫片进行区域网平差，获取初步精化后的定向参数；

第四步，在高分遥感影像卫片上提取激光光斑区域；

第五步，对激光光斑区有重叠的高分遥感影像卫片进行密集匹配，生成dsm；

第六步，根据时间偏移量和激光传播速度计算出各光斑区dsm高程的系统差，根据dsm高程系统差，精化并提取dsm上的特征点作为高程控制点；

第七步，根据光斑区dsm上的三维坐标点和定向参数，利用影像的几何模型计算该三维点在影像上对应的像点坐标，并对该三维点的高程值进行修正，影像像点坐标和修正后的高程值组成一对影像高程控制点。

所述属性信息包括影像格式、影像分辨率和坐标系统。

所述大气校正采用atcor3大气校正模型，正射纠正采用有理函数模型，地形纠正采用余弦校正法。

对激光的发射和接收波形进行平滑和去噪处理，提取波形特征参数，根据激光传输时间间隔，计算激光单向传输初始距离值。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种遥感影像卫片高程控制点自动提取方法和数据处理方法，包括如下步骤：第一步、获取测区高分遥感影像卫片并进行分析，统计其属性信息保存在数据表中；第二步、对高分遥感影像卫片进行预处理；第三步、对高分遥感影像卫片区域网平差，获取初步精化后的定向参数；第四步、在高分遥感影像卫片上提取激光光斑区域；第五步、对激光光斑区有重叠的高分遥感影像卫片进行密集匹配，生成DSM；第六步、计算出各光斑区DSM高程的系统差；第七步，根据光斑区DSM上的三维坐标点和定向参数计算该三维点在影像上对应的像点坐标，并对该三维点的高程值进行修正。本发明消除了辐射误差、影像变形等不良影响，减少了外业测量工作的工作量和复杂度。

技术研发人员：黄梦兰;李熠;罗肖;徐川;冯程
受保护的技术使用者：四川省冶地工程勘察设计有限公司
技术研发日：2018.05.10
技术公布日：2018.09.28