[发明专利]对地观测激光测高卫星高程控制点自动提取方法和数据处理方法

说明书

对地观测激光测高卫星高程控制点自动提取方法和数据处理方法。该激光高程控制点提取方法包括：采用对地观测激光测距值有效性评估方法，保留判定为无云的足印影像块，剔除掉判定为薄云或厚云的足印影像块的激光高程数据；以激光足印点的反射率ε<1作为筛选参数，筛选所述保留的足印影像块的激光足印点，其中，选择回波波形中仅有一个波峰、峰值大于阈值且波形拟合后的标准偏差σ≤3.2ns的激光足印点，其中，用于确定所述阈值的参数包括激光器的发射能量和接收口径。根据本发明的对地观测激光测高卫星高程控制点自动提取方法和数据处理方法，可以减少云层对激光测距的影响，保证激光测距的精度，有效提高激光高程参考数据的准确性。

技术领域

本发明涉及卫星数据处理方法，更具体而言涉及一种激光足印影像的云雾量检测方法及基于回波波形处理和云雾量检测的高程控制点自动提取方法和对地观测激光测高卫星数据处理方法。

背景技术

随着经济的发展，三维地理信息已经在数字地球、城市规划、环境保护等各方面得到广泛应用。而遥感卫星技术的快速发展，使航天摄影测量已经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，特别是近年来随着三线阵立体相机等技术的发展，三维遥感信息的获取技术取得了长足的进步。

例如，资源三号是我国首颗高精度民用立体测图卫星，它的成功发射和有效应用打破了我国长期以来对国外高精度卫星影像的依赖，产生了巨大的社会和经济效益。但由于光学立体卫星立体测图方式以及卫星姿轨测量精度、相机畸变等方面的原因，导致其在无地面控制点的条件下，其高程测量精度还难以满足高精度测绘的需求。

地面控制点GCP(Ground Control Points)是卫星遥感影像几何纠正和地理定位时重要的基准数据源。在遥感影像几何纠正处理过程中，为达到一定的纠正精度，一定数量的地面控制点是必不可少的，通过控制点的物方坐标和相应的像点坐标构建影像成像模型并求解模型参数或对已有成像模型进行优化补偿求解补偿参数，最终建立成像过程中物方与像方的正确转换关系。

传统作业过程中的控制点一般采用全野外测量的模式，需要经过“收集已有控制资料、测区踏勘、选点埋石、外业测量、内业整理”等一系列复杂的工序，虽然随着GPS-RTK等先进测量技术的发展，外业测量的工作量和复杂度大大减少，但必要的控制点野外测量工作仍不可避免。

此外，由于卫星遥感影像覆盖范围大(以资源三号卫星为例，覆盖范围为50公里×50公里)，要想获得均匀分布的地面控制点，通常需要在几百公里乃至上千平方公里的范围内施测，其外业工作量之大、耗费人力和物力之巨是不言而喻的。此外，在地震、洪水、泥石流等自然灾害多发区域或原始森林、沼泽、沙漠等人迹罕至地区，测量人员常常无法进入实地进行测量。

即使控制点是通过人工选取遥感影像和地形图同名点来获得，也存在效率低下、精度难以保障等问题。而对同一地区的不同时相或不同传感器影像进行纠正，又会出现重复选点的情况。

地面控制点一般分为：平高控制点、平面控制点和高程控制点。中国专利申请201310143369.3公开了一种多源异构遥感影像控制点自动采集方法，能够从多源异构影像自动提取遥感控制影像点(控制点影像片)，提高了控制数据获取的效率和精度，但其实质上仍为一种平面控制点的自动采集方法。

在地面控制点数据不足的情况下，卫星影像的区域网平差技术可以作为精确几何定位的一种重要手段。例如，中国发明专利申请201510191096.9公开了一种基于星载激光测高数据的卫星影像立体区域网平差方法。在该专利申请所公开的方案中，采用星载激光测高数据作为广义高程控制点数据库的控制数据。