[发明专利]卫星激光测高数据辅助提取高程控制点方法

权利要求书

1.一种卫星激光测高数据辅助提取高程控制点方法，通过实测激光测高波形与DSM模拟激光测高波形分组匹配技术实现光斑区与DSM的平面位置配准、高程控制点提取、遥感几何信息处理，包括以下步骤：

(1)高分立体影像或InSAR定向参数精化：对高分立体影像或InSAR数据进行区域网平差或自由网平差，获取初步精化后的定向参数，用于后继步骤中高分立体影像或InSAR数据的处理；

(2)高分立体影像或InSAR生成DSM：利用初步精化后的定向参数，通过测区高分立体影像的密集匹配，或通过InSAR干涉处理，生成带有地理坐标的DSM；

(3)激光测高数据实测组划分：将测区激光测高数据按轨道进行分组，在激光测高数据所在轨道区间过长情况下，将同轨测高数据分为若干组；依次选取每一组实测数据并执行步骤(4)—步骤(10)，实现对DSM搜索目标的模拟观测与二次匹配，获取激光测高数据与DSM数据空间目标的平面配准位置和光斑区DSM的高程系统差；

(4)实测组激光测高波形提取：提取实测组中各个激光测高实测波形，设去除错误和粗差数据后实测组中有N个实测波形，对这N个实测波形分别进行激光测距时间因仪器、对流层、潮汐、大气影响的修正，并进行归一化处理；

(5)模拟观测参数设计：根据定向参数计算实测组内各激光测高光斑中心的理论位置，作为DSM上光斑配准位置的搜索中心，并根据光斑与DSM的平面相对精度设计DSM的搜索区域；以实测组中各测站实际观测参数为准，对各测站统一设计模拟激光测高观测定向参数增量区间和步长，使模拟观测能够对所有设计的DSM搜索区进行观测；

(6)模拟观测获取各模拟观测组波形：利用设计的模拟观测参数对DSM目标进行激光测高模拟观测，设每测站模拟观测数目为M，则能够获取M组模拟观测，每组模拟观测数目为N个；模拟观测时按DSM分辨率大小对地面光斑区进行空间分割，根据分割单元在光斑区的位置计算每一分割单元的能量及其分布，卷积计算分割单元的能量被DSM上对应特定高程的模拟观测目标反射形成的子回波能量及其分布，模拟波形各采样时刻能量等于各子回波波形在该时刻能量的和；对各模拟观测组中所有波形分别进行归一化处理用于后继步骤中的波形匹配；

(7)实测组分别与各模拟观测组整体匹配：依次选取模拟观测组，将实测组中所有归一化波形整体当作匹配模板，沿时间轴上整体平移实测组各测站归一化波形，计算并记录下实测组分别与M个模拟观测组达到最佳匹配时的M个匹配测度值，完成第一次波形匹配；

(8)光斑区与DSM平面位置匹配：从M个匹配测度值中选取最优匹配测度值，其对应的模拟观测组称为最优模拟观测组，其模拟观测时光斑中心位置及光斑范围，即为光斑区与DSM的平面配准位置，该组模拟观测时光斑中心位置与直接利用定向参数计算得到的光斑中心理论位置差异即为配准前后的光斑平面位置偏移量；

(9)实测组与最优模拟观测组各对应波形分别匹配：分别将实测组中各测站的归一化波形作为参考模板，通过在时间轴上平移参考波形模板，获取实测组各测站归一化波形与最优模拟观测组中对应测站的归一化波形最优匹配时参考波形在时间轴上的偏移量，完成第二次波形匹配；

(10)各光斑区DSM高程系统差和高程控制点提取：根据时间偏移量和激光传播速度计算最优模拟观测组各光斑区DSM高程的系统差，根据DSM上三维坐标点的坐标和DSM高程系统差，精化并提取DSM上特征点作为高程控制点；

(11)影像高程控制点的提取：根据光斑区DSM上的三维坐标点和生成DSM时高分立体或InSAR的定向参数，利用影像的几何模型计算该三维坐标点在影像上对应的像点坐标，同时根据DSM上的三维坐标点的坐标和该光斑区DSM的高程系统差，计算该三维坐标点修正后的高程值，则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；

(12)遥感几何信息处理：根据平面和高程匹配结果，直接对DSM产品进行精化，或实现同轨高分传感器与激光测高仪的相对标定，或对遥感影像数据与激光测高数据进一步联合处理。