[发明专利]一种利用DEM辅助卫星影像测算建筑物高度的方法及系统

权利要求书

1.一种利用DEM辅助卫星影像测算建筑物高度的方法，其特征在于：其方法如下：

A、导入卫星影像数据，卫星影像数据包括卫星影像和RPC参数文件，在卫星影像上建立像素模拟坐标系，模拟坐标系的横轴坐标为像素的列数，模拟坐标系的纵轴坐标为像素的行数，采集卫星影像中建筑物的底部点与顶部点的像素坐标数据，由此得到卫星影像中建筑物的底部点P1的像素坐标P1(x1，y1)，卫星影像中建筑物的顶部点P2的像素坐标P2(x2，y2)；

B、给定卫星影像中建筑物的底部点P1的初始高程值Z0，所述初始高程Z0为卫星影像数据中RPC参数文件中的HEIGHT_OFF值或0；利用卫星影像中建筑物的底部点P1的像素坐标P1(x1，y1)、初始高程值Z0、RPC参数文件中的RPC参数，根据如下有理函数正变换公式计算建筑物的底部点P1的运算地面经纬度坐标P1(x0，y0)：

其中，像点坐标表示为以相应地面点空间坐标(X,Y,Z)为自变量的多项式的比值，p_i(X_n,Y_n,Z_n)为普通多项式，i＝1，2，3，4，形式如下：

p_i(X,Y,Z)＝a₀+a₁Z+a₂Y+a₃X+a₄ZY+a₅ZX+a₆YX+a₇Z²+a₈Y²+a₉X²+a₁₀ZYX+a₁₁Z²Y+a₁₂Z²X+a₁₃Y²Z+a₁₄Y²X+a₁₅ZX²+a₁₆YX²+a₁₇Z³+a₁₈Y³+a₁₉X³

上述式中的多项式系数a₀，……，a₁₉为有理函数系数，为RPC参数文件里的已知量，式中(r_n，c_n)表示为像点坐标，(X_n，Y_n，Z_n)表示为地面点空间坐标(X,Y,Z)的标准化坐标值；

C、从公开DEM上采集步骤B中运算地面经纬度坐标P1(x0，y0)位置处的高程值Zi；利用步骤B中底部点P1的运算地面经纬度坐标P1(x0，y0)、高程值Zi、RPC参数文件中的RPC参数重复步骤B并依次迭代运算；直至计算出的运算地面经纬度坐标与上次计算出的运算地面经纬度坐标的对应坐标差值DX、DY，DX、DY均小于阈值d时，阈值d取值范围如下：阈值d≤0.00001米，结束迭代过程，并最终得到卫星影像中建筑物的底部点P1的地面经纬度坐标和高程值Z_底终；

D、以卫星影像中建筑物的顶部点P2的像素坐标P2(x2，y2)替换卫星影像中建筑物的底部点P1的像素坐标P1(x1，y1)，按照步骤B、步骤C的方法得到卫星影像中建筑物的顶部点P2的地面经纬度坐标和高程值Z_顶终；根据如下公式即可得出卫星影像中该建筑物的高度H，H＝Z_顶终-Z_底终；

E、重复步骤A～D即可得到卫星影像中所有建筑物的高度。