[发明专利]一种基于卫星影像和数字高程数据的地形模拟方法

说明书

一种基于卫星影像和数字高程数据的地形模拟方法，包含如下步骤：步骤一：确定拟建地域地形模拟范围；步骤二：根据地形模拟范围，获取该区域范围的卫星影像和数字高程数据；步骤三：将卫星影像和数字高程数据包含的全球坐标系统信息转换成特定的地理坐标系；步骤四：卫星影像和数字高程数据处理；步骤五：形成具有地表纹理的地形模拟模型。该模拟方法，可根据实际应用需求，快速获取全球范围、不同级别精度的高程数据及卫星影像，通过BIM技术手段快速建立模拟地形，其出图效率及测绘成本均明显优于现有技术。

技术领域

本发明涉及图像数据处理技术领域，尤其涉及一种基于卫星影像和数字高程数据的地形模拟方法。

背景技术

当前随着BIM、GIS、智慧建造等技术的日趋成熟，建筑施工行业逐步向数字建造转型发展，施工现场也逐步用信息化、数字化取代传统施工技术，且随着建筑行业飞速发展，数字建造技术应用也扮演者举足轻重的角色。近年来，BIM与GIS技术相结合在建筑领域特别是涉及到地质地形、水文地理等方面得到广泛应用。

目前在建立模拟地形方面，现有技术采集数据源主要有以下几种方法：一是通过实地勘探，从地面直接测量，例如GPS、全站仪、野外测量等获取地形地表测量数据；二是根据航空航天影像，通过摄影测量途径获取，如立体坐标仪观测、空三加密法、解析测图或数字摄影测量等等，目前最常见的就是无人机倾斜摄影技术。

实地勘探方式，相对偏差较大，条件比较苛刻，特别是在山区、水域等地方，测量难度相当高，投入人力大，机动性差，危险性高；利用无人机倾斜摄影技术，相对于传统实地勘探方式，有明显的精度高、效率高、人工投入少等优势，但也存在一定的局限，如飞行器及数据处理机组成本高，维修维护频次高，数据处理复杂，有一定的地域局限性，同时空域申请手续复杂，涉密区域严禁采集等。

对于工程施工而言，多数数据测量是在工程前期规划设计阶段，对应的精度需求也不是要求到特别高，故此，利用上述两种方式采集数据，会出现成本高且效率低的客观现象。

经对公开专利进行检索，发现以下公开专利：

CN109903352B-公开了一种卫星遥感影像大区域无缝正射影像制作方法，包括以下内容：1)构建遥感影像成像几何模型；2)读取待匹配遥感影像和DEM数据，对DEM和待配准遥感影像数据进行匹配；3)遥感影像正射校正，得到对应的DOM产品；4)根据步骤3)中获得正射影像间的位置关系，确定影像间的重叠区域，在重叠区域匹配得到同名点，对每组同名点建立基于TPS模型的误差方程，通过迭代求解得到影像间几何偏差的改正量；5)对所有校正后正射影像进行匀光和镶嵌，得到大区域的正射影像地图产品。该发明在正射影像平差过程中，引入薄板样条模型，解决了影像间重叠范围较小导致的传统几何纠正模型精度不高的问题。

通过对比分析，申请人认为，上述专利在方法、步骤及达到效果上与本申请均存在较大差异，因此不影响本申请的新颖性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种基于卫星影像和数字高程数据的地形模拟方法，可根据实际应用需求，快速获取全球范围、不同级别精度的高程数据及卫星影像，通过BIM技术手段快速建立模拟地形，其出图效率及测绘成本均明显优于现有技术。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于卫星影像和数字高程数据的地形模拟方法，包含如下步骤：

步骤一：确定拟建地域地形模拟范围；地形模拟范围为任意图形围成的封闭区域，该封闭区域确定了模拟范围的角点经纬度坐标；

步骤二：根据地形模拟范围，获取该区域范围的卫星影像和数字高程数据；卫星影像是指通过Google Earth、ArcGIS等软件获取的高清卫星无偏移影像；数字高程数据，是指以数字形式存储的表示物体位置高程值的集合；