[发明专利]一种基于PSInSAR技术的建筑物高程测量方法

说明书

本发明公开了一种基于PSInSAR技术的建筑物高程测量方法，具体包括以下步骤：S1：基于目标城市多幅高分辨率SAR影像数据，通过永久散射体合成孔径雷达干涉测量技术，生成InSAR大数据库，获取目标城市的PS点三维空间位置信息；S2：引入统计学理论和信号估计方法，基于目标范围内所有PS点数据的三维空间位置，进行空间分等级两次估计，获取城市地面高程；S3：引入建筑物矢量框，框选每个建筑内的PS点，对该栋建筑内PS点高程进行聚类，剔除错误点，计算屋顶高程；S4：屋顶PS点高程减去地面PS点高程，得到该栋建筑的高度，数据获取不受空域限制；能够大范围获取相关数据；自动化程度较，能够实现对城市房屋建筑高程的快速估计。

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达干涉技术领域，具体为一种基于PSInSAR技术的建筑物高程测量方法。

背景技术

伴随着智慧城市概念的推广，城市量化、城市数字化越来越城市管理者的青睐，其中城市建筑白膜作为其底图，有一定的市场价值。城市建筑白膜主要由建筑矢量和建筑高程组成，大规模的建筑矢量框可以通过在光学卫星底图上获得；而大规模的城市建筑高程获取则相对复杂，一般通过Lidar技术获取，Lidar精度较高，但与之对应的是高成本，并且Lidar的主要载体是无人机、飞机平台，目前国内大多城市禁飞，存在一定的监管限制。

InSAR技术不仅能测量地表高精度(mm量级)形变，也能获取测量点(PS点)的三维位置信息(经度，纬度和海拔)。经大量实测数据验证，如果选用COSMO-SkyMed系统的高分辨率(3m)数据，PS点的定位精度可达1～3m量级。

PS(永久散射体)指对雷达波的后向散射较强，并且在时序上较稳定的各种地物目标，如建筑物与构筑物的顶角、桥梁、栏杆、裸露的岩石等目标；一般来说，在城市内，PS点大多分布在地面和建筑上。

基于此，本发明设计了一种基于PSInSAR技术的建筑物高程测量方法，以解决上述提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于PSInSAR技术的建筑物高程测量方法，能够实现对城市房屋建筑高程的快速估计，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于PSInSAR技术的建筑物高程测量方法，具体包括以下步骤：

S1：基于目标城市多幅高分辨率SAR影像数据，通过永久散射体合成孔径雷达干涉测量技术，生成InSAR大数据库，获取目标城市的PS点三维空间位置信息；

S2：引入统计学理论和信号估计方法，基于目标范围内所有PS点数据的三维空间位置，进行空间分等级两次估计，获取城市地面高程；

S3：引入建筑物矢量框，框选每个建筑内的PS点，对每个建筑内PS点高程进行聚类，剔除错误点，计算屋顶高程；

S4：屋顶PS点高程减去地面PS点高程，得到该栋建筑的高度。

所述步骤S2中进行空间分等级两次估计具体包括：

第一次估计：计算出城市PS数据后，根据PS数据覆盖范围，输入初始一级子区域边长大小，划分出适合的一级子区域，在每个一级子区域内统计PS点的高程分布，统计结果会出现多个极大值点，选择数量占比超过阈值的前三个高程区间，这三个区间中值的最小值作为该一级子区域的估计高程，结合相关阈值，得到该一级子区域的高程置信度范围，根据此范围初筛地面PS点；

第二次估计：一级子区域的面积在1km²，在一级子区域的基础上划分二级子区域，二级格网区域较小，随城市平整程度进行调整；使用一级子区域筛选出来的PS点高程进行曲面拟合，结合相关阈值，进一步筛选得到二级子区域内的PS点，二次筛选后的PS点高程均值则是该二级子区域的高程估计。

优选的，所述曲面拟合公式如下：