[发明专利]利用激光测高数据辅助提升遥感立体影像几何精度的方法

说明书

本发明公开了一种利用激光测高数据辅助提升遥感立体影像几何精度的方法，涉及遥感立体影像几何处理技术领域；该方法充分利用高分七号激光测高数据高程精度极高的优势以及激光测高数据、足印影像与立体影像同平台获取、相对精度较好的特点，实现了激光测高点在立体影像上的位置信息快速提取，并以激光测高点高程为基准，对立体影像前方交会误差进行约束，实现了立体影像几何成像模型参数的优化，进而提升了立体影像几何定位精度。

技术领域

本发明涉及遥感立体影像几何处理技术领域，尤其涉及一种利用激光测高数据辅助提升遥感立体影像几何精度的方法。

背景技术

目前，卫星影像几何成像模型参数更新主要采用地面检校场法。该方法基于地面检校场的高精度参考数据，通过影像匹配的方式，获取卫星影像与参考底图的控制点信息，以此求解成像模型内外参数。基于检校场的方法具有计算精度高、求解快速的特点，但是其缺点也很明显，首先检校场维护成本高，在人力和财力方面是一个巨大的考验，另外，由于天气原因以及卫星重访周期的限制，获取检校场过境影像时间间隔比较长，检校时效性比较差，再者，随着卫星影像分辨率的不断提高以及对影像高定位精度的需求，都对检校场的分辨率和精度提出了更高的要求。因此，如何在不利用地面检校场的前提下，进行高精度、低成本、快速便捷的卫星影像几何成像模型参数更新是当前面临的一项重要课题。充分利用卫星的设计特点以及成像特性，进行无控制场的几何自检校是当前研究热点。

高分七号卫星是我国首颗民用亚米级光学传输型立体测绘卫星，搭载了前后视光学相机，同时配有激光测高仪，是目前民用测图精度最高的卫星，将在激光测高数据的支持下，实现我国民用1:10000比例尺高精度卫星立体测图。经过后期处理，高分七号卫星激光测高数据高程精度可达到0.1m，甚至高于常规检校场精度，其平面精度也能达到6m。充分利用激光测高点高程精度极高的优势，以及立体影像与激光测高点同平台获取其相对精度较高的特点，对卫星影像几何成像模型参数进行更新是十分重要且有意义的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用激光测高数据辅助提升遥感立体影像几何精度的方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

需要说明，本申请所提到的立体影像的定义是指星上下传的原始数据经过物理分景裁切、并经过辐射校正后但未开展任何几何处理的分片CCD影像；本实施例中所应用的立体影像也不止是包括但不限于高分七号卫星获取的立体影像，也可能是其他卫星获取的立体影像。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种利用激光测高数据辅助提升遥感立体影像几何精度的方法，包括以下步骤：

S1，根据卫星下传的姿态、轨道数据，利用实验室标定的几何成像模型内外参数，构建立体影像几何成像模型；

S2，基于高分七号激光测高点的物方坐标、足印影像和激光测高点足印影像像点坐标，以及步骤S1构建的几何成像模型，经过影像匹配，获取激光测高点在立体影像上的像点坐标；

S3，对立体影像进行连接点匹配，特别注意同一相机不同CCD接边处的连接点获取情况，获取分布均匀、数量足够的连接点，连接点的物方坐标由步骤S1建立的几何成像模型前方交会获得；

S4，根据连接点的像方坐标和物方坐标，分别对几何成像模型内外参数以及连接点物方平面坐标和高程坐标求偏导，构建连接点误差方程；

S5，根据激光测高点的像方坐标和物方坐标，分别对几何成像模型内外参数以及激光测高点物方平面坐标求偏导，构建激光测高点误差方程；

S6，根据最小二乘原理，对步骤S4和S5构建的误差方程进行法化，构建法方程，求解几何成像模型内外参数和连接点、激光测高点物方坐标改正数；

S7，根据步骤S6求得的改正数更新几何成像模型内外参数和连接点物方坐标以及激光测高点物方平面坐标，继续步骤S4-S6，直至迭代结束，得到最终几何成像模型内外参数；