[发明专利]星载激光测高数据与遥感立体影像的联合区域网平差方法

说明书

本发明属于遥感测绘技术领域，具体涉及一种星载激光测高数据与遥感立体影像的联合区域网平差方法。该方法首先生成测区的DSM，并将其与星载激光测高数据进行轨迹匹配；然后将DSM上的匹配轨迹点依据平差后的影像RPC参数进行反投影得到对应的像点坐标；之后采用多种约束条件对星载激光测高点进行筛选得到可靠的激光测高点数据；最终利用筛选后的激光测高点数据和卫星遥感立体影像数据进行顾及激光测高点平面坐标误差的光束法联合区域网平差。本发明利用自由区域网平差后测区内立体影像内符合精度高的优势，减轻影像RPC参数误差的影响，得到激光测高点对应的准确像点坐标，保证了物像一致性，有效提高了平差精度和无控条件下的遥感立体影像定位精度。

技术领域

本发明属于遥感测绘技术领域，具体涉及一种星载激光测高数据与遥感立体影像的联合区域网平差方法。

背景技术

星载激光测高是一种主动遥感探测技术，具有精度高、速度快、大范围获取探测目标高程数据及其三维空间信息的优点，是对地球和行星探测不可或缺的手段。ICESat-2(The Ice,Cloud and land Elevation Satellite-2)搭载名为ATLAS(AdvancedTopographic Laser Altimeter System)的微脉冲光子计数激光雷达于2018年9月成功发射，并于2019年4月陆续发布分级数据，可提供全球陆地表面的高精度激光脚点。因为星载激光测高的各项特点，其在全球高程测量、极地冰层测量和植被及生物量测量方面充分展现了尺度和精度上的优势，也因此引得了国内外学者的广泛关注与研究。

利用卫星立体遥感影像对地面目标进行定位是目前全球测绘的主要手段，但传统定位方法需要实测地面控制点数据来保证其精度，而在某些不容易获得地面控制点的特殊区域，激光测高数据可作为控制条件有效提高影像，且已有学者开展了相关的研究。

ATLAS获得了目前精度最高的激光测高点，有助于进一步提升卫星立体遥感影像的定位精度，但仍存在一些问题：由于星载激光测高仪与遥感立体测绘相机并不是搭载在同一颗卫星上，使得星载激光测高仪获取的激光点并没有对应的影像像点坐标，只能依据遥感立体影像的RPC参数计算得到。但由于遥感立体影像的RPC参数精度低于星载激光测高仪的测量精度，再加上激光点的平面坐标本身也存在一定的误差，造成直接反投影计算得到的激光点对应的影像像点坐标存在明显的误差，使得在将激光点作为控制条件使用时存在物像不一致的问题，这将会显著影响联合区域网平差的效果。也即：ATLAS没有足印相机，激光测高点平面位置无法精确确定；由于卫星立体遥感影像定向参数存在误差，影像定位精度不足，造成激光测高点的物像不一致；激光点反投影的像点坐标存有误差，导致同名像点不一致。

目前的高分辨率立体遥感影像的定向参数都以有理函数模型(RFM)参数的形式提供，基于RFM的区域网平差是进行目标定位的一项重要步骤。有理函数模型是多种传感器几何模型更广义的一种表达。从数学角度，可将RFM理解为直接建立起像点坐标和地面点间关系的表达式，如式(1)、(2)所示。

式中，(Sample，Line)为影像的像方坐标(P，L，H)归一化后的物方点坐标；p_i为一般多项式；LINE_SCALE、LINE_OFF、SAMP_SCALE、SAMPLE_OFF为影像归一化参数。

相较于一般的平差方法，基于有理函数模型的区域网平差直接作用于像方，不需要求解新的有理函数模型参数，而是通过将有理函数模型代入仿射变换公式，并将有理函数模型数学表达式中的归一化坐标转换为实际像方坐标，即可列出误差方程如式(3)、(4)所示。