一种提高光学卫星立体影像DSM高程精度的方法

技术特征：
1.一种提高光学卫星立体影像dsm高程精度的方法,其特征在于，包括以下步骤：利用卫星立体影像创建dsm，获取同一区域的卫星激光测高数据；对二者进行空间坐标变换后，进行配准，以二者的高程差的标准差最小时的配准状态作为配准结果，提高dsm的高程精度。2.根据权利要求1所述的一种提高光学卫星立体影像dsm高程精度的方法,其特征在于，利用卫星立体像创建dsm时，影像几何模型采用rfm模型,输出分辨率不超过影像分辨率的2倍，并以规则格网形式进行存储。3.根据权利要求1或2所述的一种提高光学卫星立体影像dsm高程精度的方法,其特征在于，包括以下步骤：获取同一区域的卫星激光测高数据后进行预处理，获得高质量激光测高数据,再进行空间坐标变换；所述预处理，包括以下步骤：剔除卫星激光测高数据中的弱能量激光束数据，在剩余的数据中选取地表覆盖类型为陆地时的中、高置信度光子；所述中、高置信度光子沿着激光轨迹线性聚集分布，中、高置信度光子分布在垂直于激光轨迹方向线段上，取同一线段内光子的平均高程值作为此处的最终高程；剔除高程异常的光子。4.根据权利要求3所述的一种提高光学卫星立体影像dsm高程精度的方法,其特征在于，剔除高程异常的光子，包括以下步骤：设置光子与dsm高程差的阈值，将超过阈值的光子作为高程异常的光子剔除。5.根据权利要求4所述的一种提高光学卫星立体影像dsm高程精度的方法,其特征在于，对二者进行空间坐标变换后，进行配准，以二者的高程差的标准差最小时的配准状态作为配准结果，提高dsm的高程精度，包括以下步骤：对dsm及高质量激光测高数据进行空间坐标变换后，设置最大平移旋转量，建立对应点关系，以高质量激光测高数据为源数据，dsm作为参考数据，绕x、y、z轴执行空间旋转变换；且在x-o-y平面内进行平移变换，计算不同变换状态下对应点高程差的标准差；选取高程差的标准差最小时的旋转平移量作为变换参数；将dsm作为源数据，根据变换参数进行反向变换，从而提高dsm的高程精度。6.根据权利要求5所述的一种提高光学卫星立体影像dsm高程精度的方法,其特征在于，还包括以下步骤：在不同变换状态下，剔除该状态下高质量激光测高数据中的高程异常的光子后再重新计算该变换状态下对应点高程差的标准差。7.根据权利要求6所述的一种提高光学卫星立体影像dsm高程精度的方法,其特征在于，所述不同变换状态下对应点高程差的标准差，计算公式如下：δh＝{δh(i,j)/δh(i,j)＝h
atl
(i,j)-h
dsm
(i,j),i∈1,2
…
n,j∈1,2
…
m}；其中，h
atl
(i,j)、h
dsm
(i,j)分别为高质量激光测高数据的激光点与dsm构成的对应点的高程，δh(i，j)为每一次变换后对应点的高程差，δh为对应点在所有变换状态下的高程差集合；i为对应点数量，j为高质量激光测高数据执行空间变换的次数；其中，δh
sd
(j)为高质量激光测高数据在第j次空间变换下对应点的高程差的标准差，δh
sd
为所有变换状态下对应点的高程差的标准差集合。8.根据权利要求7所述的一种提高光学卫星立体影像dsm高程精度的方法，其特征在
于，所述变换参数的计算公式如下：其中，t为平移矩阵；r为旋转矩阵；α、β、γ、δx、δy、δz分别为x、y、z轴的旋转平移量；z轴方向的平移参数δz为高程差的标准差最小时的高程差均值。9.根据权利要求8所述的一种提高光学卫星立体影像dsm高程精度的方法，其特征在于，剔除高程异常的光子的计算公式如下：其中，h
u_atl
(i，j)为第j次变换状态下剔除高程异常的高质量激光测高数据，h
ut_icesat2
为所有变换状态下剔除高程异常点后的高质量激光测高数据集合；则有：δh
u
＝{δh
u
(i，j)/δh
u
(i，j)＝h
u_atl
(i，j)-h
dsm
(i，j)，i∈1，2
…
n，j∈1，2
…
m}；其中，δh
u
为所有变换状态下重新计算的高程差集合，δh
u
(i，j)为第j次变换下重新计算的高程差。10.根据权利要求9所述的一种提高光学卫星立体影像dsm高程精度的方法，其特征在于，所述最小高程差的标准差的计算公式如下：其中，δh
usd
(j)为同一变换状态下重新计算的高程差的标准差；δh
usd_min
为所有变换状态下最小的高程差的标准差。

技术总结
本发明涉及光学卫星立体影像技术。本发明针对缺少地面实测控制点影响了光学卫星立体影像生成DSM的高程精度，进一步限制了高分辨率DSM在测绘、水文、地质等领域的应用问题，提供一种提高光学卫星立体影像DSM高程精度的方法,利用卫星立体影像创建DSM，获取同一区域的卫星激光测高数据；对二者进行空间坐标变换后，进行配准，以二者的高程差的标准差最小时的配准状态作为配准结果，提高DSM的高程精度。利用ICESat-2卫星测高数据高程精度高，在地面沿着直线轨迹密集分布，且轨迹间距离较大的特点，将多条ICESat-2轨迹组合在一起可以近似为一个高程精度优越、沿激光轨迹方向分辨率高的DSM，从而利用DSM配准技术提高光学卫星立体影像生成DSM的几何精度。像生成DSM的几何精度。像生成DSM的几何精度。


技术研发人员：叶江 强宇轩 张铃
受保护的技术使用者：成都理工大学
技术研发日：2021.11.29
技术公布日：2022/7/1