面向几何精处理的卫星影像立体空间基准框架构建方法技术

本发明专利技术公开了一种面向几何精处理的卫星影像立体空间基准框架构建方法，该方法包括：根据云覆盖、拍摄时间、成像质量、测区覆盖关系条件，对遥感影像数据进行整理及挑选，提供流程化、标准化的解决方案，结合亚像素级同名点匹配能力和异源海量卫星遥感影像联合区域网平差能力，运用高精度连接点，建立待校正遥感数据与立体空间基准框架之间的位置联系。本发明专利技术的有益效果：本申请卫星影像立体空间基准框架采用空三平差后的1B级卫星影像，有效保留成像瞬间的几何特性，几何模型更加严密，有效避免正射影像生产过程中的误差累积和精度损失，能够基于不同的空间基准来生成定位参数，同步输出多套立体空间基准，灵活适应多样化的数据生产场景。

【技术实现步骤摘要】
面向几何精处理的卫星影像立体空间基准框架构建方法
本专利技术涉及遥感卫星
，具体来说，涉及一种面向几何精处理的卫星影像立体空间基准框架构建方法。
技术介绍
为了提高卫星遥感影像的几何定位精度，通常会利用历史控制基准数据，对卫星遥感影像进行精细化改正，传统的处理方式有两种：一是利用手动采集的方法，在卫星遥感影像上获取三维控制点，二是基于历史正射影像进行处理，同时利用DEM进行高程辅助，当前典型的商业处理软件，如PixelFactory、GXL等，也同样采用上述两种方式。近年来，遥感影像的质量和体量均呈现爆发式增长，如何实现高效的影像信息提取迫在眉睫，自动化处理和高精度定位则成为关键指标：高精度定位是遥感信息提取的重要基础，而自动化能力可以减少人工干预，提高处理效率，为实现海量遥感影像的快速处理提供可能，很显然，传统处理方式因自身局限性已无法满足遥感影像定位的新要求。首先，外业控制点需要专业技术人员实地采集，困难地区操作难度大，且受保密限制，无法直接提供使用，同时，在内业应用过程中，仍需手动采集，不仅容易损失精度，更不具有自动化处理的能力，短期内难以突破效率瓶颈，其次，基于历史正射影像和参考地形数据的定位处理可以实现自动化，然而大多数正射影像不是真正射（TDOM），其生产过程往往采用DTM（数字地面模型）作为纠正参考，导致重采样后的成果影像上，特别是建筑物顶部，精度不准，同时，人工编修也会造成局部纹理特征的精度损失，随着卫星遥感影像分辨率的不断突破，即使是基于历史正射影像，也已经很难满足高分辨率遥感影像定位处理的精度要求。
技术实现思路
针对相关技术中的上述技术问题，本专利技术提出一种面向几何精处理的卫星影像立体空间基准框架构建方法，能够有效解决多期多源遥感影像全自动几何精处理的一致性问题，灵活适应多种数据场景，全面应对遥感影像的快速更新及业务应用。为实现上述技术目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种面向几何精处理的卫星影像立体空间基准框架构建方法，该方法包括以下步骤：S1：卫星影像预处理，根据云覆盖、拍摄时间、成像质量、测区覆盖关系等条件，对遥感影像数据进行整理及挑选，选用云雪覆盖小、侧摆角小、影像几何质量良好的影像数据，保留有效数据剔除多余数据，输出数据整理文件，待后续处理；S2：卫星影像立体空间基准框架构建，根据流程化、标准化的解决方案，结合亚像素级同名点匹配能力和异源海量卫星遥感影像联合区域网平差能力，快速完成1B级卫星影像的自动空三平差处理，输出高精度的定位参数文件，同时提供定制化处理工具，实现“一键式”输出标准格式的立体空间基准框架的成果数据；S3：基于卫星影像立体空间基准框架的几何精处理，运用高精度连接点，建立待校正遥感数据与立体空间基准框架之间的位置联系，并在此基础上进行增量式区域更新平差处理，同时自动完成遥感数据的几何精处理，并将满足条件的校正数据快速更新至原有的立体空间基准框架中；S4：病态区域检测，提供多种检测手段，对区域网平差处理结果及增量式区域更新平差处理结果进行自动检测，有效识别问题区域，保障卫星影像立体空间基准框架的几何定位精度及整体稳健性。进一步地，所述的S1中卫星影像预处理包括RPC标准化及卫星影像剔片，其中：S1.1所述RPC标准化支持多种格式的定位参数文件包括RPC文件、及RPB文件之间的相互转换，具备批处理能力，快速统一数据格式，有助于各个模块与功能之间的数据流转；S1.2所述卫星影像剔片提供多种可视化手段，快速显示测区的整体概况及局部信息，支持多样化的编辑处理，基于不同维度对原始数据进行整理，有效保留高质量数据，并将筛选结果详细记录在通用格式的索引文件中，实现不同处理系统与模块之间的数据流转和成果共享。进一步地，所述的S2中卫星影像立体空间基准框架构建包括连接点规划匹配、控制点规划匹配、区域网平差解算及空间基准索引制作，其中：S2.1连接点规划匹配，所述连接点规划匹配基于物方空间信息，依据影像重叠关系对测区进行多边形分割，并以整体测区为单位，进行一体式格网规划；S2.2控制点规划匹配，所述控制点规划匹配基于物方空间信息，依据原始卫星影像和参考正射影像的重叠关系，进行多边形分割，并进行格网规划；S2.3区域网平差解算，所述区域网平差解算基于异源海量卫星遥感影像联合区域网平差技术，完成时空大规模联合区域网平差模型参数的高效、稳健求解，提高定位参数文件的对地定位精度，同时消除遥感影像之间的相对位置偏差；S2.4空间基准索引制作，所述空间基准索引制作基于改正处理后的1B级影像及其定位参数文件，按照系统定义的文件格式，一键式输出卫星影像立体空间基准的索引文件，详细记录基准框架所覆盖的各项数据指标，具体包括基准影像、定位参数文件、覆盖范围信息。进一步地，所述的S3卫星影像立体空间基准框架的几何精处理包括基准点匹配、增量式区域更新平差及空间基准更新，其中：S3.1基准点匹配，所述基准点匹配运用卫星影像行列信息和RPC文件，分别计算待校正影像和基准影像的覆盖范围，并进行相交判断，获得两者的相交数据集；S3.2增量式区域更新平差，所述增量式区域更新平差用于有效融合局部连接点控制基准网的全局连接点，在维持基准影像的仿射变换参数、连接点三维坐标不变的基础上，实现新增遥感影像的增量区域网平差处理，仅新增遥感影像的定位参数进行改正；S3.3空间基准更新，所述空间基准更新用于将待更新数据加入现有的卫星影像立体空间基准框架，或替换对应位置上的基准影像，实现卫星影像立体空间基准框架的局部实时升级及快速更新。进一步地，所述的S2.1连接点规划匹配进一步包括：S2.1.1获取分布均匀的初始种子点位，运用基于亚像素精确定位的卫星遥感影像同名点位匹配技术，自动在轨道内及轨道间匹配同名点位；S2.1.2运用多级粗差检测和剔除策略，进行点位优选，以像方文件格式输出连接点数据信息，后续的平差处理。进一步地，所述的S2.2控制点规划匹配进一步包括：S2.2.1获取分布均匀的初始种子点位，采用多种匹配方案以完成多种复杂数据场景下的控制点匹配；S2.2.2基于参考地形数据获取高程信息，输出控制点的物方文件和像方文件，待后续的平差处理。进一步地，所述的S3.1基准点匹配进一步包括：S3.1.1基于物方空间信息对重叠区进行多边形分割及种子点规划，结合亚像素级同名点匹配技术，自动获取待校正影像与基准影像之间的同名点；S3.1.2建立待校正影像与立体空间基准框架之间的连接关系，运用像方文件格式输出同名点的坐标数据信息，用于后续的增量式区域更新平差解算。本专利技术的有益效果：鉴于上述现有技术中存在的不足，本申请首次提出“卫星影像立体空间基准框架”概念，作为外业控制点和历史正射影像的升级替代产品，同步构建基于卫星影像立体空间基准框架的遥感影像几何精处理系统，形成完整的实施方案，解决传统几何定位处理方法的技术局限与效率瓶颈，充分发挥本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向几何精处理的卫星影像立体空间基准框架构建方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/nS1：卫星影像预处理，根据云覆盖、拍摄时间、成像质量、测区覆盖关系条件，对遥感影像数据进行整理及挑选，选用云雪覆盖小、侧摆角小、影像几何质量良好的影像数据，保留有效数据剔除多余数据，输出数据整理文件，待后续处理；/nS2：卫星影像立体空间基准框架构建，根据流程化、标准化的解决方案，结合亚像素级同名点匹配能力和异源海量卫星遥感影像联合区域网平差能力，快速完成1B级卫星影像的自动空三平差处理，输出高精度的定位参数文件，同时提供定制化处理工具，实现“一键式”输出标准格式的立体空间基准框架的成果数据；/nS3：基于卫星影像立体空间基准框架的几何精处理，运用高精度连接点，建立待校正遥感数据与立体空间基准框架之间的位置联系，并在此基础上进行增量式区域更新平差处理，同时自动完成遥感数据的几何精处理，并将满足条件的校正数据快速更新至原有的立体空间基准框架中；/nS4：病态区域检测，提供多种检测手段，对区域网平差处理结果及增量式区域更新平差处理结果进行自动检测，有效识别问题区域，保障卫星影像立体空间基准框架的几何定位精度及整体稳健性。/n...

【技术特征摘要】
1.一种面向几何精处理的卫星影像立体空间基准框架构建方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1：卫星影像预处理，根据云覆盖、拍摄时间、成像质量、测区覆盖关系条件，对遥感影像数据进行整理及挑选，选用云雪覆盖小、侧摆角小、影像几何质量良好的影像数据，保留有效数据剔除多余数据，输出数据整理文件，待后续处理；
S2：卫星影像立体空间基准框架构建，根据流程化、标准化的解决方案，结合亚像素级同名点匹配能力和异源海量卫星遥感影像联合区域网平差能力，快速完成1B级卫星影像的自动空三平差处理，输出高精度的定位参数文件，同时提供定制化处理工具，实现“一键式”输出标准格式的立体空间基准框架的成果数据；
S3：基于卫星影像立体空间基准框架的几何精处理，运用高精度连接点，建立待校正遥感数据与立体空间基准框架之间的位置联系，并在此基础上进行增量式区域更新平差处理，同时自动完成遥感数据的几何精处理，并将满足条件的校正数据快速更新至原有的立体空间基准框架中；
S4：病态区域检测，提供多种检测手段，对区域网平差处理结果及增量式区域更新平差处理结果进行自动检测，有效识别问题区域，保障卫星影像立体空间基准框架的几何定位精度及整体稳健性。


2.根据权利要求1所述的面向几何精处理的卫星影像立体空间基准框架构建方法，其特征在于，所述的S1中卫星影像预处理包括RPC标准化及卫星影像剔片，其中：
S1.1所述RPC标准化支持多种格式的定位参数文件包括RPC文件、及RPB文件之间的相互转换，具备批处理能力，快速统一数据格式，有助于各个模块与功能之间的数据流转；
S1.2所述卫星影像剔片提供多种可视化手段，快速显示测区的整体概况及局部信息，支持多样化的编辑处理，基于不同维度对原始数据进行整理，有效保留高质量数据，并将筛选结果详细记录在通用格式的索引文件中，实现不同处理系统与模块之间的数据流转和成果共享。


3.根据权利要求1所述的面向几何精处理的卫星影像立体空间基准框架构建方法，其特征在于，所述的S2中卫星影像立体空间基准框架构建包括连接点规划匹配、控制点规划匹配、区域网平差解算及空间基准索引制作，其中：
S2.1连接点规划匹配，所述连接点规划匹配基于物方空间信息，依据影像重叠关系对测区进行多边形分割，并以整体测区为单位，进行一体式格网规划；
S2.2控制点规划匹配，所述控制点规划匹配基于物方空间信息，依据原始卫星影像和参考正射影像的重叠关系，进行多边形分割，并进行格网规划；
S2.3区域网平差解算，所述区域网平差解算基于异源海量卫星遥感影像联合区域网平差技术，完成时空大规模联合区域网平差模型参数的高效...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎珂，李健，孙静，
申请(专利权)人：北京吉威空间信息股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11