一种航天航空一体化卫星大场景制作方法技术

本发明专利技术公开了一种航天航空一体化卫星大场景制作方法。现有航空大场景立体成像方法都是针对单一航空平台的，没有考虑航天平台数据，未提出更为一般性的遥感大场景立体生成与量测方法。本发明专利技术首先依据测区基本情况，获取遥感影像数据，进行空三解算，并形成标准化的航天航空一体化基础数据工程文件；对影像数据匀色匀光处理，生成DOM数据；最终生成大场景立体模型，并通过立体量测，获取三维地物点的坐标。本发明专利技术统一了航空航天影像差异性带来的差异，使其在大场景制作与测图中，无须关心何种数据源和平台数据，扩大了大场景的应用领域。扩大了大场景的应用领域。扩大了大场景的应用领域。

【技术实现步骤摘要】
一种航天航空一体化卫星大场景制作方法


[0001]本专利技术属于铁路勘测
，具体涉及一种航天航空一体化卫星大场景制作方法。

技术介绍

[0002]三维信息是勘测领域重要的信息基础，为智能应用场景与高层应用平台提供底层数据，因此三维信息的获取、展示、量测等技术为重要的空间地理信息技术。
[0003]现有的三维获取技术分为主动和被动两种，其中主动类型中包含人工量测与激光点云扫描，被动方式主要为以遥感影像为主。主动方式的三维获取方式存在设备成本高、操作需要先验知识的加持、工程成本大；被动方式是以相机被动感知后再进行重建运算，其大量的工作都被压缩到内业的自动化重建计算，外业采集效率高，精度可控，技术门槛低，成本低。因此采用摄影测量方式进行三维数据空间采集，已成为现行主要的三维数据获取手段，然而却存在三维重建计算代价大，时间漫长，而且三维成果易受到弱纹理、匹配误差、环境条件的影响，使得三维模型存在褶皱、扭曲，平面平整度低。故使用航空大场景立体成像技术被提出。
[0004]现有航空大场景立体成像方法都是针对单一航空平台的，没有考虑航天平台数据，未提出更为一般性的遥感大场景立体生成与量测方法。

技术实现思路

[0005]为了弥补现有技术的不足，本专利技术提供一种航天航空一体化卫星大场景制作方法，
[0006]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0007]一种航天航空一体化卫星大场景制作方法，包括如下步骤：
[0008]步骤一：按照项目的需求对测区进行勘测，获取测区的基本情况；
[0009]步骤二：根据测区项目的要求，结合测区的具体情况，获取适宜分辨率的遥感影像数据；
[0010]步骤三：对遥感影像数据进行空三解算；
[0011]步骤四：通过数据标准化，形成标准化的航天航空一体化基础数据工程文件；
[0012]步骤五：对标准化后的遥感影像数据进行匀色匀光处理；
[0013]步骤六：生成指定分辨率的DOM数据；
[0014]步骤七：生成立体像对间重叠区的立体拼接线；
[0015]步骤八：生成大场景立体模型；
[0016]步骤九：通过立体量测，获取三维地物点的坐标。
[0017]具体地，所述步骤八包括：
[0018]8.1根据步骤七中的拼接区域，结合DSM/DEM，进行数字微分纠正生成DOM数据，作为大场景左立体影像数据；
[0019]8.2通过视差生成器进行偏移像素点，重复数字微分纠正过程，生成大场景右立体影像数据。
[0020]本专利技术的有益效果：
[0021]1)本专利技术统一了航空航天影像差异性带来的理论差异，使其在大场景制作与测图中，无须关心何种数据源和平台数据，相对于现有的方法泛化了大场景理论，扩大了大场景的应用领域，完全覆盖了大中小比例测图的需求；
[0022]2)本专利技术为勘察工程提供了可选的三维勘察手段，根据需求、分辨率、范围、成本的因素，在测区选择最适合的三维数据感知方式。
附图说明
[0023]图1为航空航天立体大场景生成流程图；
[0024]图2为遥感影像物方与像方映射关系图；
[0025]图3为大场景立体量测技术流程图。
具体实施方式
[0026]下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细的说明。
[0027]本专利技术提出航天航空一体化的立体场景生成方法，同时满足对异构数据的需求，完成大场景的理论的升华，具体包括如下步骤：
[0028]步骤一：按照项目的需求对测区进行勘测，获取测区的基本情况，如测区范围、测区走势、测区起伏等数据；
[0029]步骤二：根据测区项目的要求，结合测区的具体情况，获取适宜分辨率的遥感影像数据；
[0030]如果为航空数据，则需要提前进行空域申请和航线规划，可选事前、事后两种控制点布设方式；如果为航天数据，则需要摘选出时间跨度小、少云的清晰数据，往期数据一般选择的是事后布设控制点的方式。控制点布设应该满足相关航测规范要求。
[0031]步骤三：对遥感影像数据进行空三解算；
[0032]根据前步骤获取的影像与控制点，还需对遥感数据进行空间姿态解算与几何校正工作，恢复出地面点到像点的映射关系，如公式1所示：
[0033][0034]其中，x
c
(j,i)代表影像j中投影点i的像素坐标，下标c表述影像坐标系，下标o代表物方坐标系，X
o
(i)代表物方点，为物方坐标系到像点的映射关系。中可包含成像过程中的数学映射关系，包括共线方程、有理函数模型、相机畸变模型、地理投影变换，如图2所示。遥感影像的空三解算就是在已知{x
c
(j,i)，X
o
(i)}求取对应的映射关系具体表达。
[0035]步骤四：通过数据标准化，形成标准化的航天航空一体化基础数据工程文件；
[0036]数据的标准化主要是解决不同数据源、不同平台产生的基础数据差异性，具体包括通过影像信息的重映射解决高bit位影像的灰度化过程；通过对不同映射关系的抽象，提取标准化接口；动态接入地理投影映射变换关系；形成标准化的航天航空一体化基础数据工程文件。
[0037]步骤五：对标准化后的遥感影像数据进行匀色匀光处理；
[0038]遥感影像的采集通常伴随着异源时空的影响，导致遥感影像存在明显的色彩、色调差异，因此需要综合考虑测区大场景的一致性表达，消除其对大场景立体表达的影响。
[0039]步骤六：生成指定分辨率的DOM数据；
[0040]根据DSM和影像的映射关系生成指定分辨率的DOM，每一张影像的DOM数据主要用作于后续拼接线的生成，使其避免地物撕裂的情况出现；
[0041]步骤七：生成立体像对间重叠区的立体拼接线；
[0042]步骤八：生成大场景立体模型；
[0043]8.1根据步骤七中的拼接区域，结合DSM/DEM，进行数字微分纠正生成DOM数据，作为大场景左立体影像数据；
[0044]8.2通过视差生成器进行偏移像素点，重复数字微分纠正过程，生成大场景右立体影像数据。
[0045]视差生成器可采用立体像对的参考航高H、地面点高度Z、基准高度Z0，基线长度B生成，如公式2所示：
[0046][0047]步骤九：通过立体量测，获取三维地物点的坐标。
[0048]立体量测为大场景左、右立体影像同名点到物方同名点的过程，如图3所示。首先大场景左影像同名点反算出原始影像点；然后大场景右立体影像通过逆视差生成器和映射关系，反算出原始影像点；接着根据公式1映射关系列出关于原始同名影像点的超定方程组，如公
[0049]式3所示，即可获取三维地物点的坐标。
[0050][0051]应用实例：使用某地区的worldview
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3影像，通过本专利技术专利生成航天高分辨率卫星影像大场景立体模型，然后采用立体量测的方式，在左右大场本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航天航空一体化卫星大场景制作方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：按照项目的需求对测区进行勘测，获取测区的基本情况；步骤二：根据测区项目的要求，结合测区的具体情况，获取适宜分辨率的遥感影像数据；步骤三：对遥感影像数据进行空三解算；步骤四：通过数据标准化，形成标准化的航天航空一体化基础数据工程文件；步骤五：对标准化后的遥感影像数据进行匀色匀光处理；步骤六：生成指定分辨率的DOM数据；步骤七：...

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫龙，武瑞宏，任军辉，孙炜，于鹏，朱容辰，王玮，田生辉，
申请(专利权)人：中铁第一勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：