[发明专利]一种对数字高程模型数据高程校准方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及测绘领域中的数字高程模型，特别涉及一种对航天飞机雷达地形测绘计划(SRTM)的数字高程模型数据高程校准方法及装置。

背景技术

数字高程模型(Digital Elevation Model，简称DEM），它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，是数字地形模型(Digital Terrain Model，简称DTM)的一个分支，其它各种地形特征值均可由此派生。一般认为，DTM是描述包括高程在内的各种地貌因子，如坡度、坡向、坡度变化率等因子在内的线性和非线性组合的空间分布，其中DEM是零阶单纯的单项数字地貌模型，其他如坡度、坡向及坡度变化率等地貌特性可在DEM的基础上派生。由于DEM描述的是地面高程信息，它在测绘、水文、冰川、气象、地貌、地质、土壤、工程建设、通讯、气象、军事等国民经济和国防建设以及人文和自然科学领域有着广泛的应用。如在工程建设上，可用于如土方量计算、通视分析等；在防洪减灾方面，DEM是进行水文分析如汇水区分析、水系网络分析、降雨分析、蓄洪计算、淹没分析等的基础；在无线通讯上，可用于蜂窝电话的基站分析等等。

2000年，由美国国家航空航天局（NationalAeronautics and SpaceAdministration，NASA）的航天飞机雷达地形测绘计划(Shuttle Radar Topography Mission，SRTM)获取的全球北纬60度至南纬56度之间的数字高程模型(DEM)（约90m分辨率），作为迄今垂直精度最高的全球数字高程模型数据（标称垂直精度为16m，优于ASTER GDEM的标称垂直精度20m），已广泛应用于各种科学研究和工程应用。但是获取该DEM的C波段雷达信号对地表（特别是冰川、沙漠等地区）的穿透性极强，最多可达10m，造成数字高程模型的表面高程低于真实高程；此外在山区，由于高差较大，地形起伏剧烈，山体的阴影和叠掩也严重影响了数字高程模型的高程精度，因此直接应用数字高程模型将带来较大的误差。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提出一种基于冰云和地面高度卫星地学激光测高数据对航天飞机雷达地形测绘计划(SRTM)的数字高程模型高程校准方法及装置，提高了数字高程模型高程精确度。

为实现上述目的，本发明提供了一种对数字高程模型数据高程校准方法，该方法包括：

将冰云和地面高度卫星地学激光测高数据的高程基准和数字高程模型数据的高程基准统一化；

提取出相同点位的冰云和地面高度卫星地学激光测高数据高程值和数字高程模型高程值；

利用所述相同点位的冰云和地面高度卫星地学激光测高数据高程值和数字高程模型高程值建立高程校准模型；

利用所述高程校准模型对数字高程模型进行高程校准。

可选的，在本发明一实施例中，所述提取出相同点位的冰云和地面高度卫星地学激光测高数据高程值和数字高程模型高程值步骤包括：

将冰云和地面高度卫星地学激光测高数据转换为点矢量，将数字高程模型数据转换为面矢量；

将转换后的冰云和地面高度卫星地学激光测高数据和数字高程模型数据相叠加来获取两个矢量的交集；

根据交集结果提取出相同点位的冰云和地面高度卫星地学激光测高数据高程值和数字高程模型高程值。

可选的，在本发明一实施例中，所述利用所述相同点位的冰云和地面高度卫星地学激光测高数据高程值和数字高程模型高程值建立高程校准模型步骤包括：

对相同点位的冰云和地面高度卫星地学激光测高数据高程值和数字高程模型高程值进行回归分析获取校准模型系数；

根据所述校准模型系数建立高程校准模型。

可选的，在本发明一实施例中，所述高程校准模型为多项式校准模型或线性校准模型。

为实现上述发明目的，本发明还提出一种对数字高程模型数据高程校准装置，该装置包括：

高程基准统一化单元，用于将冰云和地面高度卫星地学激光测高数据的高程基准和数字高程模型数据的高程基准统一化；

高程值单元，用于提取出相同点位的冰云和地面高度卫星地学激光测高数据高程值和数字高程模型高程值；

高程校准模型单元，用于利用所述相同点位的冰云和地面高度卫星地学激光测高数据高程值和数字高程模型高程值建立高程校准模型；

校准单元，用于利用该高程校准模型对数字高程模型数据进行校准。

可选的，在本发明一实施例中，所述高程值单元包括：