[发明专利]一种月球表面高分辨率DEM提取方法

权利要求书

1.一种月球表面高分辨率DEM提取方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1)获取月球影像数据，包括CE-2CCD影像数据、CE-1激光高度计LAM数据和CE-3全景相机PCAM数据；

步骤2)对步骤1)中的CCD影像前视、后视数据和PCAM数据进行预处理；

步骤3)提取PCAM左右相机的同名像点以及外方位元素；

步骤4)使用摄影测量学中的前方交会方法计算PCAM影像同名像点的物方坐标M1；

步骤5)提取CCD影像数据的同名像点与LAM数据中的控制点坐标；

步骤6)选取足量的虹湾地区LAM数据控制点通过有理函数模型计算影像成像时的外方位元素；

建立有理函数模型的前提条件是选取足够数量的月面控制点，对于CCD线阵推扫式成像模型建立三阶有理函数模型，而且为了避免法方程的病态问题选取均匀分布于影像上的点作为控制点，利用相机焦距、像元尺寸、传感器角度这三个基本参数，解算出有理函数模型系数及外方位元素；

步骤7)使用摄影测量学中前方交会方法计算CCD影像数据虹湾地区的物方坐标M2；

通过有理函数模型求解像片外方位元素X_s、Y_s、Z_s、ω、κ后，由前方交会的基本思想：由一个像对两张像片各自的外方位元素：X_s1、Y_s1、Z_s1、ω₁、κ₁和X_s2、Y_s2、Z_s2、ω₂、κ₂，再根据待定点的一对像点坐标a(x,y)与a'(x',y')，求解待定点的物方坐标A(X_A,Y_A,Z_A)，其中(X_s、Y_s、Z_s)为摄影中心在地面坐标系中的坐标，ω、κ分别为摄影中心的航向、旁向以及像片旋转角度；

其中，摄影基线B的三个坐标分量(B_x,B_y,B_z)可由外方位元素计算：

计算像点a(x,y)和a'(x',y')的空间辅助坐标A₁(X₁,Y₁,Z₁)和A₂(X₂,Y₂,Z₂)：

其中，旋转矩阵R₁，R₂，表示为：

由式(1)、(2)计算投影系数N₁、N₂：

求解待定点的物方坐标A(X_A,Y_A,Z_A)如下：

步骤8)统一M1与M2坐标系，计算M1与M2的误差，如果M1和M2的误差大于指定阈值θ，说明有理函数模型系数的定位精度有计算误差，返回步骤6)进行下一次迭代，否则，迭代结束；

步骤9)矫正全月表同名像点的外方位元素，计算CCD影像数据的物方坐标M3；

步骤10)使用M3制作规则的全月DEM。

2.如权利要求1所述的一种月球表面高分辨率DEM提取方法，其特征在于：所述步骤2)中，预处理包括分析选择影像数据以及影像格式转换。