[发明专利]海岛礁卫星影像无地面控制点定位方法及系统

说明书

本发明涉及海岛礁卫星影像无地面控制点定位方法及系统，定位方法分为概略定位和精定位两个阶段，前者包括：确定待提取DEM的范围和有效陆域点；确定高程搜索范围；若高程搜索范围满足要求，则确定DEM各格网点的高程，然后对DEM进行匹配并求解误差补偿模型的参数。后者包括：对多视影像进行自由网平差处理；提取更精细的DEM；对DEM进行匹配并求解误差补偿模型的参数，进一步补偿定位参数中的误差。该方法对具有不同陆域比例、不同生产方式的海岛礁卫星影像均能得到较稳定且较高的定位精度，定位精度基本不受待匹配DEM分辨率的影响，计算效率取决于影像内陆域比例和待匹配DEM的分辨率。

技术领域

本发明涉及海岛礁卫星影像无地面控制点定位方法及系统。

背景技术

海岛礁作为国防的前哨、海洋资源开发的重要基地，相关地理信息的获取是维护国家主权和海洋权益的一项前期性、基础性工作。利用遥感影像特别是卫星影像可快速、高效地获取海岛礁的地理信息，但常规的遥感影像定位方法，比如名称为《“天绘一号”海岛(礁)影像稀少控制下的定位技术研究》的论文中公开的定位方法对控制点的依赖程度较高，控制点的数量与分布都影响着影像的定位精度。

海岛礁数量众多、且往往分布零散，其控制点的获取效率低、成本高、风险大。因此，无地面控制点(简称无控)条件下的海岛礁影像定位是首选。名称为《海岸带潮汐模型支持下的光束法区域网空中三角测量》、《ADS40相机用于海岛(礁)大比例尺成图的试验》和《水边线等高条件控制下的空中三角测量》的文献针对航空影像，利用IMU/DGPS等数据进行辅助以及引入潮汐模型、水边线等高约束条件对海岛礁区域在无控或稀少控制条件下的定位进行了一些尝试，得到一些有益的成果。目前针对海岛礁区域卫星影像的无控定位理论与方法少见报道，文献《“天绘一号”海岛(礁)影像稀少控制下的定位技术研究》在严密成像几何模型的基础上，通过轨道外推技术提高了海岛礁影像的无控定位精度。

天绘一号和资源三号是我国第一代传输型立体测绘卫星，其摄影测量目标是无地面控制点条件下测制1:50 000比例尺地形图，但由于它们装备的星敏感器精度较低，文献《天绘一号无地面控制点摄影测量》中指出，无控条件下不经过平差的直接定位精度不能达到上述目标的要求。在这种情况下，区域网平差(文献《天绘一号无地面控制点摄影测量》和《Geometric Accuracy Validation for ZY-3Satellite Imagery》中有相关描述)和利用已有的DEM、正射影像等数据进行辅助(文献《Orthorectification of VHR OpticalSatellite Data Exploiting the Geometric Accuracy of TerraSAR-X Data》、《DEMMatching for Bias Compensation of Rigorous Pushbroom Sensor Models》、《Matchingof High-Resolution Optical Data to a Shaded DEM》、《公开DEM辅助无地面控制点国产卫星影像定位方法》和《SRTM约束的无地面控制立体影像区域网平差》中有相关描述)是提高影像无控定位精度的有效方法，但前者计算过程通常较复杂，往往还受区域大小等的限制，后者则受制于辅助数据。