[发明专利]一种基于视频卫星影像的DSM生成方法

说明书

一种基于视频卫星影像的DSM生成方法，涉及卫星遥感影像处理技术领域，解决现有DSM生成方法存在实地采集数据区域困难、数据类型过于单一以及存在需要执行多次拍摄任务等问题，控制点提取通过傅里叶梅林算法适用于较大时相差异的参考底图提取控制信息；核线生成环节使用了基于投影高程面的方法，能够获取高精度的核线影像，将密集匹配的搜索从二维影像面精准的缩小到一维搜索行上，提高工作效率；密集匹配环境采用SGM的匹配方法，通过能量函数进行动态规划，获取连续性、整体性最好的视差关系图；本发明的视频卫星影像通过控制点采集、同名点采集、区域网平差、核线影像生成、密集匹配、DSM点云生成与规则格网内插操作实现高精度DSM影像成果快速生成。

技术领域

本发明涉及卫星遥感影像处理技术领域，具体涉及一种基于卫星影像的DSM生成方法。

背景技术

由长光卫星技术有限公司自主研制的“吉林一号”系列视频卫星在具有米级空间分辨率的同时视频影像尺寸达到12k×5k，其凝视成像模式能够长时间、多角度地连续对地面同一区域进行成像，因此，能够得到大范围视场下地物更多角度的细节特征，更加有利于对地面进行高程解算和三维重建。综上，为了利用吉林一号视频卫星凝视模式时拍摄地区的多角度地物信息，得到高精度的数字表面模型(DSM)，需要研究一种基于视频卫星影像的DSM生成方法。

目前，行业内尚无利用卫星动态视频影像进行DSM生成的方法，在传统的DSM生成工作中，常采用传统测量法、激光雷达法、数字摄影测量法完成。这些方法进行DSM生成时会存在不同的问题：

一、利用传统测量法进行DSM生成时，需要大量的人力物力，数据获取时间长，更新周期长，并且在人工实地采集数据区域困难区域难以获取DSM成果。

二、利用激光雷达法进行DSM生成时，虽然能够获取精度较高的高程数据，但是缺少地物信息，只能采集到高程值，数据类型过于单一。

三、利用摄影测量方法进行DSM生成时，多以卫星静态遥感影像构成立体像对作为数据源，例如三线阵卫星只能得到同轨三个不同角度的地物信息，不同角度的细节信息过少或者需要执行多次拍摄任务。

发明内容

本发明为解决现有DSM生成方法存在实地采集数据区域困难、数据类型过于单一以及存在需要执行多次拍摄任务等问题，提供一种基于视频卫星影像的DSM生成方法。

一种基于视频卫星影像的DSM生成方法，该方法由以下步骤实现：

步骤一、输入卫星视频影像；

在一组连续的卫星视频影像中，选取帧号在中间位置的卫星视频影像作为主影像，其余卫星视频影像作为搜索影像；

步骤二、对步骤一输入的卫星视频影像进行控制点采集，具体过程为：

步骤二一、以某同一地物点为基础估计卫星视频影像在参考影像的X、Y方向偏移像素值R_x、R_y，从所述参考影像中提取出的特征点作为控制点信息；所述参考影像是指拍摄范围覆盖卫星视频影像区域并且具有真实地理位置参考信息的遥感影像；

步骤二二、对所述主影像和搜索影像采用辅助DEM进行正射投影生成与参考影像分辨率相同的正射影像，选取主影像中的像素点所在位置A作为待匹配点，以待匹配点A为中心选取大小为m×n个像素的图像子块作为参考模板，并根据待匹配点A的像素坐标、RPC参数以及步骤二一的偏移像素值R_x、R_y，计算待匹配点A在参考影像上对应的像素点位置B；

步骤二三、在所述参考影像上，以B为中心选取大小为m×n的匹配模板，将参考模板与匹配模板进行傅里叶梅林匹配，获得与待匹配点A对应的匹配点B⁰在参考影像上的坐标，并保存模板对的相位相关系数Z_phasecorrect；