[发明专利]森林研究区的星载光子计数激光雷达去噪精度评价方法

说明书

本发明公开一种森林研究区的星载光子计数激光雷达去噪精度评价方法，方法首先选择星载光子计数激光雷达的轨迹与森林研究区的机载点云数据轨迹的重合区域作为评价区，并根据评价区位置，提取对应ATL03数据产品与ATL08数据产品中光子云数据；接着使得星载光子计数激光雷达与机载去噪评价数据处于相同坐标系，并将ATL08数据产品中的信号标签赋予ATL03数据产品中的光子云数据，得出NASA官方算法的去噪结果；然后获取对应机载去噪评价数据的冠层高度模型数据CHM和数字地表模型数据DTM；最后对CHM和DTM数据进行匹配，并对星载光子计数激光雷达数据进行去噪精度评价。本发明使用机载点云数据完成对星载光子云数据的评价验证，具有较强的实际应用价值。

技术领域

本发明涉及星载光子计数激光雷达遥感应用技术领域，尤其涉及一种森林研究区的星载光子计数激光雷达去噪精度评价方法。

背景技术

冰、云和陆地高度卫星二代(Ice,Cloud,and land Elevation Satellite-2,ICESat-2)已经于2018年9月发射成功，ICESat-2搭载了先进地形激光高度计系统(Advanced Topographic Laser Altimeter System，ATLAS)，该系统的主载荷采用的技术是微脉冲光子计数技术，该系统具有高重频、灵敏性高的特性，可以有效探测从地球表面反射回来的光子，通过接收返回的光子信号描述地表的冠层情况。ATLAS的激光发射器具有高重频特性、灵敏性高的特性，其频率能够达到10kHz，这一特性使得ATLAS可以获得近似连续的航带信息，为完成其测量全球冠层高度等科学目标提供硬件方面的技术支持。虽然ATLAS系统具有高重频、灵敏性高的特性，但是其中高灵敏度的特性导致ATLAS系统会接收来自于外界和系统本身的噪声光子。特别在森林研究区，噪声光子将随机分布于冠层顶上部与地表以下，若算法去噪效果不佳的话，将严重影响星载光子计数激光雷达(light detectionand ranging，LiDAR)在林业方向的应用。因此针对森林研究区星载光子计数雷达的去噪算法，对去噪精度进行合理有效的评价，确定去噪效果是否符合应用标准，具有十分重要的意义。

现有技术中，很多评价方法采用人工方式进行标记，这类方法缺少对于研究区实际情况的考量，特别是在冠层顶及林下地表确定存在严重人为因素的影响时，进而降低精度验证方法的精度。故迫切需要提出一种依据森林研究区科学数据开展的光子云去噪算法评价方法。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种森林研究区的星载光子计数激光雷达去噪精度评价方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：森林研究区的星载光子计数激光雷达去噪精度评价方法，包括如下步骤：

步骤1：获取星载光子计数激光雷达的轨迹，并选择该轨迹与森林研究区的机载点云数据轨迹的重合区域作为评价区，并将森林研究区的机载点云数据作为去噪评价数据；

所述选择星载光子计数激光雷达的轨迹与森林研究区的机载点云数据轨迹的重合区域作为评价区的方法为：

S1：根据星载光子计数激光雷达的轨迹，在森林研究区选定具有机载点云数据轨迹的地区，并以该地区作为评价区，完成评价区的初选定；

S2：根据星载光子计数激光雷达轨迹的经纬度数据和机载去噪评价数据的标记语言KML(Keyhole Markup Language)数据，选择两种数据相交位置，完成评价区的精确定。

步骤2：根据评价区位置，提取对应星载光子计数激光雷达中ATL03数据产品与ATL08数据产品中光子云数据的经纬度、高程、大地水准面改正信息及NASA官方算法的信号标签数据，过程如下：

步骤2.1：通过NASA官方网站获取星载光子计数激光雷达的ATL03数据产品与ATL08数据产品；