本發(fā)明涉及衛(wèi)星影像解譯領域，尤其涉及一種基于立體衛(wèi)星影像自動提取建筑物高度的方法。

背景技術：

20世紀以來，遙感技術日趨成熟，低空飛行器迅速發(fā)展。以此為依托形成的影像提取技術日趨成熟，同時，隨著三維技術的應用，提取建筑物高程信息有著重要作用。現(xiàn)有用于建筑物高程信息的提取技術包括激光測距儀、立體像對、光學影像測高法和陰影測距等多種方法，但，這些方法都存在不足：

激光測距儀，由于人為因素影響較大，導致誤差不均衡，對采集數(shù)據(jù)的核查工作量大。立體像對，需要專業(yè)的技術人員，采集效率低，耗費人力較大，成本高。光學影像測高法，需要人工采集影像中建筑物的角點等位置，由于受到建筑物遮擋、影印、太陽高度角等多方面影響，采集數(shù)據(jù)精度相對較低，同時，因為采用人工采集點位，所以生產(chǎn)效率較低。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于立體衛(wèi)星影像自動提取建筑物高度的方法，從而解決現(xiàn)有技術中存在的前述問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述基于立體衛(wèi)星影像自動提取建筑物高度的方法，所述方法包括：

S1，獲取目標建筑物的原始衛(wèi)星立體像對、SRTM數(shù)據(jù)和DOM數(shù)據(jù)；將所述SRTM數(shù)據(jù)和所述DOM數(shù)據(jù)作為絕對定向的定向點數(shù)據(jù)源；其中，所述SRTM數(shù)據(jù)作為定向點高程控制的數(shù)據(jù)源、所述DOM數(shù)據(jù)作為定向點平面控制的數(shù)據(jù)源；

S2，對目標建筑物的原始衛(wèi)星立體像對進行預處理，對預處理后的像對依次進行相對定向和絕對定向，判斷絕對定向后立體像對平面誤差和高程誤差是否均達到預設閾值，如果是，則生成用于提取DSM數(shù)據(jù)的核線影像，并進入S3；如果否，則重復S2；

S3，對得到的所述核線影像進行匹配處理，提取所述目標建筑物的初始DSM數(shù)據(jù)，參考DLG數(shù)據(jù)道路圖層、地貌圖層和目標建筑物的DOM數(shù)據(jù)，成品字形均勻分布選取檢查點位，分別提取檢查點位在SRTM和DSM的高程值，并求得各檢查點位檢查點殘差值，統(tǒng)計檢查點殘差值計算出高程中誤差，判定檢查點高程中誤差是否符合預先設置的閾值，如果是，則進入S4；如果否，則返回S2，重新進行預處理，直至進入S4為止；

S4，參考DLG數(shù)據(jù)中所述目標建筑物的寬度和坡度，設定濾波處理參數(shù)，對初始DSM數(shù)據(jù)進行濾波處理，將濾波后的DSM數(shù)據(jù)導入的立體像對，然后通過立體設備檢查所述目標建筑物濾波后的DSM數(shù)據(jù)是否符合預設檢查范圍，如果符合，則獲得去除目標建筑物高程信息的DEM數(shù)據(jù)；如果不符合，則重新設定濾波參數(shù)，重新進入濾波處理并判斷，直至獲得濾除目標建筑物高程信息的DEM數(shù)據(jù)為止；

S5，將初始DSM數(shù)據(jù)與濾除目標建筑物高程信息的DEM數(shù)據(jù)整合到DLG數(shù)據(jù)中，將整合后的DLG數(shù)據(jù)中的目標建筑物圖層數(shù)據(jù)按照房屋的屬性進行分類處理、將目標建筑物圖層數(shù)據(jù)按照房屋結構進行分割處理后，得到并存儲目標建筑物的房屋圖層；最后自動提取目標建筑物頂點高程值和地基高程值；

S6，將目標建筑物頂點高程值、地基高程值進行立體檢查，判斷頂點高程值、地基高程值是否均準確，如果是，則目標建筑物頂點高程值、地基高程值為目標建筑物的高程數(shù)據(jù)；如果否，則存在的異常高程進行立體修改，在步驟S2中的到的立體像對中采集正確頂點高程值和地基高程值，并將采集到的高程值作為目標建筑物的高程數(shù)據(jù)；

S7，結合DOM、DLG中目標建筑物的房屋圖層，將建筑物頂點高程值和建筑物地點基高程值相減獲得建筑物高程信息。

優(yōu)選地，步驟S2中，所述預處理為將所述原始衛(wèi)星立體像對轉換為8位tif格式影像，并對tif格式影像進行增強處理，所述增強處理包括建筑物邊緣處理、圖像反差處理、紋理處理和比值處理。

優(yōu)選地，步驟S2中，所述預設閾值為精度殘差大于1個像素且不超過二倍中誤差。

優(yōu)選地，步驟S4中，所述獲得去除目標建筑物高程信息的DEM數(shù)據(jù)，具體按照下述步驟實現(xiàn)：依據(jù)DL G數(shù)據(jù)中水系要素圖層確定檢查范圍，將在檢查范圍內的所述目標建筑物濾波后的DSM數(shù)據(jù)與SRTM數(shù)據(jù)整合，剔除DSM數(shù)據(jù)中與水系要素圖層匹配的噪聲，得到去除目標建筑物高程信息的DEM數(shù)據(jù)。

本發(fā)明中建筑物高度的獲取是基于DLG數(shù)據(jù)綜合分析DSM、DEM以及SRTM數(shù)據(jù)自動提取建筑物房頂與地基高程，將獲取建筑物頂點高程和地基高程導入立體像對檢查，對存在的錯誤進行立體修正，最終導出正確建筑物頂點高程和地基高程，將獲取的建筑物頂點高程和地基高程相減得到建筑物的高程值。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供一種建筑物高程信息的獲取方法，本發(fā)明使提取建筑物高程信息更加快速高效，為大范圍提取建筑物高度信息提供了高效經(jīng)濟的解決方案。

附圖說明

圖1是基于立體衛(wèi)星影像自動提取建筑物高度的方法的流程示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施方式僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明的實施核心流程是：通過DLG中建筑物圖層，指定獲取高程信息地理位置坐標，依據(jù)處理后的DEM數(shù)據(jù)獲得房屋地面點高程值，依據(jù)DSM數(shù)據(jù)獲得房屋頂點高程值，并對獲取結果進行立體判定，通過獲取結果計算獲得建筑物高程信息。

實施例

本實施例所述基于立體衛(wèi)星影像自動提取建筑物高度的方法，所述方法包括：

S1，獲取目標建筑物的原始衛(wèi)星立體像對、SRTM數(shù)據(jù)和DOM數(shù)據(jù)；將所述SRTM數(shù)據(jù)和所述DOM數(shù)據(jù)作為絕對定向的定向點數(shù)據(jù)源；其中，所述SRTM數(shù)據(jù)作為定向點高程控制的數(shù)據(jù)源、所述DOM數(shù)據(jù)作為定向點平面控制的數(shù)據(jù)源；

S2，對目標建筑物的原始衛(wèi)星立體像對進行預處理，對預處理后的像對依次進行相對定向和絕對定向，判斷絕對定向后立體像對平面誤差和高程誤差是否均達到預設閾值，如果是，則生成用于提取DSM數(shù)據(jù)的核線影像，并進入S3；如果否，則重復S2；

S3，對得到的所述核線影像進行匹配處理，提取所述目標建筑物的初始DSM數(shù)據(jù)，參考DLG數(shù)據(jù)道路圖層、地貌圖層和目標建筑物的DOM數(shù)據(jù)，成品字形均勻分布選取檢查點位，分別提取檢查點位在SRTM和DSM的高程值，并求得各檢查點位檢查點殘差值，統(tǒng)計檢查點殘差值計算出高程中誤差，判定檢查點高程中誤差是否符合預先設置的閾值，如果是，則進入S4；如果否，則返回S2，重新進行預處理，直至進入S4為止；

S4，參考DLG數(shù)據(jù)中所述目標建筑物的寬度和坡度，設定濾波處理參數(shù)，對初始DSM數(shù)據(jù)進行濾波處理，將濾波后的DSM數(shù)據(jù)導入的立體像對，然后通過立體設備檢查所述目標建筑物濾波后的DSM數(shù)據(jù)是否符合預設檢查范圍，如果符合，則獲得去除目標建筑物高程信息的DEM數(shù)據(jù)；如果不符合，則重新設定濾波參數(shù)，重新進入濾波處理并判斷，直至獲得濾除目標建筑物高程信息的DEM數(shù)據(jù)為止；

S5，將初始DSM數(shù)據(jù)與濾除目標建筑物高程信息的DEM數(shù)據(jù)整合到DLG數(shù)據(jù)中，將整合后的DLG數(shù)據(jù)中的目標建筑物圖層數(shù)據(jù)按照房屋的屬性進行分類處理、將目標建筑物圖層數(shù)據(jù)按照房屋結構進行分割處理后，得到并存儲目標建筑物的房屋圖層；最后自動提取目標建筑物頂點高程值和地基高程值；

S6，將目標建筑物頂點高程值、地基高程值進行立體檢查，判斷頂點高程值、地基高程值是否均準確，如果是，則目標建筑物頂點高程值、地基高程值為目標建筑物的高程數(shù)據(jù)；如果否，則存在的異常高程進行立體修改，在步驟S2中的到的立體像對中采集正確頂點高程值和地基高程值，并將采集到的高程值作為目標建筑物的高程數(shù)據(jù)；

S7，結合DOM、DLG中目標建筑物的房屋圖層，將建筑物頂點高程值和建筑物地點基高程值相減獲得建筑物高程信息。更詳細的解釋說明為：

(一)步驟S2中，相對定向是恢復或確定立體像對兩個光束在攝影瞬間像對位置關系的過程。絕對定向是確定立體像對在物方坐標系中所處方位和比例的作業(yè)過程。進行絕對定向時，需要進行外業(yè)控制測量或將現(xiàn)有數(shù)據(jù)作為絕對定向中使用定向點，其中，定向點包含x，y，z三個維度，通常x和y為平面，z為高程，在本實施例中步驟S1中將目標建筑物的DOM數(shù)據(jù)和SRTM數(shù)據(jù)作為進行絕對定向的定向點數(shù)據(jù)源。

(二)步驟S2中，所述預處理為將所述原始衛(wèi)星立體像對轉換為8位tif格式影像，并對tif格式影像進行增強處理，所述增強處理包括建筑物邊緣處理、圖像反差處理、紋理處理和比值處理。

所述預設閾值為精度殘差大于1個像素且不超過二倍中誤差。

所述步驟S2中，對預處理后的像對分別進行相對定向和絕對定向后的操作及其后步驟S2中操作具體為：對預處理后的像對分別進行相對定向和絕對定向后，分別得到相對定向處理后的像對和絕對定向后處理后的像對；判斷相對定向處理后的像對的精度和絕對定向后處理后的像對的精度是否均達到預先設置的閾值，如果是，則生成目標建筑物的立體像對，并進入S3；如果有任意一個定向處理后的像對精度為達到預先設定的閾值，則對目標建筑物的原始衛(wèi)星立體像重新進行預處理和定向處理。定向處理包括相對定向處理和絕對定向處理。

(三)步驟S3中，DLG數(shù)據(jù)由從存儲在目標建筑物的原始數(shù)據(jù)中，或者通過原始數(shù)據(jù)中的DOM數(shù)據(jù)解譯獲得。

因建筑、樹木會造成匹配的初始DSM數(shù)據(jù)落在建筑物頂部或樹木上，不是地面高程，故而，需要參考DLG數(shù)據(jù)中道路圖層，成品字形分布在路面、空地等區(qū)域。

(四)步驟S4中，所述獲得去除目標建筑物高程信息的DEM數(shù)據(jù)，具體按照下述步驟實現(xiàn)：依據(jù)DL G數(shù)據(jù)中水系要素圖層確定檢查范圍，將在檢查范圍內的所述目標建筑物濾波后的DSM數(shù)據(jù)與SRTM數(shù)據(jù)整合，剔除DSM數(shù)據(jù)中與水系要素圖層匹配的噪聲，得到去除目標建筑物高程信息的DEM數(shù)據(jù)。

通過采用本發(fā)明公開的上述技術方案，得到了如下有益的效果：

本發(fā)明提供一種建筑物高程信息的獲取方法，本發(fā)明使提取建筑物高程信息更加快速高效，為大范圍提取建筑物高度信息提供了高效經(jīng)濟的解決方案。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視本發(fā)明的保護范圍。