制點(diǎn)提取方法，可選地，采用多個(gè)高斯函數(shù)疊加 的方式對(duì)所述回波波形進(jìn)行波形擬合，擬合公式如下式所示：
[0025]上式中t為時(shí)間，Am，tm，別為第m個(gè)高斯函數(shù)的幅值、均值和標(biāo)準(zhǔn)差，ε為波形噪 聲值。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的再一方面，提供了一種對(duì)地觀測(cè)激光測(cè)高衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理方 法，其包括:對(duì)激光的發(fā)射和接收波形進(jìn)行平滑、去噪，提取波形特征參數(shù)，確定發(fā)射和接收 波形重心對(duì)應(yīng)的時(shí)刻，根據(jù)激光傳輸時(shí)間間隔，計(jì)算激光單向傳輸初始距離值;根據(jù)衛(wèi)星姿 軌參數(shù)、激光發(fā)射時(shí)間、初始距離值及激光幾何定位模型，計(jì)算激光足印點(diǎn)的粗略三維坐 標(biāo);根據(jù)衛(wèi)星姿軌參數(shù)、足印影像、足印相機(jī)參數(shù)及足印影像幾何定位模型，重采樣生產(chǎn)出 足印影像幾何粗糾正產(chǎn)品；采用前述的云霧量檢測(cè)方法，對(duì)足印影像進(jìn)行云霧量檢測(cè)，對(duì)檢 測(cè)到的云霧量值未超過(guò)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的足印影像的激光足印點(diǎn)進(jìn)行下一步處理。
[0027]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)地觀測(cè)激光測(cè)高衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理方法，可選地，還包括:采用 大氣延遲改正模型，根據(jù)大氣參數(shù)及所述激光足印點(diǎn)粗略三維坐標(biāo)獲得大氣延遲改正值； 根據(jù)幾何檢校獲得的激光測(cè)距系統(tǒng)性誤差值、所述初始距離值、所述大氣延遲改正值，計(jì)算 精確的距離值;根據(jù)衛(wèi)星姿軌參數(shù)、激光發(fā)射時(shí)間、所述精確的距離值及激光幾何定位模 型，計(jì)算激光足印點(diǎn)三維坐標(biāo);采用潮汐改正模型，計(jì)算潮汐改正值，對(duì)所述計(jì)算激光足印 點(diǎn)三維坐標(biāo)進(jìn)行修正，獲得激光足印點(diǎn)精確三維坐標(biāo)。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)地觀測(cè)激光測(cè)高衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理方法，可選地，還包括:根據(jù) 衛(wèi)星姿軌參數(shù)、足印影像、足印相機(jī)參數(shù)及足印影像幾何定位模型，采用地形數(shù)據(jù)生產(chǎn)足印 影像正射糾正產(chǎn)品；判斷云霧量值未超過(guò)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的足印影像為無(wú)云，則對(duì)回波波形特征 參數(shù)進(jìn)行特征約束條件判斷；如果滿(mǎn)足所述特征約束條件，則用所述激光足印點(diǎn)精確三維 坐標(biāo)和所述足印影像正射糾正產(chǎn)品來(lái)組合形成激光高程控制點(diǎn)。
[0029]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)地觀測(cè)激光足印影像的云霧量檢測(cè)方法、基于云霧量檢測(cè) 和回波波形處理的對(duì)地觀測(cè)激光高程控制點(diǎn)的提取方法和激光測(cè)高衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理方法，可 以減少云層對(duì)激光測(cè)距的影響，保證激光測(cè)距的精度，有效提高激光高程參考數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確 性。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例的附圖作簡(jiǎn)單地介 紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅涉及本發(fā)明的一些實(shí)施例，而非對(duì)本發(fā)明的限制。
[0031] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的激光足印影像的云霧量檢測(cè)方法的流程圖；
[0032] 圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的激光高程控制點(diǎn)精細(xì)提取流程；
[0033]圖3A是激光測(cè)高衛(wèi)星嚴(yán)密幾何定位模型示意圖，圖3B是激光發(fā)射方向與本體坐標(biāo) 坐標(biāo)系的夾角示意圖；
[0034]圖4A和圖4B分別示意性地示出了激光測(cè)高儀的發(fā)射波形和接收波形；
[0035]圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的星載激光測(cè)高數(shù)據(jù)的處理流程；
[0036] 圖6示意性地示出了激光測(cè)高衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品的分級(jí)體系；
[0037] 圖7示出了基本產(chǎn)品的示意性生產(chǎn)流程；
[0038] 圖8示出了標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的示意性生產(chǎn)流程；
[0039] 圖9示出了專(zhuān)題產(chǎn)品/高級(jí)產(chǎn)品的示意性生產(chǎn)流程。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā) 明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于所描述的本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員在無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0041] 除非另作定義，此處使用的技術(shù)術(shù)語(yǔ)或者科學(xué)術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)為本發(fā)明所屬領(lǐng)域內(nèi)具有 一般技能的人士所理解的通常意義。本發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)說(shuō)明書(shū)以及權(quán)利要求書(shū)中使用的"第 一"、"第二"以及類(lèi)似的詞語(yǔ)并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來(lái)區(qū)分不同的 組成部分。同樣，"一個(gè)"或者"一"等類(lèi)似詞語(yǔ)也不表示數(shù)量限制，而是表示存在至少一個(gè)。
[0042]我國(guó)計(jì)劃于2018年發(fā)射的1:1萬(wàn)高精度民用立體測(cè)圖衛(wèi)星，其將搭載一套激光測(cè) 高系統(tǒng)。該激光測(cè)高系統(tǒng)作為輔助載荷，用于與CCD相機(jī)拍攝的光學(xué)影像聯(lián)合平差，達(dá)到提 升高分辨率衛(wèi)星無(wú)控定位精度的目的。該套激光測(cè)高系統(tǒng)還將配備足印相機(jī)，能夠獲取脈 沖到達(dá)地面形成的足印影像，從而可以確定足印的真實(shí)位置，克服激光測(cè)高系統(tǒng)平面定位 誤差大的問(wèn)題。例如，激光測(cè)高系統(tǒng)采用波長(zhǎng)為l〇64nm的激光脈沖，該波長(zhǎng)處于大氣窗口波 段，對(duì)大氣有較好的穿透性，然而在面臨云遮擋或大霧的情況時(shí)，激光無(wú)法穿透云霧到達(dá)地 面，因而獲得的足印位置可能是云霧表面的位置，這樣的數(shù)據(jù)達(dá)不到觀測(cè)要求，要予以剔 除。
[0043]可選地，可以通過(guò)將獲得的測(cè)高數(shù)據(jù)與已有的數(shù)字高程模型(DEM)對(duì)比，將差距超 過(guò)一定閾值的測(cè)量數(shù)據(jù)判斷認(rèn)為測(cè)量的足印點(diǎn)位于云霧上，從而進(jìn)行剔除。但是這種方法 對(duì)于有一定局限性，一方面對(duì)DEM的精度有一定要求，另一方面在激光能部分穿透云霧到達(dá) 地面，且能接收到地面回波信號(hào)時(shí)，該算法易失效，不能準(zhǔn)確地反映激光測(cè)距值的可靠性。 [0044]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的激光測(cè)距數(shù)據(jù)提取方法基于云霧量的檢測(cè)結(jié)果對(duì)激光測(cè)距 數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選。利用足印影像，采用遙感影像分類(lèi)的思想進(jìn)行云霧檢測(cè)判別，還可以進(jìn)一步 結(jié)合激光回波波形特征，若足印路徑上存在云及大霧時(shí)，且回波波形峰值較小、展寬較大的 則認(rèn)為測(cè)量數(shù)據(jù)存在較大誤差或不可用。
[0045]以下具體說(shuō)明利用足印影像進(jìn)行云霧量檢測(cè)的方法。遙感影像的云霧量檢測(cè)本質(zhì) 上就是影像的分類(lèi)，將云霧看做諸多地物的一種。一般而言，云霧量檢測(cè)依賴(lài)的是云霧的兩 個(gè)特征:光譜特征和紋理特征。光譜特征反映云團(tuán)在不同波段的輻射反射情況，包括云的輻 射特性和云及地物的反射光譜特性。紋理特征可以被認(rèn)為是，在局部范圍內(nèi)，圖像灰度等級(jí) 間的空間分布及其空間的相互作用。
[0046] 由于激光測(cè)高系統(tǒng)的足印影像不包含多光譜信息，根據(jù)本發(fā)明，考慮利用足印全 色影像的云霧檢測(cè)方法，可選地，采用基于灰度直方圖的閾值法和基于灰度共生矩陣的檢 測(cè)法來(lái)檢測(cè)云霧。進(jìn)一步，為提升云霧檢測(cè)的準(zhǔn)確率，可以綜合這兩種方法進(jìn)行云霧判別。
[0047] 灰度直方圖反映的是一副圖像中各灰度級(jí)像素出現(xiàn)的頻率，以灰度級(jí)為橫坐標(biāo)， 以灰度級(jí)的頻率為縱坐標(biāo)，它是圖像的一個(gè)重要特征，反映了圖像灰度分布的情況。當(dāng)整張 足印影像的灰度直方圖存在明顯的二峰性時(shí)，則表明這個(gè)圖像的較亮區(qū)域和較暗區(qū)域可以 較好的分離，以這兩個(gè)峰值作為參考設(shè)定閾值，可以得到較好的二值圖像處理效果。
[0048] 經(jīng)過(guò)一定量的遙感影像樣本訓(xùn)練獲取云霧的灰度值特征的最佳閾值，在整幅遙感 影像的灰度直方圖中，閾值處于一定頻率時(shí)即可判別有云。利用灰度直方圖可以從總體上 可判斷含云量。將影像分割為若干子圖塊，對(duì)每個(gè)子圖塊統(tǒng)計(jì)其灰度均值，根據(jù)均值的大 小，初步實(shí)現(xiàn)云霧判定。
[0049]由于云在圖像上的灰度分布均勻、跳變程度小，紋理較粗且模糊，與部分地物的特 征相似，比如沙漠與層云的紋理特征極為接近。為了增加云霧檢測(cè)的準(zhǔn)確度，可以對(duì)影像進(jìn) 行直方圖均衡化增強(qiáng)處理，突出隱含的紋理細(xì)節(jié)。均衡化的公式如下：
[0051] 0<rk< l,k = 0,l,2,. . .L-l
[0052] 上式中，sk為原圖灰度值為k的像素經(jīng)過(guò)變換后的新灰度值;Pr (ri)是灰度值為i的 像素頻率;L即圖像的灰度等級(jí)。
[0053] 另一方面，紋理可以被認(rèn)為是，在局部范圍內(nèi)，圖像灰度等級(jí)間的空間分布及其空 間的相互關(guān)系?；叶裙采仃囀菍?duì)與圖像保持某個(gè)距離的兩個(gè)像素分別具有的特定灰度的 統(tǒng)計(jì)而得到，它能反映出灰度的分布特性，同時(shí)也可以反映具有同樣灰度或接近同樣灰度 的像素間的位置分布特性，是一種基于圖像灰度聯(lián)合概率矩陣的方法，即關(guān)于圖像灰度變 化的二階統(tǒng)計(jì)特征。由于云霧檢測(cè)是基于足印影像灰度值的檢測(cè)，因此云檢測(cè)方案可使用 灰度共生矩陣作為其特征提取的依據(jù)。
[0054] 灰度共生矩陣是從圖像灰度值為i的像元(x，y)出發(fā)，統(tǒng)計(jì)與其距離為d，灰度值為 j的像元(x+a，y+b)同時(shí)出現(xiàn)的頻度P (i，j，d，Θ