一种基于卫星遥感数据的冰川高程变化监测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于卫星遥感数据的冰川高程变化监测方法，该方法包括：通过获取目标冰川的光学立体影像和激光测高数据；通过对光学立体影像进行平面控制约束生成数字正射影像和数字表面模型；基于激光测高数据对数字表面模型进行优化；基于历史激光测高数据、数字正射影像和优化后的数字表面模型对目标冰川的高程变化进行监测。本发明专利技术通过光学立体影像结合激光测高数据对冰川高程变化进行监测，有效降低了现有技术当中由于数字高程模型精度低带来的局限性，提高了监测精度，为冰川变化的研究提供了有力支持。化的研究提供了有力支持。化的研究提供了有力支持。

【技术实现步骤摘要】
一种基于卫星遥感数据的冰川高程变化监测方法


[0001]本专利技术涉及卫星监测
，具体涉及一种基于卫星遥感数据的冰川高程变化监测方法。

技术介绍

[0002]在当今水资源面临短缺和污染的情况下，冰川作为最重要的淡水储备具备非常重要的战略意义。山地冰川不仅是重要的径流补给,也是气候变化的敏感指示器与放大器。在全球气候变暖的背景下，青藏高原冰川加剧退缩，冰川融水增加，这不仅会影响水资源储备，并且导致冰川灾害事件发生频繁，严重威胁山区人们的生命财产安全和生活质量。因此需要对青藏高原冰川进行更为深入全面的认识以应对冰川退缩带来的影响，监测冰川变化已经成为全球变化研究的重要内容之一。
[0003]随着卫星及传感器的发展，冰川监测技术不断更新，为监测冰川变化研究提供了及时、准确的数据源，遥感技术已经成为快速准确识别冰川的主要技术手段，监测冰川变化主要以冰川面积变化和冰川厚度变化研究为主，而冰川厚度变化需要通过冰川表面高程变化进行监测。但是现有技术中数字高程模型存在高程精度较低、空间分辨率较低等问题，在提取冰川高程信息中具有局限性，如常用的SRTM高程精度较低，通过C波段SAR观测无法有效的在冰川区域区分积雪区和无雪区，穿透不同的雪深引起较大的误差。卫星激光测高作为一种新型对地观测技术，能够获取冰川表面的高精度三维信息，可作为高程控制联合立体影像提高数字表面模型的绝对高程精度。激光测高数据在中纬度地区较为稀疏且重复轨道较远，不能单独进行冰川高程变化监测。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种基于卫星遥感数据的冰川高程变化监测方法，以解决冰川区域高程变化信息提取精度较低的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]本专利技术实施例提供了一种基于卫星遥感数据的冰川高程变化监测方法，包括：
[0007]获取目标冰川的光学立体影像和激光测高数据，所述激光测高数据包括同期激光测高数据和历史激光测高数据；
[0008]通过对所述光学立体影像进行平面控制约束生成数字正射影像和数字表面模型；
[0009]基于所述激光测高数据对所述数字表面模型进行优化；
[0010]基于所述历史激光测高数据、所述数字正射影像和优化后的数字表面模型对所述目标冰川的高程变化进行监测。
[0011]可选的，所述基于所述历史激光测高数据、所述数字正射影像和优化后的数字表面模型对所述目标冰川的高程变化进行监测，包括：
[0012]通过所述数字正射影像提取所述目标冰川的边界信息；
[0013]从所述历史激光测高数据中获取不同时间位于冰川边界内的激光点；
[0014]基于所述激光点和所述数字表面模型计算所述目标冰川的高程变化率；
[0015]对所述高程变化率进行分析，得到冰川高程变化监测结果。
[0016]可选的，所述基于所述激光点和所述数字表面模型计算所述目标冰川的高程变化率，包括：
[0017]将所述激光点按数据获取的时间进行排序；
[0018]通过所述激光点与高程变化信息得到冰川在不同时间的高程变化值；
[0019]通过所述高程变化值和时间计算所述目标冰川的高程变化率。
[0020]可选的，所述对所述高程变化率进行分析，得到冰川高程变化监测结果，包括：
[0021]获取所述激光点的绝对海拔高度；
[0022]将所述激光点的绝对海拔高度和所述冰川高程变化率之间关系进行趋势分析；
[0023]对得到的趋势分析结果进行验证，得到冰川高程变化监测结果。
[0024]可选的，所述基于所述激光测高数据对所述数字表面模型进行优化，包括：
[0025]通过所述激光测高数据筛选激光高程控制点；
[0026]通过所述激光高程控制点对所述数字表面模型进行高程精度的优化。
[0027]可选的，所述通过所述激光高程控制点对所述数字表面模型进行高程精度的优化，包括：
[0028]获取所述数字表面模型的目标范围；
[0029]将所述目标范围与预设范围距离进行对比；
[0030]若所属目标范围大于所述预设范围距离，基于所述激光高程控制点通过一次多项式对所述数字表面模型进行高程精度的优化；
[0031]若所属目标范围小于所述预设范围距离，基于所述激光高程控制点通过常数项平移的方式对所述数字表面模型进行高程精度的优化。
[0032]可选的，所述基于所述激光高程控制点通过常数项平移的方式对所述数字表面模型进行高程精度的优化，包括：
[0033]通过所述激光高程控制点和所述数字表面模型判断是否存在系统性高程偏差；
[0034]若存在系统性高程偏差，则通过常数项平移的方式对所述数字表面模型进行精度优化。
[0035]本专利技术实施例还提供了一种基于卫星遥感数据的冰川高程变化监测装置，包括：
[0036]获取模块：用于获取目标冰川的光学立体影像和激光测高数据，所述激光测高数据包括同期激光测高数据和历史激光测高数据；
[0037]生成模块：用于通过对所述光学立体影像进行平面控制约束生成数字正射影像和数字表面模型；
[0038]优化模块：基于所述激光测高数据对所述数字表面模型进行优化；
[0039]监测模块：用于基于所述历史激光测高数据、所述数字正射影像和所述数字表面模型对所述目标冰川的高程变化进行监测。
[0040]本专利技术实施例还提供了一种电子设备，包括：
[0041]存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行本专利技术实施例提供的基于卫星遥感数据的冰川高程变化监测方法。
[0042]本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行本专利技术实施例提供的基于卫星遥感数据的冰川高程变化监测方法。
[0043]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0044]本专利技术提供了一种基于卫星遥感数据的冰川高程变化监测方法，通过获取目标冰川的光学立体影像和激光测高数据，所述激光测高数据包括同期激光测高数据和历史激光测高数据；通过对光学立体影像进行平面控制约束生成数字正射影像和数字表面模型；基于激光测高数据对数字表面模型进行优化；基于历史激光测高数据、数字正射影像和数字表面模型对目标冰川的高程变化进行监测。本专利技术通过光学立体影像结合激光测高数据对冰川高程变化进行监测，有效降低了由于现有的数字高程模型精度低带来的局限性，提高了监测精度，为冰川变化的研究提供了有力支持。
附图说明
[0045]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于卫星遥感数据的冰川高程变化监测方法，其特征在于，包括：获取目标冰川的光学立体影像和激光测高数据，所述激光测高数据包括同期激光测高数据和历史激光测高数据；通过对所述光学立体影像进行平面控制约束生成数字正射影像和数字表面模型；基于所述激光测高数据对所述数字表面模型进行优化；基于所述历史激光测高数据、所述数字正射影像和优化后的数字表面模型对所述目标冰川的高程变化进行监测。2.根据权利要求1所述的基于卫星遥感数据的冰川高程变化监测方法，其特征在于，所述基于所述历史激光测高数据、所述数字正射影像和优化后的数字表面模型对所述目标冰川的高程变化进行监测，包括：通过所述数字正射影像提取所述目标冰川的边界信息；从所述历史激光测高数据中获取不同时间位于冰川边界内的激光点；基于所述激光点和所述数字表面模型计算所述目标冰川的高程变化率；对所述高程变化率进行分析，得到冰川高程变化监测结果。3.根据权利要求2所述的基于卫星遥感数据的冰川高程变化监测方法，其特征在于，所述基于所述激光点和所述数字表面模型计算所述目标冰川的高程变化率，包括：将所述激光点按数据获取的时间进行排序；通过所述激光点与高程变化信息得到冰川在不同时间的高程变化值；通过所述高程变化值和时间计算所述目标冰川的高程变化率。4.根据权利要求2所述的基于卫星遥感数据的冰川高程变化监测方法，其特征在于，所述对所述高程变化率进行分析，得到冰川高程变化监测结果，包括：获取所述激光点的绝对海拔高度；将所述激光点的绝对海拔高度和所述冰川高程变化率之间关系进行趋势分析；对得到的趋势分析结果进行验证，得到冰川高程变化监测结果。5.根据权利要求1所述的基于卫星遥感数据的冰川高程变化监测方法，其特征在于，所述基于所述激光测高数据对所述数字表面模型进行优化，包括：通过所述激光测高数据筛选激光高程控制点；通过所述激光高程控制点对所述数字表面模型进行高程精度的优化。6.根据权利要求5所述的基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国元，张帅台，郭金权，朱思奥，周晓青，陈继溢，张斌，刘昌儒，张涛，
申请(专利权)人：自然资源部国土卫星遥感应用中心，
类型：发明
国别省市：