(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211140049.8 (22)申请日 2022.09.20 (71)申请人 中咨数据有限公司 地址 100097 北京市海淀区紫竹院路1 16号 8层A座908 申请人 中国公路工程咨询集团有限公司 　 中咨公路养护检测技 术有限公司 (72)发明人 张蕴灵　侯芸　宋张亮　董元帅　 杨璇　胡林　崔丽　张学良　王惠　 胡润婷　 (74)专利代理 机构 保定运维知识产权代理事务 所(普通合伙) 1313 3 专利代理师 孙玉娣 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01)G06Q 10/08(2012.01) G06T 3/00(2006.01) G06T 7/33(2017.01) G06T 7/62(2017.01) G06T 7/73(2017.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 基于立体卫星影像的港口货运量预测方法、 系统及应用 (57)摘要 本发明属于港口货运量数据 识别技术领域， 公开了基于立体卫星影像的港口货运量预测方 法、 系统及应用。 以光学立体卫星影像和地理参 考数据为数据源， 以包括集装箱堆场和散货堆场 的港口货运堆场为对象， 在卫星影像上进行区域 网平差处理； 基于区域网平差处理后的卫星影 像， 生成数字表面模型和数字正射影像； 利用生 成的数字表 面模型和数字正射影像， 进行典型港 口区域集装箱堆场和港口散货堆场的三维建模， 以建立的三维模型为基础进行港口集装箱堆场 三维模型体积计算、 港口散货堆场三维模型体积 计算， 获取货运量信息。 经过与真实体积进行比 较， 本发明高景1号和高分七号港口集装箱堆场 的三维体积计算精度均优于75%。 权利要求书3页 说明书12页 附图7页 CN 115358486 A 2022.11.18 CN 115358486 A 1.一种基于立体卫星影 像的港口货运 量预测方法， 其特 征在于， 该 方法包括以下步骤： ， 以光学立体卫星影像和地理参考数据为数据源， 以包括集装箱堆场和散货堆场的 港口货运 堆场为对象， 在卫星影 像上进行区域网平差处 理； ， 基于区域网平差处 理后的卫星影 像， 生成数字表面模型和数字正 射影像； 、 利用生成的数字表面模型和数字正射影像， 进行典型港口区域集装箱堆场和港口 散货堆场的三维建模， 以建立的三维模型为基础进行港口集装箱堆场三维模型体积计算、 港口散货堆场三维模型体积计算， 获取货运 量信息。 2.根据权利要求1所述的基于立体卫星影像的港口货运量预测方法， 其特征在于， 在步 骤 中， 区域网平差处理通过提出的由粗略到精细的定位方法， 消除影像原始姿轨数据中 的系统误差， 计算 参数， 获取卫星影 像的几何定位； 具体包括以下步骤： （1） 采用 算子提取分布均匀的特征点， 以特征点为中心在底图上取出一定大小的 方形影像区域， 利用 数学模型结合 目标区域 确定出光学影像上对应的影像区域， 并对该影像区域进行几何校正， 消除与底图影像之间旋转和尺度差异， 数学模型的数 学表达式如下： 式中， 为归一化的像素坐标， 为归一化的地理坐标， 为多项式， 且每 个坐标分量的幂次不超过3； （2） 区域网平差模型通过 数学模型配合模型变换基础上包含6个仿射变化参数的 像方仿射变换来实现， 像点的改正数用仿射变换进行表达， 数 学模型如下： 式中， 和 是编号为 的影像的6个待求参数； 和 是标号为 点的影像坐标与地理坐标， 该地理坐标包括经度、 纬度和大地高。 3.根据权利要求2所述的基于立体卫星影像的港口货运量预测方法， 其特征在于， 所述 卫星影像在所述区域网平差处理中所需的控制点使用地面控制点， 或通过使用已有精确地 的地理参考数据进行量测， 所述控制点通过高分辨率卫星影像和已有地理信息数据的自动 匹配和配准获取。 4.根据权利要求1所述的基于立体卫星影像的港口货运量预测方法， 其特征在于， 在步 骤 中， 基于区域网平差处理后的卫星影像， 生成数字表面模型和数字正射影像在基于窗权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115358486 A 2口的多角度多视影像匹配模型 的基础上， 引入周围信息作为惩罚项， 构建总体能量 函数， 进行密集匹配， 具体包括以下步骤： （1） 有 景遥感影像 ， 选取中间的一景影像作为参考影像 ， 其它的至少一 景影像为搜索影像 ； 组成 个立体像对， 像对 ； 对于参考 影像上的一个给定特 征点 ， 物方空间的对应点 一定位于通过点 的摄影光线 上； （2） 为点 的概略高程值， 通过共线 方程式获得点的三 维坐标 ， 再给定概 略高程值 的容差为 ， 得到对应于高程 和 的两个物方点 和 ， 点 在物方空间的对应点则一定位于摄 影光线段 之上； 共线方程如下式： 式中， 为像点的像平面坐标； 为影像的内方位元素； 为摄站点 的物方 空间坐标； 为物方点的物方 空间坐标； 为影像的3个外方位角元素 组成的9个方向余弦； （3） 利用影像的精确定向元素， 将摄影光线段 分别投影到搜索影像 上以得到 给定点 在影像 上的同名核 线， 点 的匹配点 也一定位于 搜索影像的 上的核线上。 5.根据权利要求4所述的基于立体卫星影像的港口货运量预测方法， 其特征在于， 参考 影像中任意像点 和与其相对应的地面 高程 ， 利用 方法计算得到的结果为能量项， 在此基础上引入周围信息作为约束项 ， 利用全局优化的方法进行逐像素的多视影 像匹配， 获得高精度逐像素密度数字表面模型； 总体能量 函数表示 为： 。 6.根据权利要求1所述的基于立体卫星影像的港口货运量预测方法， 其特征在于， 在步 骤 中， 利用生成 的数字表面模型和数字正射影像， 进行典型港口区域集装箱堆场和港口 散货堆场的三维建模 包括： 对于平顶实体的建模， 首先按照平顶物体的构建算法提取实体的轮廓线和地面高程 点， 构建出平顶实体， 再根据坡顶构建算法的需求对脊线进 行采集， 然后根据采集到的脊线 信息对已有的平 顶模型的顶面进行修改， 生成实体模型； 对于圆柱形物体的建模， 在量取实体边缘 时， 第一个量测点为取实体的最顶部， 其他两 个点在边 缘上；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115358486 A 3