駐馬店WorldView影像圖的制作

李佩臻

（河南省基礎(chǔ)地理信息中心，河南 鄭州 450000）

駐馬店WorldView影像圖的制作

李佩臻

（河南省基礎(chǔ)地理信息中心，河南 鄭州 450000）

衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)的重要組成部分。以它為基本數(shù)據(jù)源，根據(jù)它的屬性信息建立數(shù)據(jù)解譯標(biāo)志，在地理空間數(shù)據(jù)的獲取與更新中發(fā)揮著重要作用，W orldView影像是美國(guó)商業(yè)遙感衛(wèi)星影像，它在民用領(lǐng)域?qū)⑿禽d傳感器的地面分辨率提高到0．5米，大大縮小了衛(wèi)星影像與航空相片之間分辨能力的差距，打破了較大比例尺地形圖測(cè)繪只能依賴航空遙感的局面。論文主要研究了W orldView影像處理過(guò)程中的幾個(gè)主要的技術(shù)環(huán)節(jié)，包括影像集合校正、影像鑲嵌、影像裁切等。

worldview；遙感；影像；分辨率；正攝校正

1 數(shù)據(jù)處理流程

以WorldView2為例介紹影像數(shù)據(jù)處理流程

2 基于ERDAS軟件對(duì)WorldView影像的正射校正

ERDAS IMAGINE是美國(guó)ERDAS公司開(kāi)發(fā)的遙感影像處理系統(tǒng)。它以其先進(jìn)的圖像處理技術(shù)，友好、靈活的用戶界面和操作方式，面向廣闊應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)品模塊，服務(wù)于不同層次用戶的模型開(kāi)發(fā)工具以及高度的RS/GIS（遙感圖像處理和地理信息系統(tǒng)）集成功能，為遙感及相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的用戶提供了內(nèi)容豐富而功能強(qiáng)大的圖像處理工具。

正射校正是對(duì)圖像空間和幾何畸變進(jìn)行校正生成多中心投影平面正射圖像的處理過(guò)程。它除了能糾正一般系統(tǒng)因素產(chǎn)生的幾何畸變外，還可以消除地形引起的幾何畸變。它采用少量的地面控制點(diǎn)與相機(jī)或衛(wèi)星模型相結(jié)合，確立相機(jī)（傳感器）、圖像和地面三平臺(tái)簡(jiǎn)單關(guān)系，建立正確的校正公式，產(chǎn)生精確的正射影像。

ERDAS支持RPC有理多項(xiàng)式系數(shù)嚴(yán)格軌道物理模型的正射校正，

WorldView的生產(chǎn)過(guò)程主要依靠RPC文件和DEM數(shù)據(jù)定位和幾何糾正圖像，校正精度取決于RPC文件的定位精度和DEM的分辨率。ERDAS打開(kāi)LPS新建一個(gè)工程選Geometric Model Category下選 Rational Functions；Geometric Model下選World?View RPC；在Block Property Setup窗口中，上面的Set下Prjec?tion Type下選高斯-克呂格投影（Transverse Mercator）；Spheroid Name和Datum Name下選國(guó)際大地測(cè)量協(xié)會(huì)推薦的IAG-75地球橢球體西安80坐標(biāo)系；Longitude of centralmeridian：帶號(hào)值；False easting：東偏500公里；Images下加入拼好的要糾正的影像，把PvrIntExt擊為綠色框；擊圖標(biāo)打開(kāi)Point Measurement窗口，導(dǎo)入控制點(diǎn)、在左右影像中分別放大均勻選取同名控制點(diǎn)位，點(diǎn)位要準(zhǔn)確無(wú)誤，均勻分布，選取時(shí)應(yīng)仔細(xì)對(duì)比左右兩景影像，選擇沒(méi)有發(fā)生變化固定的點(diǎn)位，例如道路交叉點(diǎn)，街道交叉點(diǎn)等，橋梁點(diǎn)、水庫(kù)大壩等，一般情況下，由于水系隨季節(jié)、時(shí)令變化較大，所以選擇時(shí)要慎重考慮。選取足夠的點(diǎn)之后軟件中自動(dòng)計(jì)算出中誤差RMS Error的值，誤差大小控制在一個(gè)像素以內(nèi)。如果以后出現(xiàn)的選取同名點(diǎn)的過(guò)程中出現(xiàn)超出的點(diǎn)位，要仔細(xì)檢查對(duì)比是否準(zhǔn)確無(wú)誤，如果超限過(guò)大就可把此點(diǎn)刪除，在此點(diǎn)附近重新選取其他同名點(diǎn)再觀察誤差值，直至在限差以內(nèi)，然后再選取下個(gè)點(diǎn)位。如果影響中包含有城市范圍，就要以城區(qū)為重點(diǎn)，在城區(qū)范圍內(nèi)多選取控制點(diǎn)，如選取城區(qū)的主要街道交叉點(diǎn)等，在城區(qū)的糾正精度控制好，做到誤差值減到最小。加入DEM，把VxVy控制在一個(gè)像素內(nèi)，計(jì)算，重采樣（分辨率定為0.5）；套合矢量檢查精度。對(duì)輸出影像起名在output file中保存到相應(yīng)的文件夾中：resample method中選取biliner interpolayion雙線性內(nèi)插和選取所要糾正影響的分辨率的值，如3米OK進(jìn)行最后的糾正。等糾正完成之后用viewer先打開(kāi)原有已糾正背景影像，再打開(kāi)糾正后的目標(biāo)影像，后選viewer_utility_swipe，將兩景影像疊加對(duì)比檢查糾正情況是否有誤差存在，若誤差過(guò)大則要重新對(duì)影像進(jìn)行糾正，重復(fù)此過(guò)程直到合格為止。

3 基于PCI軟件對(duì)WorldView2影像的分辨率融合

將高分辨率的全色遙感影像和低分辨率的多光譜遙感影像進(jìn)行融合，獲得色彩信息豐富且分辨率高的遙感融合影像的過(guò)程，稱為遙感影像融合。

打開(kāi)PCI調(diào)出高分辨率影像和多光譜影像；在Tools下?lián)鬉l?gorithm Librarian—Image Processing—Data Fusion—Pansharp—輸入端口Input：Input Multispectral Image Channels下4個(gè)波段都選上參與運(yùn)算；InputRef：Reference Image Channels下4個(gè)波段都選上參與運(yùn)算；InputPan：Panchromatic Image Channel下高分辨率影像選上參與運(yùn)算。輸出端口給路徑輸出一個(gè)16位pix文件。把16位pix文件降為8位pix文件：在Tools下?lián)鬉lgo?rithm Librarian—Geomatica—Fundamentals—Scale下4個(gè)波段都選上參與運(yùn)算。把8位pix文件輸出為raw格式。在PHOTO?SHOP中把raw格式影像打開(kāi)另存為img格式文件。

4 基于PHOTOSHOP軟件對(duì)WorldView影像處理

數(shù)字正射影像圖的好壞不僅取決于它的數(shù)學(xué)精度，還取決于它的色彩。對(duì)有些部門如規(guī)劃部門而言，他們更注重影像地圖色彩的好壞，一幅色彩飽滿、層次分明、反差適中的影像的圖往往更容易打動(dòng)客戶的心，得到客戶的認(rèn)可。然而，由于航空攝影受氣候條件、地形起伏、航攝比例尺、攝影技術(shù)等各種因素的影響，導(dǎo)致航攝得到的原始影像往往比較昏暗，色彩未進(jìn)行任何拉伸，需要進(jìn)行各種圖像處理，以達(dá)到客戶滿意的影像效果。Photoshop作為一種國(guó)際上通用的圖像處理工具，價(jià)格便宜，操作簡(jiǎn)便，圖像處理工具比較齊全，工作效率和處理效果都不錯(cuò)，因此慢慢被遙感技術(shù)人員所推崇，在圖像數(shù)據(jù)輸入輸出、色彩調(diào)整、遙感影像糾正融合、鑲嵌和裁切、濾波和數(shù)字分析等方面使用廣泛。幾年來(lái)，我們利用Photoshop在遙感圖像處理方面做了一些嘗試，并取得了一定的經(jīng)驗(yàn)，這里主要就影像的色彩處理方面作簡(jiǎn)單的介紹。

在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)過(guò)程中，由傳感器獲得的遙感影像經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換、線路傳送以及大氣折射的影響，需要對(duì)影像采用可選顏色、顏色匹配、對(duì)比度增強(qiáng)、直方圖增強(qiáng)和圖像間算術(shù)運(yùn)算對(duì)影像進(jìn)行增強(qiáng)處理，通過(guò)修改遙感影像頻率成分來(lái)實(shí)現(xiàn)遙感圖像數(shù)據(jù)的改變，達(dá)到擬制噪聲或改變遙感影像質(zhì)量的目的，使影像無(wú)顯著噪聲。

5 正攝影像的鑲嵌、裁切

當(dāng)研究區(qū)域在不同的圖像文件上時(shí)，需要將不同的圖像文件拼合在一起形成一幅完整的圖像，這就是圖像的鑲嵌（Mosaic）。通過(guò)鑲嵌處理，可以獲得更大范圍的地面圖像，參與鑲嵌的圖像可以是不同時(shí)間同一傳感器獲取，也可以是不同時(shí)間不同傳感器獲取的圖像，但同時(shí)要求鑲嵌的圖像之間要有一定的重疊度，并校正到同一地圖坐標(biāo)系中。也就是說(shuō)，待鑲嵌的圖像要有相同的地理參考。

Erdas中對(duì)糾正好帶有坐標(biāo)值的影像進(jìn)行拼接，在拼接前首先要疊加兩景影像檢查重疊部分，如果拼接處誤差較大，拼接不上，就要對(duì)影像重新糾正，直到能過(guò)拼接。打開(kāi)Erdas軟件，用Dataprep_mosaic image打開(kāi)后分別添加進(jìn)行已糾正后的兩景影像找到重疊部分用畫線工具將疊加在上部的影像裁掉后用Mosaic tool_process輸出名稱即可。

根據(jù)圖幅規(guī)定的范圍來(lái)裁切正攝影像。通過(guò)遙感信息處理軟件的裁切模塊，輸入所需裁切的坐標(biāo)就可以方便快捷的裁切出需要的數(shù)字正攝影像，并自動(dòng)生成正攝影像的定位附加信息。在Erdas中隊(duì)糾正好帶有坐標(biāo)值的影像進(jìn)行裁切，打開(kāi)Erdas軟件，利用DataPrep_subset image后分別輸入要裁切文件和輸出文件起名稱，在下面輸入裁切的左上角和右下角的X、Y的坐標(biāo)值OK即可。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著遙感技術(shù)的迅速發(fā)展，遙感影像在我國(guó)的數(shù)據(jù)生產(chǎn)中已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用。本文從遙感影像的幾何變形、正射糾正、分辨率融合、圖像色彩的處理幾方面介紹了駐馬店WorldView影像的制作步驟，簡(jiǎn)單描述了制作過(guò)程。

[1]李軍民，賈秋英.數(shù)字正射影像圖的調(diào)色方法與技巧[J].測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)化，2009（12）.

P315.6

A

1671-0037（2014）09-93-2

李佩臻（1980-），女，本科，工程師，研究方向：影像處理與數(shù)據(jù)融合。