基于混合像元灰度分布的提高點(diǎn)位平面精度方法

賀一楠， 耿娟， 秦軍， 劉晨， 楊輝

(西南交通大學(xué)軌道交通工程遙感聯(lián)合研究中心，成都 610031)

基于混合像元灰度分布的提高點(diǎn)位平面精度方法

賀一楠， 耿娟， 秦軍， 劉晨， 楊輝

(西南交通大學(xué)軌道交通工程遙感聯(lián)合研究中心，成都 610031)

隨著衛(wèi)星遙感技術(shù)的日趨發(fā)展與成熟，利用衛(wèi)星影像進(jìn)行測繪生產(chǎn)也越來越重要。由于衛(wèi)星影像與傳統(tǒng)航空影像不同，當(dāng)運(yùn)用現(xiàn)有的測圖相關(guān)技術(shù)手段將數(shù)字影像放大到像元級別以尋找控制點(diǎn)位時(shí)，受傳感器隨機(jī)分割生成的像元以及周圍地物的影響，無法在一系列混合像元中準(zhǔn)確進(jìn)行控制點(diǎn)的定位和量測，增加了航測繪圖產(chǎn)品的誤差。為此，設(shè)計(jì)了一種用于數(shù)字?jǐn)z影測量且不同于現(xiàn)有航測規(guī)范中所涉及的地面標(biāo)志，并提出了基于該種標(biāo)志的點(diǎn)位偏移量解算方法。該算法解決了在數(shù)字影像上尋找點(diǎn)位困難問題的同時(shí)提高了單點(diǎn)的定位精度。最后，通過GeoEye-1衛(wèi)星立體像對的定位實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的實(shí)用性和準(zhǔn)確性。

衛(wèi)星影像；標(biāo)志；坐標(biāo)偏移量；單點(diǎn)平面坐標(biāo)

0 引言

近年來，衛(wèi)星遙感技術(shù)日新月異，許多高分辨率的傳感器可以提供立體像對用于測繪生產(chǎn)，例如SPOT5，IKONOS2和GeoEye1等。一般而言，傳統(tǒng)35 mm膠片的解析度為每英寸2 500線，相當(dāng)于1 800萬像元甚至更高,因此衛(wèi)星影像的dm級分辨率要小于航空影像的cm級分辨率。當(dāng)內(nèi)業(yè)測圖人員在影像上尋找準(zhǔn)確點(diǎn)位時(shí)，為了確保點(diǎn)位足夠準(zhǔn)確，必然會(huì)將影像放大至像元級別。當(dāng)利用自然地物作為控制點(diǎn)時(shí)，由于自然地物在影像上分布沒有規(guī)律，使得尋找控制點(diǎn)變得困難[1-2]。所以，如果控制點(diǎn)是一個(gè)中心位置具有明確規(guī)則形狀的圖案，就很容易在影像上尋找出該點(diǎn)所在像元，避免了選擇控制點(diǎn)時(shí)出現(xiàn)的問題。本文利用不同于現(xiàn)有航測規(guī)范中涉及的外業(yè)布設(shè)標(biāo)志，結(jié)合一定的制作與外業(yè)布設(shè)要求，最終在所獲得影像的地面標(biāo)志上獲得一個(gè)最黑的像元，周圍被一系列由黑白地物信息構(gòu)成的混合像元環(huán)繞，使內(nèi)業(yè)工作人員在影像上選擇控制點(diǎn)時(shí)，可以直觀地選擇位于控制點(diǎn)中心區(qū)域最黑像元所在的位置，同時(shí)構(gòu)建混合像元分解模型算法，從而獲得黑色中心像元與外業(yè)實(shí)測控制點(diǎn)坐標(biāo)的偏移量。將本文方法運(yùn)用到實(shí)際的攝影測量工作中，可以避免選點(diǎn)工作流程中所引入的誤差，提高點(diǎn)位的平面定位精度。

1 攝影測量中常用的標(biāo)志

目前，在攝影測量工作中預(yù)先布設(shè)控制點(diǎn)標(biāo)志是衛(wèi)星遙感、航空遙感和近景攝影測量等領(lǐng)域的一個(gè)野外或現(xiàn)場工作環(huán)節(jié)[3]。常用標(biāo)志的形狀和設(shè)計(jì)比例如圖1所示[3]。

圖1 近景及航空攝影測量中使用的地面標(biāo)志Fig.1 Ground symbols used in close-range and aero photogrammetry

圖1上D為中心圓直徑，m；L為標(biāo)志外圓的直徑，m；a為標(biāo)志的寬度，mm；3a為標(biāo)志的長度，mm。其中

(1)

a=0.04Ms

(2)

式中(1)(2)中：y為攝影距離，m；d為攝影儀測標(biāo)直徑，mm；f為攝影機(jī)主距，mm;Ms為像片比例尺分母。

將圖1(b)(c)2種常用標(biāo)志應(yīng)用于衛(wèi)星影像測圖工作中，在m級的衛(wèi)星影像上觀察這2種標(biāo)志，就會(huì)分別出現(xiàn)如圖2所示的現(xiàn)象，即原本清晰的十字中心因?yàn)閿?shù)字影像上像元特有的方形分割特點(diǎn)而變成了鋸齒狀，而且原本十字線周圍清晰的黑白色中心也變成了不同程度的灰色，因此內(nèi)業(yè)人員難以找到準(zhǔn)確的十字中心，即控制點(diǎn)所在的位置。

圖2 常用標(biāo)志在衛(wèi)星影像上的像元級別顯示Fig.2 Pixel showing of common symbols in satellite image

本文設(shè)計(jì)一種方形的外業(yè)標(biāo)志，該標(biāo)志在影像上地標(biāo)的中心獲得一個(gè)最黑的像元，周圍的混合像元為黑白灰度信息地物的混合[4]。內(nèi)業(yè)工作人員在選擇控制點(diǎn)時(shí)，直接選擇位于控制點(diǎn)中心區(qū)域的那個(gè)純黑像元的位置即可，同時(shí)利用混合像元分解原理獲得中心像元與外業(yè)實(shí)測控制點(diǎn)坐標(biāo)的偏移量。

2 標(biāo)志的設(shè)計(jì)內(nèi)容

2.1 形狀與尺寸

以外業(yè)布設(shè)的標(biāo)志中心(即實(shí)測物方控制點(diǎn))為坐標(biāo)原點(diǎn)，過原點(diǎn)與標(biāo)志邊緣互相垂直的2條線分別為X軸和Y軸，建立一個(gè)直角坐標(biāo)系如圖3所示。

圖3 新標(biāo)志尺寸示意圖Fig.3 Diagram of new symbol’s size

設(shè)標(biāo)志中心點(diǎn)坐標(biāo)為(0，0)，標(biāo)志中心區(qū)位于(-A，A；-B，B)4條直線所圍區(qū)域內(nèi)(圖3陰影)。環(huán)繞區(qū)外邊界為不小于(-3A，3A；- 3B，3B)4條直線所圍區(qū)域的邊界。設(shè)L為CCD或CMOS成像單元的像元長度；L′為像元寬度；H為成像距離或者相對航高；f為相機(jī)或遙感傳感器光學(xué)系統(tǒng)焦距。則

A=L′(H/f);B=L′(H/f)。

(3)

2.2 制作方法

制作標(biāo)志要選擇具有保留時(shí)間長、耐水、耐退化、抗損毀且避免產(chǎn)生強(qiáng)反射的材質(zhì)，同時(shí)標(biāo)志中心區(qū)域和環(huán)繞區(qū)域要具有相對大的反射差異，以便于在影像上進(jìn)行識別。野外無人工建筑的區(qū)域可采用結(jié)實(shí)防水的燈箱布材料；有人工建筑的區(qū)域，采用防水油漆在水泥表面等平整的地方進(jìn)行繪制。為方便在全色波段圖像上識別標(biāo)志，要選擇反差最大的黑色和白色。如圖4所示，正方形標(biāo)志中間黑色部分長度為邊緣環(huán)繞區(qū)域長度的1/3；長方形標(biāo)志中間部分的長寬均為邊緣環(huán)繞區(qū)域長度的1/3。

圖4 新型標(biāo)志俯視圖Fig.4 Planform of new symbols

2.3 外業(yè)布設(shè)要求

航測規(guī)范中介紹的常規(guī)標(biāo)志在外業(yè)布設(shè)時(shí)沒有布設(shè)方位角度的要求[3]。本文介紹的這種標(biāo)志在布設(shè)時(shí)必須保持標(biāo)志的直線邊與成像靶面像元的直線邊平行(圖5)。

圖5 物方標(biāo)志與數(shù)字成像靶面的空間位置關(guān)系Fig.5 Relationship between new symbol and CCD (CMOS)

衛(wèi)星在既定軌道運(yùn)行時(shí)，與赤道存在一個(gè)固定的軌道傾角，可以根據(jù)該固定傾角來布設(shè)標(biāo)志。例如GeoEye-1衛(wèi)星的軌道傾角為98.1°，外業(yè)布設(shè)標(biāo)志時(shí)，利用羅盤找準(zhǔn)地理北偏西8.1°方向?qū)嵉夭荚O(shè)標(biāo)志，這樣可以保證控制點(diǎn)標(biāo)志在影像上呈方形，避免因?yàn)闃?biāo)志布設(shè)時(shí)的方位偏斜所導(dǎo)致的影像上控制點(diǎn)的變形。

2.4 影像上標(biāo)志偏移量的解算

當(dāng)傳感器采集地物時(shí)，最理想的狀況是出現(xiàn)如圖6所示的4個(gè)純黑色像元，控制點(diǎn)點(diǎn)位與圖3坐標(biāo)系中的(0，0)點(diǎn)重合，4個(gè)像元分屬4個(gè)象限，此時(shí)，選擇左下角的像元作為控制點(diǎn)所在像元，將控制點(diǎn)的X方向值加X/2，Y方向值加Y/2，以此作為修正后新的控制點(diǎn)坐標(biāo)(X,Y為外業(yè)實(shí)測時(shí)控制點(diǎn)平面坐標(biāo)，m)。

圖6 標(biāo)志的理想狀況示意圖Fig.6 New symbol as ideal situation in digital image

然而，在大多數(shù)實(shí)際成像情況下，CCD邊界并不與標(biāo)志邊界完全重疊，如圖7所示，黑色虛線方格背景為地面標(biāo)志，其中斜條紋填充區(qū)域?yàn)闃?biāo)志周圍地物。無邊框方格為實(shí)際影像像元對應(yīng)的物方視場，黑實(shí)線包圍部分為標(biāo)志顯示區(qū)域。

圖7表明，在黑實(shí)線方格中與標(biāo)志對應(yīng)的36個(gè)像元中，只有1個(gè)完整的黑色正方形(中間P(i,j)即控制點(diǎn)所在像元)，緊鄰其四周的像元均為黑色部分與背景的白色混合而成的混合像元。由于混合像元里黑色所占比例不同，使混合像元表現(xiàn)為灰色像元，并且各個(gè)灰色像元的灰度值不盡相同。

圖7 標(biāo)志在數(shù)字成像靶面上偏移示意圖

Fig.7 New symbol as position offset in digital image

設(shè)像元水平方向長度為L，垂直方向長度為L′(可由影像分辨率得到，實(shí)際情況中有些數(shù)字影像的像元為矩形)，則該像元的反射能量為

(4)

式中：ρB(x,y)為對應(yīng)B波段的地物光譜反射率；Ein(x,y)為相機(jī)曝光時(shí)間內(nèi)投射在CCD單元上的輻射能量。

在自然狀態(tài)下，地面瞬時(shí)視場內(nèi)的ρ(x,y)是一個(gè)變量，其變化大小與視場內(nèi)地物混合程度有直接關(guān)系。但在人工制作的地面標(biāo)志上，ρ(x,y)非常接近于一個(gè)常量。由于面積很小，Ein(x,y)也可視作一個(gè)常量，因此，式(4)就進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為

Er(i,j)=ρbEin(△λ)LL′,

(5)

Er(i,j-1)=ρbEin(△λ)(L-m)L′+ρwEin(△λ)mL′,

(6)

Er(i,j+1)=ρbEin(△λ)mL′+ρwEin(△λ) (L-m)L′,

(7)

式中：ρb為黑色區(qū)域的反射率；ρw為白色區(qū)域的反射率；Ein(△λ)為△λ波長區(qū)間平均入射輻射通量；m為水平方向上左邊的灰色像元中白色像元所占的長度，即右邊像元中黑色像元所占的長度。參照圖7，中間最黑像元上下左右四鄰域的灰度值分別為g(i,j-1)，g(i,j+1)，g(i-1,j)和g(i+1,j)，這些值可以在影像上直接獲取。相機(jī)的系統(tǒng)增益系數(shù)為k；x0=0,y0=0為圖7原點(diǎn)位置；△x為控制點(diǎn)中心水平方向的偏移量; △y為垂直方向的偏移量。則上下左右4個(gè)灰色像元的灰度值分別為

g(i,j-1)=kEr(i,j-1)=kEin(x,y){ρb(△x-x0)L′+ρw[L-(△x-x0)]L′},

(8)

g(i,j+1)=kEr(i,j+1)=kEin(x,y){ρw(△x-x0)L′+ρb[L-(△x-x0)]L′},

(9)

g(i-1,j)=kEr(i-1,j)=kEin(x,y){ρw(△y-y0)L+ρb[L′-(△y-y0)]L},

(10)

g(i+1,j)=kEr(i+1,j)=kEin(x,y){ρb(△y-y0)L+ρw[L′-(△y-y0)]L},

(11)

式中：Er(i,j-1)為左像元的反射能量；Er(i,j+1)為右像元的反射能量；Er(i-1,j)為上像元的反射能量;Er(i+1,j)為下像元的反射能量；Ein(x,y)為相機(jī)曝光時(shí)間內(nèi)投射在CCD單元上的輻射能量；ρw(x,y)為最白色區(qū)域的光譜反射率；ρb(x,y)為最黑色區(qū)域的光譜反射率。

利用式(8)—(11)分別推導(dǎo)出控制點(diǎn)中心位置在水平和垂直方向的偏移量計(jì)算公式，即

(12)

(13)

式中：gw為最白色像元的灰度值；gb為最黑色像元的灰度值。

利用式(12)(13)計(jì)算出偏移量△x和△y，最終結(jié)果的量綱基于影像的空間分辨率，即像元對應(yīng)的地面尺寸，單位為m；同時(shí)，偏移量結(jié)果有正負(fù)之分，表明偏移的方向。因此，可以直接對量測的點(diǎn)位坐標(biāo)進(jìn)行修正，實(shí)地量測的控制點(diǎn)坐標(biāo)在進(jìn)行室內(nèi)空三加密工作時(shí)加上此偏移量后再使用。

3 野外實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

本實(shí)驗(yàn)采用四川省甘孜州雅江縣的GeoEye-1全色波段數(shù)據(jù)。影像分辨率為0.5 m。依照式(3)描述的影像分辨率與標(biāo)志尺寸的關(guān)系，設(shè)計(jì)標(biāo)志中心區(qū)域尺寸為1 m見方。在衛(wèi)星采集影像之前預(yù)先布設(shè)新型野外標(biāo)志，按照上文所述的原則布設(shè)多個(gè)本文設(shè)計(jì)的標(biāo)志作為控制點(diǎn)，布設(shè)對角型標(biāo)志作為檢查點(diǎn)。野外實(shí)際布設(shè)的標(biāo)志如圖8所示。

(a) 1號控制點(diǎn)(b) 2號控制點(diǎn) (c) 3號控制點(diǎn)(d) 4號控制點(diǎn)

圖8 野外布設(shè)的控制點(diǎn)與檢查點(diǎn)

Fig.8 Control points and checking points in the field

針對有人工建筑區(qū)域，采用防水油漆在水泥表面等平整的地方繪制標(biāo)志，如圖8(a)(b)所示；針對野外無人工建筑區(qū)域，按照標(biāo)志的尺寸設(shè)計(jì)原則,利用黑色防水噴漆繪制本文設(shè)計(jì)的方形標(biāo)志和對角形標(biāo)志，如圖8(c)(d)所示。獲得GeoEye-1影像立體像對后，在影像上找到預(yù)先布設(shè)的標(biāo)志，得到3個(gè)本文設(shè)計(jì)的標(biāo)志點(diǎn)(控制點(diǎn),圖9上點(diǎn)1，2，3)與1個(gè)檢查點(diǎn)(圖9上點(diǎn)4)。

圖9 GeoEye-1像對左片(左)和右片(右)點(diǎn)位及放大至像元級別后顯示

Fig.9 Pixel showing of points in GeoEye-1 stereo pairs of images

衛(wèi)星影像立體像對有穩(wěn)定的剛性結(jié)構(gòu)，少量的控制點(diǎn)就能夠保證單像對影像在RPC模型下的加密精度[5]。因此，本次實(shí)驗(yàn)采用3個(gè)控制點(diǎn)既能保證加密工作的順利進(jìn)行，同時(shí)也能保證最終加密點(diǎn)的精度。實(shí)驗(yàn)中采用基于衛(wèi)星影像RPC文件的有理函數(shù)模型[6-7]，具體模型為

s=Nums(U,V,W)/Dens(U,V,W),

(14)

t=Numl(U,V,W)/Denl(U,V,W),

(15)

式中： (U,V,W)是標(biāo)準(zhǔn)化后的地面點(diǎn)空間坐標(biāo)(緯度φ，經(jīng)度λ,高程h)；(s,t)是標(biāo)準(zhǔn)化后的像點(diǎn)坐標(biāo)(S,T)。Nums(U,V,W)，Dens(U,V,W)，Numl(U,V,W)，Denl(U,V,W)均為式(16)形式的多項(xiàng)式。即

p=a1+a2V+a3U+a4W+a5VU+a6VW+a7UW+a8V2+a9U2+a10W2+a11UVW+a12V3+a13VU2+a14VW2+a15V2U+a16U3+a17UW2+a18V2W+a19U2W+a20W3。

(16)

Nums(U,V,W)采用a1,…,a20系數(shù)；Dens(U,V,W)采用a21,…,a40系數(shù);Numl(U,V,W)采用a41,…,a60系數(shù)，Denl(U,V,W)采用a61,…,a80系數(shù)計(jì)算。4個(gè)多項(xiàng)式共計(jì)80個(gè)系數(shù)。

地面坐標(biāo)和像點(diǎn)坐標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化原理為

(17)

式中：φo,λo,ho,So,To為標(biāo)準(zhǔn)化平移參數(shù)；φs,λs,hs,Ss,Ts為標(biāo)準(zhǔn)化比例參數(shù)。這些參數(shù)與RPC模型4個(gè)多項(xiàng)式中的80個(gè)系數(shù)共同保存在隨影像提供的RPC文件中。具體實(shí)驗(yàn)如下：

1)在立體像對上采集到足夠加密點(diǎn)后，讀取全部點(diǎn)的像點(diǎn)坐標(biāo)，利用RPC模型解算全部加密點(diǎn)和檢查點(diǎn)的地面坐標(biāo)。檢查點(diǎn)的均方根誤差見表1。

表1 2種方法加密后聯(lián)系點(diǎn)個(gè)數(shù)及結(jié)果的均方根誤差Tab.1 Numbers of tie points in the two different methods and the RMSE of results① (m)

續(xù)表

①控制點(diǎn)3個(gè)；檢查點(diǎn)1個(gè)；加密點(diǎn)34個(gè)。

2)根據(jù)式(12)(13)解算出3個(gè)控制點(diǎn)的平面偏移量，最終結(jié)果見表2。

表2 3個(gè)控制點(diǎn)偏移量以及修正后的控制點(diǎn)坐標(biāo)Tab.2 Coordinates of three control points and those after correction with offsets (m)

在保證全部像點(diǎn)坐標(biāo)不變的情況下，利用修正后的控制點(diǎn)坐標(biāo)再次重新解算全部加密點(diǎn)以及檢查點(diǎn)的地面坐標(biāo)。最終檢查點(diǎn)的均方根誤差見表1。

3)比較影像上4號檢查點(diǎn)像元的外業(yè)實(shí)測的實(shí)際平面坐標(biāo)(方法A)、原始控制點(diǎn)加密出的平面坐標(biāo)(方法B)以及通過控制點(diǎn)1,2,3偏移量修正后加密出的平面坐標(biāo)(方法C)，結(jié)果見表3。

表3 3種方法獲取檢查點(diǎn)的平面坐標(biāo)Tab.3 Check point’s plane coordinates with three methods (m)

表1詳細(xì)列舉了2種方法加密出的加密點(diǎn)個(gè)數(shù)以及結(jié)果的均方根誤差。在保證控制點(diǎn)個(gè)數(shù)、聯(lián)系點(diǎn)個(gè)數(shù)、檢查點(diǎn)個(gè)數(shù)不變以及相同的像平面坐標(biāo)的前提下，利用偏移量修正后的控制點(diǎn)坐標(biāo)加密的檢查點(diǎn)的平面精度比較高。結(jié)合表3對最終結(jié)果進(jìn)行分析，認(rèn)為方法C獲得的比較點(diǎn)的點(diǎn)位坐標(biāo)與野外實(shí)測值相比誤差更小。因此，通過影像上混合像元灰度分布求解控制點(diǎn)偏移量，以此修正外業(yè)實(shí)測控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)，得出影像上確定為點(diǎn)位的像元的真實(shí)平面坐標(biāo)值。這種方法解算出來的點(diǎn)位平面坐標(biāo)更加接近實(shí)地量測值，以此可以提高數(shù)字?jǐn)z影測量工作中單點(diǎn)平面定位的準(zhǔn)確度。

4 結(jié)論

本文詳細(xì)介紹了一種不同于傳統(tǒng)航測規(guī)范的新型外業(yè)控制點(diǎn)標(biāo)志，分別從標(biāo)志的形狀、尺寸、顏色和布設(shè)方位等方面闡述了該標(biāo)志的使用方法，同時(shí)詳細(xì)介紹了基于像元分布情況的偏移量解算公式。按照本文介紹的標(biāo)志設(shè)計(jì)及外業(yè)布設(shè)與內(nèi)業(yè)工作原則，該方法適用于任何分辨率的數(shù)字影像測繪工作。將這個(gè)方法運(yùn)用到實(shí)際的0.5 m空間分辨率的GeoEye-1立體像對測圖工作中，在基于3個(gè)控制點(diǎn)的單個(gè)立體像對加密工作中，與直接利用原始控制點(diǎn)坐標(biāo)相比，單點(diǎn)平面精度提高了0.36 m。

受野外實(shí)際條件的影響，本實(shí)驗(yàn)布設(shè)的標(biāo)志在最終衛(wèi)星成像時(shí)仍保存完好的較少，雖然能夠保證空三加密工作的正常進(jìn)行，但是檢查點(diǎn)的個(gè)數(shù)與種類少了些，而且沒有其他衛(wèi)星影像的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作對比，無疑有些遺憾。后期將在這方面進(jìn)行進(jìn)一步深入試驗(yàn)。

[1] 王偉娜,葛瑩,李心玉,等.航測成圖與衛(wèi)星影像測圖的比較分析[J].測繪科學(xué),2008,33(5):65-66,72. Wang W N,Ge Y,Li X Y,et al.Comparative analysis on the mapping with aerial image and satellite image[J].Science of Surveying and Mapping,2008,33(5):65-66,72.

[2] 鐘澤輝,陳洪.傳統(tǒng)相機(jī)與數(shù)字相機(jī)成像原理技術(shù)的比較[J].印刷雜志,2003(6):43-46. Zhong Z H,Chen H.Imaging theory and technique compare between conventional camera and digital camera[J].Printing Field,2003(6):43-46.

[3] 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社第四編輯室.GB/T12975-2008測繪標(biāo)準(zhǔn)匯編[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008. Standards Press of China Fourth Editorial Office.GB/T12975-2008 Surveying and Mapping Standards[S].Beijing:China Standards Publishing House,2008.

[4] 劉俊,姚國清.混合像元分解方法的研究[J].電腦知識與技術(shù),2009,5(13):3499-3500,3507. Liu J,Yao G Q.Research on the methods of unmixing the mixed pixels[J].Computer Knowledge and Technology,2009,5(13):3499-3500,3507.

[5] 王薇,趙利平.GeoEye-1立體像對定位精度及其應(yīng)用分析[J].遙感信息,2012(1):48-51,115. Wang W,Zhao L P.Analysis of mapping accuracy of GeoEye-1 stereopair and its application[J].Remote Sensing Information,2012(1):48-51,115.

[6] 關(guān)元秀,程曉陽.高分辨率衛(wèi)星影像處理指南[M].北京:科學(xué)出版社,2008. Guan Y X,Cheng X Y.Processing Guide of High Resolution Satellite Image[M].Beijing:Science Press,2008.

[7] 劉軍,王冬紅,毛國苗.基于RPC模型的IKONOS衛(wèi)星影像高精度立體定位[J].測繪通報(bào),2004(9):1-3. Liu J,Wang D H,Mao G M.High precision stereo positioning of IKONOS satellite images based on RPC model[J].Bulletin of Surveying and Mapping,2004(9):1-3.

(責(zé)任編輯： 刁淑娟)

Research on improving the planar accuracy of ground point based on mixed pixel gray distribution

HE Yinan, GENG Juan, QIN Jun, LIU Chen, YANG Hui

(JointRemoteSensingResearchCentreforRailTransitProject,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China)

With the development and matureness of the satellite remote sensing technology, the use of satellite images for mapping production has become more and more important. As satellite images and traditional aerial photographs are different, during the utilization of existing mapping techniques to enlarge the image to the pixel level to seek for control points, the exact pixel points and the point coordinates can’t be found in a series of mixed pixels because of the division generated randomly by the sensor element and the influence of the surrounding surface features. As a result, the image can’t be accurately measured at a point, which will cause aerial mapping error. Therefore, a new symbol used in digital photogrammetry is presented in this paper, which is different from the ones in relative standard, and an algorithm is put forward based on the grayness of pixels of this kind of symbol in the digital image, which can find points and simultaneously improve the single point positioning accuracy. Finally, with a GeoEye-1 stereo pair through the actual encryption work, the practicability and the accuracy of the method are verified.

satellite images; symbol; offset of coordinates; planar coordinate of signal point

2013-10-09；

2013-12-12

國家重點(diǎn)基礎(chǔ)項(xiàng)目(973項(xiàng)目)(編號： 2012CB719901)、 國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)(編號： 2012AA12A304)和國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(編號： 50848053)共同資助。

10.6046/gtzyyg.2015.01.05

賀一楠,耿娟,秦軍,等.基于混合像元灰度分布的提高點(diǎn)位平面精度方法[J].國土資源遙感,2015,27(1):29-34.(He Y N,Geng J,Qin J,et al.Research on improving the planar accuracy of ground point based on mixed pixel gray distribution[J].Remote Sensing for Land and Resources,2015,27(1):29-34.)

P 236

A

1001-070X(2015)01-0029-06

賀一楠(1982-)，男，碩士，研究助理，主要從事攝影測量與遙感應(yīng)用研究。Email: yinan.he@foxmail.com。