K o mp s a t-3影像圖生產(chǎn)工藝研究

郝繼坤 王琳

（河北省國土資源利用規(guī)劃院，河北 石家莊 050010）

K o mp s a t-3影像圖生產(chǎn)工藝研究

郝繼坤 王琳

（河北省國土資源利用規(guī)劃院，河北 石家莊 050010）

摘要：本文以張家口市為研究區(qū)域，針對Kompsat-3高分辨率遙感衛(wèi)星影像，對其制圖的過程進行了研究。結果表明，本工藝過程完成的制圖結果符合要求，可按照本工藝生產(chǎn)出合格的Kompsat-3影像圖。

正射糾正；融合；調色鑲嵌；高分辨率

一、引言

作為國土資源管理的重要手段和服務于國情、國力調查的有效措施，土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測顯得尤為重要。遙感影像數(shù)據(jù)作為遙感監(jiān)測的重要內容，具有空間宏觀性、視角廣、多分辨率(光譜和空間) 、多時相、周期性、信息量豐富等特點[1]是人們快速了解地面信息的重要手段。而高分辨遙感影像的快速發(fā)展，為人們了解地面覆蓋提供了更加有利的工具。

Kompsat-3是韓國第3顆多用途衛(wèi)星，執(zhí)行高分辨率成像和測繪任務，于2012年5月17日首次發(fā)射，衛(wèi)星設計壽命為4年，發(fā)射質量為980kg，功率為1200W，衛(wèi)星有效載荷由阿斯特里姆德國公司協(xié)助研制，是1臺名為“先進地球成像系統(tǒng)”（AEISS）的高分辨率推掃成像儀，全色和多光譜分辨率分別達到0.7m和2.8m[2]。本文以Kompsat-3遙感衛(wèi)星影像為試驗數(shù)據(jù)，討論其制作正射影像的方法，以便滿足土地利用變更調查的應用。

二、試驗區(qū)域和資料情況

1.實驗數(shù)據(jù)

本次試驗數(shù)據(jù)處理Kompsat-3數(shù)據(jù)，共4景，數(shù)據(jù)位于河北省張家口市，影像拍攝時間為2014年7月27日。影像地面分辨率為1m。影像覆蓋區(qū)域地形、地類豐富，既包含較為平坦的市區(qū)，也有地勢相對較高的山地、丘陵，具有較好的試驗代表性。

2.基礎資料檢查準備

該地區(qū)的地面控制數(shù)據(jù)采用1:10000的DOM（數(shù)字正射影像）和DEM（數(shù)字高程模型，采樣間隔為30m），經(jīng)檢查無漏洞、能完全覆蓋試驗范圍。

三、原理和工作流程

為了實現(xiàn)高效地制圖，影像地圖制作過程中幾個關鍵的技術步驟都必須關注。圖1 描述了基于Kompsat-3衛(wèi)星影像制圖的流程。首先，對原始數(shù)據(jù)中多光譜數(shù)據(jù)進行捆綁處理（采用波段組合建模）和影像融合，其次，經(jīng)過圖像的幾何校正得到幾何校正產(chǎn)品；最后，通過鑲嵌調色生成測試區(qū)域的正射影像（如圖1）。

四、衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)處理

（1）原始數(shù)據(jù)預處理

1）多光譜波段組合

選取相關系數(shù)較小的R、G、B、N 4個波段，信息獨立，信息重疊小，并且包含較多信息量。文中試驗采用經(jīng)過綜合比較，采用STACKLAYERS{R,[(G+ N/3)/2],B}計算公式計算，形成真彩色影像。

2）影像配準

影像配準就是指將多圖像的同名影像通過幾何變換實現(xiàn)重疊，即實現(xiàn)影像與影像間地理坐標及像元空間分辨率上的統(tǒng)一[3]。影像融合之前需要進行影像配準，本文是以全色波段為基準，對多光譜影像進行配準，控制點精度保持在0.5個像素之內。

3）影像融合

影像融合是對不同空間分辨率的全色影像和多光譜影像進行融合處理，使融合后的影像同時具有多光譜和高分辨率的特征，有效地將高空間分辨率全色影像和低空間分辨率的多光譜影像融合起來，對影像上地物的識別意義重大[4]。本文采用采用在ERDAS中RESOLUTION MERGE融合方法對影像進行融合（如圖2）。

（2）影像正射糾正

遙感中的有幾何畸變使圖像中的幾何圖形與該物體在選定的地圖投影中的幾何圖形產(chǎn)生差異，是圖像產(chǎn)生了幾何形狀或位置的失真，可通過幾何校正來消除[5]。對于ERDAS9.1和9.2版本未設置Kompsat正射的專用模型，借調IKONOS模型并結合衛(wèi)星影像的DEM數(shù)據(jù)進行正射糾正；在DOM影像上選擇同名點作為控制點，選取的控制點要均勻分布，位置相對穩(wěn)定，數(shù)量在25個左右。矯正的控制點殘差最好在2個像素以內。在糾正結束要進行精度檢查，務必保證精度滿足要求（如圖3）。

（3）影像調色鑲嵌

可通過調整影像的色階、曲線、亮度對比度、色相飽和度、色彩平衡等方法進行影像調色。影像鑲嵌是指將兩幅或多幅影像拼在一起，構成一幅整體影像的技術過程。由于影像糾正過程中的誤差等造成了同一地面特征在不同影像上有不同的地面測量坐標；同時由于相鄰影像呈現(xiàn)出不同的輻射特征，因此，影像鑲嵌時除了要滿足在拼接線上相鄰影像的細節(jié)在幾何上一一對接，還要求相鄰影像的色調保持一致。遙感軟件數(shù)據(jù)文件如文件量大于2G的.img格式或.tif格式文件等，可使用遙感數(shù)據(jù)轉換中間件直接在PS軟件中直接打開、調色、鑲嵌等處理。

將影像先轉為8位/通道，然后通過色階、曲線等功能對其進行調色處理， 直到亮度對比度適中，色彩接近真彩色，紋理清晰繼續(xù)調整細節(jié)。相鄰兩景進行鑲嵌處理，拼接整軌數(shù)據(jù)。

五、結語

本試驗區(qū)主要是利用Kompsat-3衛(wèi)星影像進行正射糾正獲取地面分辨率為1m的DOM數(shù)據(jù)。在土地利用變更調查與核查遙感監(jiān)測項目中，通過本生產(chǎn)工藝可以快速有效生產(chǎn)出合格的正射影像，通過與前時相影像疊加分析，容易發(fā)現(xiàn)色彩與紋理上的不同，利于尋找變化圖斑。

綜上所述，利用Kompsat-3衛(wèi)星數(shù)據(jù)制作的影像圖，分辨率較高，能夠很好的滿足目前的需求。另外，Kompsat-3對相關的遙感軟件具有較好的兼容性，數(shù)據(jù)紋理清楚、各項精度指標滿足要求。

[1]梅安新, 彭望碌, 秦其明,等.遙感導論[M].北京∶高等教育出版社,2001.

[2]祁首冰.韓國遙感衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)展及應用現(xiàn)狀[J],衛(wèi)星應用,2015,(3)∶52-56.

[3]王銳,張繼超,王祥峰.遙感影像正射糾正技術研究與實現(xiàn)[J],黑龍江科技信息,2012,(2)∶18-19.

[4]陳卓寧,韓鎮(zhèn).基于資源三號衛(wèi)星影像的制圖研究[J],測繪通報.2013,(11)∶78-80.

[5]袁金國.遙感圖像數(shù)字處理[M].北京∶中國環(huán)境科學出版社,2006.