土地變更調查遙感監測中YG—26遙感影像處理方法

高巖峰

摘要：遙感技術在全國土地利用變更調查中得到廣泛應用，主要是通過前后時相影像比對，再疊加前一年數據庫，提取數據庫中非建設用地中的新增建設及有建設可能的推填土。本文主要介紹新興遙感衛星YG-26影像的處理方式，包括影像預處理、影像融合、影像糾正，最終形成光譜信息豐富、地類清晰可見、容易判讀的影像，滿足土地利用變更調查與監測的應用要求。

關鍵詞：土地變更；遙感監測；YG-26影像；影像融合方法

1區域概況與數據源

1.1研究區域

天津市武清區位于天津市西北部，京津兩市之間，位于117°19′43″-116°46′59″E、39°07′05″-39°42′20″N，總面積1574平方公里。武清區地處華北沖擊平原下端，地勢平緩，自北、西、南向東南海河入海方向傾斜。氣候屬于溫帶濕潤大陸性季風氣候，四級分明。年平均氣溫11.6°，年平均降水量為606mm。

1.2數據源

本次項目所采用數據有：2015年原始影像；高程數據DEM；基礎底圖DOM（如圖1）。所用基礎底圖是第二次全國土地調查標準分幅調查底圖。

YG26原始數據文件夾中包含：多光譜分波段影像MSS（.tif），全色影像CCD（.tif），影像元數據文件（.xml），影像快視圖（.JPG），有理多項式系數文件（.RPB）。

2.技術流程

2.1技術流程

土地變更調查監測與核查項目的第一個步驟是遙感影像處理，它為之后進行的變化信息提取做鋪墊，地物判別的難易程度和準確性受生產的遙感影像質量好壞的直接影響。

2.2原始數據預處理

2.2.1將原始數據tif轉為img格式

將原始數據tif轉為img格式，即可避免掉線、黑印、地物不連貫等問題。

原始全色tif數據

2.2.2多光譜數據建模調色

原始多光譜影像顏色失真，田塊及水體顏色與實際不符。通過空間建模，多次實驗修改波段參數，使顏色接近自然真彩色。

該影像拍攝于2015年5月4日的天津，田內作物大量生長，植被顏色應為翠綠色，水體內微生物大量繁殖，水體顏色較深，故公式一更接近測區的實際情況。

2.2.3 16 bit換8bit

過去大多數8 bit數據格式灰度為0-255的遙感影像的范圍，遠不及16 bit的格式表示灰度0-65535的范圍。將全色數據和多光譜數據分別轉8 bit，是為了之后使用傳統融合方法對影像進行融合，使YG-24原始影像均為unsigned8 bit數據。

3影像配準

由于全色和多光譜數據影像拍攝時間相差較多，故全色數據與多光譜數據要進行配準。

數據配準以全色數據為底圖，采用二次多項式方式將多光譜影像配準到全色影像上或在ERDAS中Auto Sync模塊中自動校正。

4影像融合

影像融合后的數據既有多光譜影像的顏色，又有全色數據的紋理。多源數據的融合依據監測區情況不同、數據源的不同類型，其融合方法也不同。

4.1基本要求

影像融合的基本要求：

1.根據影像波段的地形特征、地物和光譜范圍等因素，選擇能清晰表現土地利用類型色彩和特征、邊界接近自然的融合方法。

2.不同季節影像色彩應反映當時地類光譜特征，相同季節融合后影像要色調基本一致。

3.融合影像應模糊、無重影等現象。

5影像糾正

5.1糾正控制點采集

采用高程數據和基礎底圖為糾正基礎，選取基礎底圖和待糾正影像上均有的同名明顯特征地物點位糾正控制點，應避免在基礎底圖鑲嵌線附近誤差超限、或存在錯誤的區域采集。控制點應在糾正區域內均勻分布，并大于待糾正區范圍；根據糾正模型、軟件類型和區域地形選取一點數量控制點，一般不少于9個，山地應適當增加控制點，相鄰景重疊區不少于3個公共點。

5.2糾正模型

糾正模型采用物理模型或有理函數模型。

外國衛星大部分有自己的糾正模型，故糾正精度相對較高；相反，國產衛星則沒有自己的糾正模型，一般采用已有模型，已經應用于生產的YG-2和YG-8均用Quickmid RPC模型，故局部精度不理想。

有理函數模型只適用于高程差較小地區，需要大量精密選點才能控制住精度，故一般不予采用。

但是根據日常大量生產經驗，用模型糾正后局部仍有偏差的地區，用box裁切，再用有理函數模型糾正，一般能達到良好的效果。

5.3糾正精度檢查

將基礎底圖與糾正后影像在同一窗口中打開，采用“拉窗簾”的方法逐屏檢查。若影像發生了錯位現象或明顯抖動，則量測該處同名點誤差，兩者相對誤差應滿足相對誤差要求。否則，須查明原因，除資料精度、控制衛星側視角造成相對誤差超限的局部地區外，其他地區須符合精度要求

6結束語

本文是在2015年全國土地變更調查監測與核查項目遙感監測數據生產階段，以新興衛星YG-26生產的具體過程進行研究。文章包括影像預處理、影像融合以及影像校正，重點介紹了影像融合過程中對三種現階段較為常用的融合方法進行了比較。YG-26重采樣成0.5米的影像，在國產衛星中屬于少有的高分影像，融合后影像色彩豐富、紋理清晰，本文以天津市武清區為測區，YG-26衛星影像已得到成功試用。endprint