高分辨率衛星影像立體測圖分析研究

古力波斯坦·阿布都熱合曼

新疆維吾爾自治區第二測繪院三分院 新疆 烏魯木齊 830001

正文：

引言：在高分辨率衛星影像不斷發展的背景下，為航天遙感技術的發展提供了新方向，具有實效性高、實用性強、數據獲取容易、成本低、效率高等特點。為地理信息快速提取帶來了新的契機，深受地圖學、資源環境、大型基礎建設等領域的好評和青睞。但高分辨率衛星影像立體測圖過程中涉及的數據呈現復合性、多樣性等，大大增加了立體測圖的難度，必須尋找更加新穎的立體測圖方法和技術，才能滿足不同領域的應用需求。

1、高分辨率衛星影像的誤差來源和幾何校正

1.1 誤差來源

在遙感技術、光電技術、傳感器技術等不斷發展的背景下，高分辨率衛星影像正向著高精度、多光譜的方向發展。影像數據也得到了廣泛重視。但仍有測量誤差的存在，主要來源體現在以下三個方面：其一，測區地形起伏過大，或者較高的建筑物比較多，導致比例尺發生了變化；其二，在攝影過程中，傳感器姿態或者方向發生了較大變化；其三，傳感器內部發生較大誤差，引起了高分辨率衛星影像的幾何畸變。

1.2 幾何校正

在高分辨率衛星影像中存在很多誤差變形的問題，如果作為地形圖使用時，需要校正特定的制圖網格之上。所謂校正指的是找到同名地物點，然后在不同制圖格網之間以解析表達的數學關系。而數字校正則指的是通過計算機軟件，對高分辨率衛星影像中的每個單元都進行解析校正處理，按照校正變換公式，高分辨率衛星影像陣列中的像元進行合理挪動，從而達到校正的目的[1]。但通過校正后的高分辨率衛星影像元無法體現規則格網排列，必然會引發新的像元重疊或者缺失現象。所以，在具體校正過程中，還要對高分辨率衛星影像的亮點重新采樣，按照規則格網中的要求重新配賦各個像元的亮度值。

2、高分辨率衛星影像分析

2.1 測區概述

某高分辨率衛星影像測區，總面積為98.67km2。

2.2 高分辨率衛星影像資料分析

在該測區采用的高分辨率衛星影像質量為World View-1，分辨率為0.5m，帶有RPB參數文檔，具體的衛星影像參數為：數據類型為Geo0.5m Stereo；選擇的像元大小為0.5m；處理級別達到Geo Stereo1.2；數據深度為11bit；動態范圍調整為Off；數據介質為DVD；投影方式為UTM；采集深度為60°～90°，云量低于10%。

3、高分辨率衛星影像立體測圖

3.1 嚴格控制測量

在本次高分辨率衛星影像立體測圖過程中，在GEOEYE粗糾正影像之上合理布置像控點。根據高分辨率衛星影像測量情況，對各個像控點進行室內選標，制作像控片，在野外選擇了刺點，保證像控片的質量。采用GPS+GPS -RTK技術對高分辨率衛星影像中的像控點進行全面施測，對GPS觀測數據進行全面系統的處理，然后計算出每個像控點的具體坐標。在本測區監測過程中，外業像控點、檢查點等都按照1：10000比例尺進行施測，以滿足像控點Geo Stereo1.2等級觀測的要求[2]。

3.2 檢查點測量作業技術

每幅高分辨率衛星影像在檢查點測量過程中，施測的檢查點不能低于25個，均勻分布在影像圖中。每個檢查點點位目標需要在高分辨率衛星影像上進行明顯、清晰、易讀，并進行實地定位和測量，保證數據符合實際地形的要求。所選擇的點位要盡量易于達到，便于放置測量儀器，測量點位要盡量選擇在視野開闊的區域，并遠離較大功率的無線電發射源和水域，避免影響測量的精度。點位附件要有明顯的地物，避免影響避免發生混淆或者無法找到的問題。像控點需要在高分辨率衛星影像控制片上進行選點、刺點、量測等，并切實做標記。

3.3 區域網平差

本測區高分辨率衛星影像屬于典型的加密單元，利用IMAGEINFO軟件進行區域網平差處理，利用現有的4個像控點進行區域網平差計算，解算出各個連接點、像控點、檢查點、加密點的三維坐標，然后根據外業提供像控點檢查的結果，對區域網平差精度進行全面檢驗[3]。在本次測區中共利用了4控制點，140個連接點，其中控制點在測區四角，連接點則在高分辨率衛星影像中均勻布置。

3.4 制作DEM

制作DEM是高分辨率衛星影像立體測圖的重點，先進性立體采集，然后利用等高線、高程點、特征點等在Arcmap的整合和處理，從而形成GRID格式，然后再進行分幅裁切，即可達到DEM。

3.5 制作DOM

在DEM中根據衛星軌道參數可獲得衛星參數文件和加密點定向數據，然后在再用ERDAS衛星影像數據處理軟件，對高分辨率衛星影像進行像素微分糾正處理。在多光譜衛星影像多以全色正射影像為基礎，通過從影像到影像糾正技術就可以實現對多光譜衛星影像的糾正處理。通過ERDAS軟件進行影像的相互融合，再通過接邊、調色、拉等一系列處理后，即可形成標準圖幅的DOM。

4、精度檢測

當高分辨率衛星影像立體測圖完成后，還要進行平面精度、高程精度的對比檢測，本測區共檢測了75個平面檢測點，誤差為±2.34m，規范限差為±5m，滿足要求。高程檢測點位120個，誤差為±0.56m，規范限差為0.35m，并沒有達到設計要求[4]。

結束語

綜上所述，本文結合理論實踐，分析了高分辨率衛星影像立體測圖，分析結果表明，高分辨率衛星影像立體測圖得到的數據精度，遠遠高于傳統攝影測量，但高程仍然無法達到限差的要求，平面位置精度可滿足1：10000基礎測繪的要求。通過高分辨率衛星影像數據可大幅度降低外業工作量，分辨率也更高，比較符合色彩影像數據的要求，提升了高分辨率衛星影像立體測圖的使用價值，值得大范圍推廣應用。