基于控制點(diǎn)規(guī)劃影像庫(kù)的遙感影像預(yù)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李通，徐彥中，李飛，王長(zhǎng)鵬

(濟(jì)南市勘察測(cè)繪研究院，山東 濟(jì)南 250013)

1 引 言

隨著航天和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，遙感影像在測(cè)繪、資源環(huán)境、城市規(guī)劃和軍事領(lǐng)域的應(yīng)用需求越來(lái)越大[1]。而衛(wèi)星影像必須經(jīng)過(guò)精幾何預(yù)處理等流程，生成高級(jí)影像產(chǎn)品后才能得到較好的實(shí)際應(yīng)用。傳統(tǒng)的遙感影像幾何處理往往依賴遙感影像處理商業(yè)軟件(如ERDAS，ENVI，ArcGIS等)，其效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大[2]。存在的主要問(wèn)題有：①單人單機(jī)生產(chǎn)作業(yè)；②影像幾何糾正所需控制點(diǎn)的采集效率低下；③控制點(diǎn)布設(shè)缺少直觀顯示，使得控制點(diǎn)分布的均勻性不易控制，導(dǎo)致影像幾何糾正的精度不能得到保證。這些問(wèn)題直接影響遙感影像高級(jí)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。因此，在遙感影像廣泛應(yīng)用的今天，特別是國(guó)家將應(yīng)急測(cè)繪保障工作納入國(guó)家突發(fā)事件應(yīng)急體系和綜合防災(zāi)減災(zāi)工作體系，在遙感影像作為測(cè)繪保障重要數(shù)據(jù)源的大環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)遙感影像高級(jí)產(chǎn)品的高效、智能生產(chǎn)顯得更為重要。

本文基于已有高分辨正射影像源數(shù)據(jù)(Google Earth、天地圖等)，結(jié)合遙感影像正射產(chǎn)品生產(chǎn)的應(yīng)用需求，以O(shè)racle大型數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，以GIS作為控制點(diǎn)影像規(guī)劃布設(shè)、下載及顯示平臺(tái)，構(gòu)建了以控制點(diǎn)規(guī)劃影像庫(kù)為數(shù)據(jù)支撐的遙感影像精幾何自動(dòng)預(yù)處理系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)思想

系統(tǒng)開發(fā)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿點(diǎn)是解決實(shí)際的業(yè)務(wù)問(wèn)題，而數(shù)據(jù)是業(yè)務(wù)流程中需要和產(chǎn)生的信息，因此本系統(tǒng)開發(fā)的總體設(shè)計(jì)理念是“以數(shù)據(jù)庫(kù)管理為核心，以具體生產(chǎn)業(yè)務(wù)為導(dǎo)向，以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)”。

系統(tǒng)運(yùn)用靈活可擴(kuò)展的配置，采用XML格式的配置文件來(lái)管理不同的數(shù)據(jù)產(chǎn)品組織結(jié)構(gòu)、圖層組織結(jié)構(gòu)、元數(shù)據(jù)項(xiàng)等，并將配置文件放置于數(shù)據(jù)庫(kù)中；考慮到控制點(diǎn)影像數(shù)據(jù)量較大，系統(tǒng)采用磁盤文件加數(shù)據(jù)庫(kù)管理的方式來(lái)提高數(shù)據(jù)入庫(kù)效率，并用以保證數(shù)據(jù)的完整性、安全性，通過(guò)實(shí)行空間分區(qū)、分組管理，來(lái)提高數(shù)據(jù)查詢檢索效率，完善數(shù)據(jù)的管理方式；在遙感影像高級(jí)產(chǎn)品的生產(chǎn)中，實(shí)現(xiàn)控制點(diǎn)檢索查詢的自動(dòng)化篩選處理，采用影像覆蓋區(qū)域內(nèi)使用次數(shù)或點(diǎn)位精度比較高的控制點(diǎn)數(shù)據(jù)，用以提高產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量和精度；利用系統(tǒng)中數(shù)據(jù)具有的地理坐標(biāo)特性，采用GIS平臺(tái)與屬性相結(jié)合的方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)可視化的數(shù)據(jù)規(guī)劃、查詢、數(shù)據(jù)瀏覽提取等。

2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體框架

系統(tǒng)總體框架主要由數(shù)據(jù)庫(kù)層、業(yè)務(wù)邏輯層、表現(xiàn)層三部分組成(如圖1所示)。數(shù)據(jù)庫(kù)層由FTP服務(wù)器、屬性數(shù)據(jù)庫(kù)及圖形數(shù)據(jù)庫(kù)組成，是系統(tǒng)運(yùn)行、數(shù)據(jù)管理和存儲(chǔ)的載體。其中，F(xiàn)TP服務(wù)器負(fù)責(zé)管理和存儲(chǔ)待糾正影像、控制點(diǎn)影像等數(shù)據(jù)；屬性數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)責(zé)管理包含影像各類屬性的元數(shù)據(jù)等信息；圖形數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)責(zé)管理地理底圖數(shù)據(jù)及根據(jù)影像的地理坐標(biāo)等屬性生成矢量圖形信息。業(yè)務(wù)邏輯層主要實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯，負(fù)責(zé)調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)層中的影像數(shù)據(jù)、控制點(diǎn)數(shù)據(jù)等完成地理圖形展示及影像高級(jí)產(chǎn)品的具體生產(chǎn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)表現(xiàn)層的被調(diào)用。表現(xiàn)層是直接與用戶交互的系統(tǒng)功能層，其各功能主要根據(jù)具體需求實(shí)現(xiàn)用戶的界面設(shè)計(jì)和完成界面各元素驅(qū)動(dòng)下的業(yè)務(wù)邏輯，為系統(tǒng)提供基本的操作功能，解決系統(tǒng)中常用的功能如系統(tǒng)配置、目錄維護(hù)、信息查詢、控制點(diǎn)數(shù)據(jù)下載、正射影像產(chǎn)品生產(chǎn)等的需要。

圖1系統(tǒng)總體框架

2.3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

控制點(diǎn)影像庫(kù)規(guī)劃管理子系統(tǒng)主要包括控制點(diǎn)影像布設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)、控制點(diǎn)影像自動(dòng)下載、控制點(diǎn)影像建庫(kù)與管理及控制點(diǎn)質(zhì)量檢測(cè)與更新等功能模塊；衛(wèi)星影像高級(jí)產(chǎn)品自動(dòng)化生產(chǎn)子系統(tǒng)主要包括待糾正影像加載、影像瀏覽視圖控制、矢量視圖瀏覽控制及正射糾正生產(chǎn)等功能模塊，如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)功能模塊

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)采用Microsoft Visual Studio 2010作為開發(fā)平臺(tái)，Windows環(huán)境下提供獨(dú)立的運(yùn)行界面，Linux下提供動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，以GEOSTAR 5.2企業(yè)版作為矢量圖形數(shù)據(jù)GIS顯示平臺(tái)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用ORACLE 12G。

3.1 控制點(diǎn)影像庫(kù)規(guī)劃管理子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)利用GIS和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)對(duì)控制點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行任務(wù)規(guī)劃、下載及管理。采用GEOSTAR 5.2控件提供的區(qū)域范圍顯示功能對(duì)控制點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行任務(wù)區(qū)域劃分、規(guī)劃下載，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)管理引擎進(jìn)行控制點(diǎn)影像元數(shù)據(jù)歸檔管理，同時(shí)結(jié)合控制點(diǎn)數(shù)據(jù)地理位置的特點(diǎn)，通過(guò)GIS平臺(tái)進(jìn)行控制點(diǎn)數(shù)據(jù)分布情況瀏覽、區(qū)域查詢檢索等。

(1)控制點(diǎn)影像布設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)模塊。該模塊主要負(fù)責(zé)底圖基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的管理與可視化、控制點(diǎn)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、已采集控制點(diǎn)區(qū)域加載顯示、控制點(diǎn)規(guī)劃設(shè)計(jì)結(jié)果輸出等基本功能。底圖基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)管理與可視化功能模塊主要是提供矢量底圖地理數(shù)據(jù)的加載、顯示、圖形瀏覽及查詢顯示，便于在底圖數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行感興趣區(qū)域控制點(diǎn)的規(guī)劃布設(shè)；控制點(diǎn)規(guī)劃設(shè)計(jì)功能模塊主要是通過(guò)參數(shù)設(shè)定界面，設(shè)定控制點(diǎn)的水平、垂直間距以及規(guī)劃區(qū)域，并提供規(guī)劃設(shè)計(jì)結(jié)果在地圖上的顯示預(yù)覽及編輯修改功能；已采集控制點(diǎn)區(qū)域加載顯示子模塊將控制點(diǎn)設(shè)計(jì)結(jié)果以圖形的方式在底圖上定位顯示，避免重復(fù)規(guī)劃設(shè)計(jì)；控制點(diǎn)規(guī)劃設(shè)計(jì)結(jié)果輸出子模塊將控制點(diǎn)規(guī)劃設(shè)計(jì)結(jié)果以pdt格式文件的形式輸出，以便實(shí)現(xiàn)控制點(diǎn)影像塊的自動(dòng)下載。控制點(diǎn)規(guī)劃設(shè)計(jì)界面如圖3所示。

圖3 控制點(diǎn)規(guī)劃設(shè)計(jì)界面

(2)控制點(diǎn)影像自動(dòng)下載模塊。該模塊根據(jù)控制點(diǎn)規(guī)劃設(shè)計(jì)模塊生成的規(guī)劃設(shè)計(jì)結(jié)果(pdt格式文件)中的控制點(diǎn)坐標(biāo)信息，在廣域網(wǎng)環(huán)境下基于Google Earth或天地圖進(jìn)行地理定位，將定位后的控制點(diǎn)原始影像塊按照設(shè)定的參數(shù)信息進(jìn)行下載、拼接，同時(shí)記錄相應(yīng)的元數(shù)據(jù)信息，并保存到本地指定的文件夾下面。

(3)控制點(diǎn)影像建庫(kù)與管理模塊。該模塊主要完成自動(dòng)下載的控制點(diǎn)影像數(shù)據(jù)的提交入庫(kù)工作。在提交過(guò)程中，將實(shí)際控制點(diǎn)影像數(shù)據(jù)上傳到指定的磁盤服務(wù)器目錄，將提取的編目元信息保存到數(shù)據(jù)庫(kù)表中，并將編目過(guò)程中提取到的地理坐標(biāo)生成相對(duì)應(yīng)的矢量點(diǎn)位圖形，采用GIS平臺(tái)與屬性元數(shù)據(jù)相結(jié)合的方式，存儲(chǔ)到空間底圖數(shù)據(jù)庫(kù)中。在以上這些基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)控制點(diǎn)數(shù)據(jù)的編目瀏覽查詢、詳細(xì)信息瀏覽、刪除以及可視化圖形、圖像的檢索。控制點(diǎn)影像編目管理界面如圖4所示。

圖4 控制點(diǎn)影像編目管理界面

(4)控制點(diǎn)質(zhì)量檢測(cè)與更新模塊。該模塊主要對(duì)控制點(diǎn)影像數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行分析和檢測(cè)，保證控制點(diǎn)影像數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性和質(zhì)量。通過(guò)對(duì)已歸檔入庫(kù)的控制點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)一致性檢查，將在指定容差范圍內(nèi)的重復(fù)控制點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)與刪除；根據(jù)各類專題分析(控制點(diǎn)精度值、使用次數(shù)、控制點(diǎn)被下載次數(shù)等)，為控制點(diǎn)質(zhì)量檢測(cè)更新提供數(shù)據(jù)信息支持。

3.2 衛(wèi)星影像高級(jí)產(chǎn)品自動(dòng)化生產(chǎn)子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)通過(guò)同享數(shù)據(jù)庫(kù)表及控制點(diǎn)影像文件的方式與控制點(diǎn)規(guī)劃影像庫(kù)建立外部接口。在高級(jí)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程，該子系統(tǒng)會(huì)根據(jù)待校正遙感圖像的四角經(jīng)緯度范圍，從控制點(diǎn)影像數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索符合地理范圍及其他約束條件的控制點(diǎn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行影像糾正時(shí)的控制點(diǎn)自動(dòng)選取。并在生成的正射校正圖像產(chǎn)品基礎(chǔ)上，對(duì)控制點(diǎn)精度、使用次數(shù)來(lái)進(jìn)行更新，以滿足后期對(duì)控制點(diǎn)質(zhì)量檢測(cè)的需要。子系統(tǒng)應(yīng)用界面及高級(jí)產(chǎn)品生產(chǎn)流程分別如圖5、圖6所示。

圖5 遙感影像高級(jí)產(chǎn)品生產(chǎn)子系統(tǒng)應(yīng)用界面

圖6 遙感影像高級(jí)產(chǎn)品自動(dòng)化生產(chǎn)流程

(1)待糾正影像加載模塊。該模塊將待糾正的遙感影像加載到數(shù)據(jù)列表窗口，并具有批量、多次加載功能，實(shí)現(xiàn)影像的批量、快速生產(chǎn)。

(2)影像瀏覽視圖控制模塊。該模塊主要負(fù)責(zé)從已加載的影像數(shù)據(jù)中選取需要瀏覽顯示的待糾正影像，并從影像視圖瀏覽控制窗口中瀏覽顯示控制該影像信息。

(3)矢量瀏覽視圖控制模塊。該模塊主要實(shí)現(xiàn)從已經(jīng)加載的影像中提取坐標(biāo)范圍信息，在矢量視圖瀏覽窗口中，繪制該影像范圍邊界圖，并通過(guò)疊加底圖、控制點(diǎn)分布信息，判斷該影像區(qū)域的位置及是否存在待校正所需的控制點(diǎn)影像數(shù)據(jù)。

(4)正射糾正生產(chǎn)模塊。該模塊主要包括對(duì)已選擇的待校正影像進(jìn)行自動(dòng)校正處理功能。通過(guò)設(shè)定與庫(kù)中控制點(diǎn)影像自動(dòng)匹配范圍值、輸出分辨率、輸出方式、輸出目錄地址等校正參數(shù)，完成待糾正影像的自動(dòng)生產(chǎn)處理。

3.3 高級(jí)產(chǎn)品生產(chǎn)效率對(duì)比實(shí)驗(yàn)

(1)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)共選取山東省范圍內(nèi)55景1A級(jí)資源三號(hào)衛(wèi)星三線陣立體待糾正影像數(shù)據(jù)，每景衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)包括三視影像(前、下、后視)、rpb文件及其他輔助文件，每景幅寬 50 km、覆蓋面積 50 km×50 km，影像獲取時(shí)間分布從2013年2月20號(hào)至2014年7月8號(hào)，且各景影像質(zhì)量良好，實(shí)驗(yàn)區(qū)部分資源三號(hào)衛(wèi)星影像分布SHP圖和分布影像圖如圖7所示。

圖7 實(shí)驗(yàn)區(qū)部分資源三號(hào)衛(wèi)星影像分布SHP圖和分布影像圖

(2)生產(chǎn)效率對(duì)比實(shí)驗(yàn)

為了對(duì)比通過(guò)手工刺點(diǎn)方式(方法一)選取控制點(diǎn)用于影像糾正同基于控制點(diǎn)影像庫(kù)(方法二)的影像糾正的時(shí)間效率，本文分別選取5景、15景、25景、35景、45景、55景做了生產(chǎn)效率對(duì)比實(shí)驗(yàn)。并統(tǒng)計(jì)了各自所需時(shí)間，如表1所示。

高級(jí)產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)間對(duì)比表 表1

由表1分析可知，手工選取控制點(diǎn)用于影像糾正的生產(chǎn)方法工作量會(huì)隨著待糾正影像數(shù)量的增多而成倍的增長(zhǎng)，而基于控制點(diǎn)影像庫(kù)的自動(dòng)化生產(chǎn)方法，隨著待糾正影像數(shù)量的增多，生產(chǎn)時(shí)間增長(zhǎng)緩慢，顯著提高了生產(chǎn)作業(yè)效率。

4 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

4.1 控制點(diǎn)影像庫(kù)的建設(shè)

每一個(gè)控制點(diǎn)影像都包含兩類數(shù)據(jù)，屬性數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)[6]。屬性數(shù)據(jù)用來(lái)描述和控制點(diǎn)相關(guān)的地理信息，主要包括：控制點(diǎn)編號(hào)、點(diǎn)位描述、控制點(diǎn)坐標(biāo)、影像塊長(zhǎng)寬尺寸等。影像數(shù)據(jù)則是以柵格形式存儲(chǔ)的以控制點(diǎn)為中心周圍一定范圍的正射影像塊，范圍可以根據(jù)原始影像的分辨率大小來(lái)進(jìn)行設(shè)定。

控制點(diǎn)影像的合理存儲(chǔ)是實(shí)現(xiàn)影像庫(kù)優(yōu)化管理和高級(jí)產(chǎn)品生產(chǎn)子系統(tǒng)有效調(diào)用的重要環(huán)節(jié)。考慮到控制點(diǎn)影像的特點(diǎn)，一般的存儲(chǔ)方式是將屬性和影像數(shù)據(jù)分開存儲(chǔ)，屬性數(shù)據(jù)存于文件系統(tǒng)中，影像數(shù)據(jù)存于數(shù)據(jù)庫(kù)中。這種存儲(chǔ)方式，對(duì)于影像數(shù)據(jù)量較小的情況較適用。但控制點(diǎn)影像庫(kù)建庫(kù)所涉及的影像地理分布較廣、數(shù)據(jù)量大，若采用上述方式，會(huì)存在效率低下、安全性不高等問(wèn)題。鑒于此，本系統(tǒng)將控制點(diǎn)屬性數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)都存放于數(shù)據(jù)庫(kù)中，有利于數(shù)據(jù)管理，并提高安全性。

ORACLE 11G是一種對(duì)象關(guān)系型(Object-Relational)的數(shù)據(jù)庫(kù)，是在傳統(tǒng)的ORACLE關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)擴(kuò)展面向?qū)ο蟾拍詈徒Y(jié)構(gòu)所形成，因而具有良好的性能和可伸縮性。為提高生產(chǎn)效率，滿足用戶需求，本系統(tǒng)采用局域網(wǎng)內(nèi)的客戶機(jī)/服務(wù)器(Client/Server)模式，在服務(wù)器端單獨(dú)建立一個(gè)ORACLE 11G作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，用于控制點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理及控制點(diǎn)屬性和影像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，采用Microsoft ADO對(duì)象模型來(lái)進(jìn)行分布式訪問(wèn)。數(shù)據(jù)庫(kù)中控制點(diǎn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)采用適用、簡(jiǎn)潔、易于理解、便于應(yīng)用擴(kuò)展的方式設(shè)計(jì)，同時(shí)為了操作的方便，在數(shù)據(jù)的冗余上取了一種折中的方式，如合理使用索引、避免或簡(jiǎn)化排序、使用臨時(shí)表提高查詢速度等。

具體開發(fā)中控制點(diǎn)影像作為控制點(diǎn)數(shù)據(jù)表中的一個(gè)字段存儲(chǔ)在ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)中，運(yùn)用Stream流來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入和讀取，并在庫(kù)中作為二進(jìn)制形式保存，同時(shí)將提取或分配的控制點(diǎn)屬性信息記錄在對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表格中。控制點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表2所示。

控制點(diǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì) 表2

表2中控制點(diǎn)編號(hào)是控制點(diǎn)在數(shù)據(jù)庫(kù)中唯一標(biāo)識(shí)，高級(jí)產(chǎn)品生產(chǎn)子系統(tǒng)對(duì)控制點(diǎn)影像的調(diào)用及匹配均是基于此編號(hào)，為避免重復(fù)性，唯一的影像地理坐標(biāo)對(duì)應(yīng)唯一編號(hào)；控制點(diǎn)坐標(biāo)為控制點(diǎn)影像塊中心點(diǎn)的坐標(biāo)，本系統(tǒng)中采用WGS84坐標(biāo)系下的經(jīng)緯度來(lái)記錄影像地理坐標(biāo)，便于后續(xù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；影像塊底邊中點(diǎn)坐標(biāo)和控制點(diǎn)坐標(biāo)用來(lái)確定影像塊的比例尺及方向；控制點(diǎn)被使用次數(shù)用來(lái)判定該影像塊被調(diào)用的頻率，以便為控制點(diǎn)質(zhì)量檢測(cè)更新提供信息支持。

4.2 多源影像自動(dòng)匹配技術(shù)

基于控制點(diǎn)庫(kù)的控制點(diǎn)自動(dòng)選取是實(shí)現(xiàn)遙感影像高級(jí)產(chǎn)品自動(dòng)化生產(chǎn)的關(guān)鍵，而控制點(diǎn)自動(dòng)選取的過(guò)程，實(shí)際上是一個(gè)匹配的問(wèn)題。考慮到影像數(shù)據(jù)庫(kù)中原始正射影像源的多樣性，控制點(diǎn)影像數(shù)據(jù)庫(kù)中的正射控制點(diǎn)影像數(shù)據(jù)之間、待糾正影像與正射控制點(diǎn)影像之間在級(jí)別、分辨率、輻射等方面都會(huì)存在一定的差異，這些差異勢(shì)必會(huì)對(duì)影像匹配的精度產(chǎn)生影響。

本系統(tǒng)采用多源影像自動(dòng)匹配技術(shù)來(lái)減弱這些差異對(duì)匹配精度的影響，提高匹配的精度。其設(shè)計(jì)思想是：以控制點(diǎn)庫(kù)中的控制點(diǎn)影像為模板，在待糾正影像中搜索控制點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。尋找控制點(diǎn)在待糾正影像上的位置，是一個(gè)由粗到精，逐步趨近的過(guò)程。在存在控制點(diǎn)影像的情況下，首先通過(guò)衛(wèi)星影像的成像變換模型(RFM模型)，根據(jù)控制點(diǎn)的地理坐標(biāo)，將控制點(diǎn)投影到待糾正影像上，獲得該控制點(diǎn)較精確的初始位置。然后以控制點(diǎn)影像為模板，在以投影點(diǎn)為中心的一定范圍內(nèi)進(jìn)行匹配。在匹配之前，考慮到待糾正影像與控制點(diǎn)影像的多源性，兩者之間必然存在一定的變形，而模板是在待糾正影像中移動(dòng)，幾何平移對(duì)匹配沒(méi)有影響，因此最主要的影響因素是影像旋轉(zhuǎn)所引起的變化。本系統(tǒng)中，根據(jù)成像模型(RFM模型)估算一個(gè)大致的旋轉(zhuǎn)角度，然后將模板根據(jù)這個(gè)角度做個(gè)旋轉(zhuǎn)，形成新的模板，再進(jìn)行匹配。匹配過(guò)程中，控制點(diǎn)位于模板中央，當(dāng)在搜索區(qū)域找到相關(guān)系數(shù)最大的點(diǎn)時(shí)，該點(diǎn)所在的影像坐標(biāo)就認(rèn)為是控制點(diǎn)在影像中的位置。為提高匹配的精度和效率，在搜索過(guò)程中采用金字塔匹配策略，即先在低分辨率影像上進(jìn)行相關(guān)系數(shù)粗匹配；然后將計(jì)算的位置傳入下一層影像(較高分辨率的影像)，在較高分辨率影像上再次進(jìn)行匹配。這樣由上到下，一直傳遞到最底層，在影像和模板位置大致確定的情況下，引入可進(jìn)行灰度畸變及幾何畸變修正的最小二乘匹配可獲得亞像元的控制點(diǎn)選取精度。

5 結(jié) 語(yǔ)

基于控制點(diǎn)規(guī)劃影像庫(kù)的衛(wèi)星遙感影像預(yù)處理系統(tǒng)在充分利用已有多源正射影像基礎(chǔ)上，利用先進(jìn)的地理信息技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及多源影像自動(dòng)匹配技術(shù)，通過(guò)構(gòu)建控制點(diǎn)影像庫(kù)規(guī)劃管理子系統(tǒng)和影像高級(jí)產(chǎn)品自動(dòng)化生產(chǎn)子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了控制點(diǎn)影像的規(guī)劃下載、瀏覽、編目查詢、更新及遙感影像高級(jí)產(chǎn)品的自動(dòng)化生產(chǎn)等功能，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了控制點(diǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、影像精幾何預(yù)處理的一體化，提高了遙感影像高級(jí)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。