基于高分辨率測繪衛(wèi)星的DOM制作研究

張光俊

摘要：隨著數字攝影測量技術的不斷進步和我國通信衛(wèi)星工作的發(fā)展，如何利用我國在測繪工程領域自主研發(fā)獲得的通信衛(wèi)星數據信息已成為解決問題的關鍵。國內衛(wèi)星影像的應用不僅涉及到常用的專業(yè)技術人員，而且其所能達到的各類精度也引起了世界的關注。

關鍵詞：高分辨率測繪衛(wèi)星;DOM制造;研究

一、“資源三號03”衛(wèi)星概況

1.1背景概述

隨著我國社會經濟和社會發(fā)展信息化規(guī)劃的快速發(fā)展，社會各界將不可避免地選擇加快空間數據基礎設施建設和測繪工程信息內容產品生產制造升級速度，而傳統的測繪工程技術和方法遠不能滿足遠方的需求，所以要選擇航天工程，發(fā)射測繪工程通信衛(wèi)星，實時獲取各類空間數據，并與航天工程緊密結合。當前的航空公司和道路數據采集方法在我國創(chuàng)建和維護高精度時間標準，即時升級各種比例尺精度地圖，快速生成當前基礎空間信息數據。2008年3月12日，經國務院辦公廳批準，“資源三號”通信衛(wèi)星項目立項公告，開發(fā)周期為36個月。通信衛(wèi)星系統由中國航天科技集團公司開發(fā)。

1.2數據信息概覽

紫苑三號測繪工程通信衛(wèi)星2012年全年接收原始記錄1590軌，原始記錄總輸出250TB。合理數據中國覆蓋面積約750萬公頃，合理數據信息覆蓋全球3000萬平方公里。我國已經存在的基礎空間信息數據庫的發(fā)展瓶頸得到了合理的緩解。資源三測繪工程通信衛(wèi)星數據信息的快速解析和貨物配送，與我國重大特大型測繪工程、省部級測繪工程應用密切相關，應用領域和應急測繪項目。關鍵是確保全國1：5萬個基礎空間信息數據庫查詢升級、927工程、自然地理基礎國情檢測、“天圖”服務等重大、大型測繪工程任務。各種應用情況表明，ZY-3測繪工程衛(wèi)星影像在空間分辨率、精度水平和時效性等方面在我國自主民用遙感衛(wèi)星中處于領先地位，可服務于基礎測繪工程項目，土地，農業(yè)，影像數據信息需求在畜牧業(yè)、自然環(huán)境、救災、統籌等各個領域有著廣闊的應用前景。

1.3參數概述

衛(wèi)星軌道（公差值）

縱橫比：505.984公里，傾角：97.421°，回程周期：59天，回程周期：5天，下降交點時：10：30AM

衛(wèi)星凈重

約2650kg

衛(wèi)星的使用壽命和在軌5年的壽命

道路像素屏幕分辨率

前后視攝像頭：3.5m，識別攝像頭：2.1m，多光譜攝像頭：5.8m，總覆蓋寬度：前視，后視攝像頭：52km，識別攝像頭：50km，多光譜攝像頭：52km

圖像數據編碼率

全彩圖像：2：1/4：1可選，多光譜儀圖像：無損壓縮，數據傳輸模塊安全通道數：2個安全通道

通信衛(wèi)星負載

（1）全彩TDICCD相機，路屏分辨率優(yōu)于2.1m;

（2）2臺前視和后視全色TDICCD相機，路屏分辨率優(yōu)于3.5米;

（3）路屏分辨率優(yōu)于5.8米的多光譜識別攝像頭。

二、制作基本理論

2.1解算模型參數

如果測量區(qū)域存在符合要求的現有參考點，則可以直接使用現有參考點進行校正。如果測量區(qū)域沒有足夠的相對密度和精度參考點，可以利用測量區(qū)域現有的精確DEM和DOM校正：DEM首先經過svm算法，得到多個物體空間的空間坐標對象點，其匹配的圖像平面坐標可以在基本DOM上進行測量，然后基于常用的實體模型，經過復雜的計算，修正實體模型的主要參數，建立偏差校準的主要參數，即實體模型被建造。

2.2幾何校正技術

幾何圖形校正的關鍵方法是切線方程法、代數法、直接線性變換法和有理函數法，文章中的測試數據信息為通信衛(wèi)星數據信息，因此校正方法選擇通信衛(wèi)星數據信息特有的有理函數法，由于有理代數實體模型不涉及傳感器的幾何圖形關聯，因此可以合理隱藏其幾何圖形。

因此，它在這個行業(yè)中得到了廣泛的應用，在整個校正過程中，軟件應用從現有的精確基礎DEM和DOM干支持向量機算法中，使用一定總數的參考點來校正RPC的主要參數（有理代數指數方面）和系統誤差調整主要參數（一般是反射面轉換的主要參數），然后應用實體模型對衛(wèi)星圖像進行幾何校正。

2.3影相整合與組合

常見的基本搜索算法有五種：相關函數（矢量素材的數積）、協方差矩陣罪魁禍首（矢量素材投影）、相關系數r（矢量素材相交角）、差分平均（差分矢量素材模數）、平方和差異的根（差異矢量材料權重的平方根之和）。圖像配對本質上是在兩幅（或多幅）圖像之間識別同名的點，并精確配對。通常的航空攝影測量配對方法是比較目標區(qū)域和檢索區(qū)域內兩個點組的灰度協方差矩陣或相關系數r，在較大值標準下尋找同名的像點，該組合基于精確校正和圖像匹配的基礎，任務是結合全色和多光譜儀圖像，使最終結果既具有全色圖像的高像素特性，又具有多光譜儀圖像的豐富性。

三.數據正射影像（DOM）制作的技術步驟

DOM制作的關鍵是提前準備和整理出早期的數據信息，然后利用已有的參考點信息內容，整合DEM進行數據信息的校正、配準、組合，進行色彩調整、拼湊，以及效果的框架，在切割等工作中，最終生成標準的DOM圖像數據信息。

3.1全色圖像校正方法

利用采集到的基準點資料和DEM數據信息，先對全色庫存波段圖像進行正射校正，然后利用多光譜儀數據信息和同名全色庫存波段進行配準，最后進行配準組合和調式求解，將DOM數據信息轉化為場景數據信息，該方法是現階段通信衛(wèi)星DOM制作的常用方法，這種方法對數據信息的獲取有廣泛的規(guī)定，在具體的生產制造中，針對有效性和精度的控制規(guī)律，在多元化、先進的醫(yī)療設備水平上，對色料帶和多光要求料帶進行了嚴格的觀察，一步步獲取的衛(wèi)星影像數據信息，比如WorldView，路途使用通戈的整體影像處理，進行自動標機的自動匹配，結果不能滿足性能要求，需要手動注冊。

3.2組合影像校正方法

能夠將全色和多光譜儀圖像合并進行預處理，利用全色庫存波段圖像進行參考點選擇和采集，利用采集到的參考點對組合數據信息進行正射校正，然后進行色調處理圖形輸出。如果衛(wèi)星影像的全色庫存波段與多光譜儀的庫存波段同步，且實際采集效果良好，如Worldview衛(wèi)星影像，該方法可以降低多光譜儀配準的難度系數，提高DOM生產效率，制作DOM的有效方法之一。

3.3全色多光譜儀圖像分類校正方法

從參考點資料中選擇合理的參考點，合并DEM數據信息，對全色庫存波段和多光譜儀數據信息進行各自的正射校正，校正后組合形成色調圖，最終獲得所需的DOMImage。該方法主要適用于山區(qū)異質全色和多光譜數據信息的DOM生成，對于多光譜儀和全色配準，有一定難度，利用概念模型分別進行校正，保證精度后再進行組合。

結束語：使用PixelGrid處理第三張圖片的DOM是在第三張圖片的數據加密基本經過各種檢查和變化之后進行的。在制作DOM的時候，主要通過PixelGrid中的“數字高程模型提取、正射影像生成拼接”兩個菜單欄來完成。根據轉換成核圖像和匹配種子幾何體三維測量和自動圖像匹配轉化為高精度DEM，再用DEM轉化為DOM并進行自動拼湊得到DOM效果，隨著我國高分遙感衛(wèi)星的技術發(fā)展，我們堅信以下國產高分衛(wèi)星可能會結合各種處理方式來提高生產力。

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