利用GeoEye影像制作衛(wèi)星正射影像圖的實踐

陳奇

（四川省遙感信息測繪院四川成都 610100）

利用GeoEye影像制作衛(wèi)星正射影像圖的實踐

陳奇

（四川省遙感信息測繪院四川成都 610100）

本文簡要介紹利用GeoEye影像對四川某地區(qū)進行正射影像糾正的有關(guān)做法，并對所有數(shù)據(jù)進行綜合對比，通過分析比較得出：分別利用1∶1萬和1∶5萬DEM、DOM作為控制資料，采用無控及稀少控制點，GeoEye影像可以滿足山地、高山地1∶2.5萬正射影像圖生產(chǎn)的精度要求。

GeoEye；1∶2.5萬衛(wèi)星正射影像圖；制作試驗

1 引言

隨著商用高分辨率遙感衛(wèi)星的發(fā)射，衛(wèi)星遙感影像在不斷的豐富，其應用面在不斷的擴大，城市高分辨率影像圖在城市管理、城市規(guī)劃建設中應用也越來越廣泛［1］。

GeoEye-1衛(wèi)星是迄今技術(shù)相對較先進、分辨率較高的商業(yè)對地成像衛(wèi)星，由美國GeoEye公司于2008年9月成功發(fā)射，其影像具有多光譜成像（1個全色通道，4個多光譜通道）、全色波段分辨率（0.5m）、多光譜波段分辨率（2m）、成像幅寬（15km× 15km）、軌道高度（684km）、重訪周期為2天至3天等特點［4、8、9］。

為保障近期國情監(jiān)測項目西藏測區(qū)的順利完成，筆者通過本次試驗，分析控制點個數(shù)及分布對GeoEye（0.5m）全色衛(wèi)星影像區(qū)域網(wǎng)平差及正射糾正的影響，來探討相關(guān)平差軟件對該區(qū)域進行區(qū)域網(wǎng)平差及正射影像糾正的精度及工藝流程［7］。

2 試驗區(qū)及試驗數(shù)據(jù)概況

本試驗區(qū)位于四川某地區(qū)，以山地、高山地為主，測區(qū)面積約為2400km2，最低海拔為1024m，最高海拔為3584m，全區(qū)覆蓋15景GeoEye（0.5m）全色衛(wèi)星影像。

已有控制資料包括：（1）1:1萬DOM成果和1:1萬DEM成果，DOM成果分辨率為2.5m，DEM成果格網(wǎng)間距為5m；（2）1:5萬DOM成果和1:5萬DEM成果，DOM成果大部分分辨率為0.5m，小部分分辨率為1m，DEM成果格網(wǎng)間距為25m。（3）滿足1:1萬精度的外業(yè)控制成果。

影像分布略圖如下，其中，黑色矩形框為影像范圍，黑白暈渲圖為控制資料范圍。

3 試驗方案與結(jié)果分析

3.1 試驗方案

方案一：以1∶1萬DOM、DEM為控制資料，分別讀取0、1、3、6、9、13、17個控制點，利用CIPS（集群式影像處理系統(tǒng)）平差軟件進行區(qū)域網(wǎng)平差，使用CIPS進行正射影像糾正。控制點點位分布見附錄1。

方案二：以1∶5萬DOM、DEM為控制資料，分別讀取0、1、3、6個控制點，利用CIPS平差軟件進行區(qū)域網(wǎng)平差，使用CIPS進行正射影像糾正。控制點點位分布見附錄2。

方案三：以1∶5萬DOM、DEM為控制資料，讀取3個和6個控制點，分別采用兩種布設方法，利用CIPS平差軟件進行區(qū)域網(wǎng)平差，使用CIPS集群影像處理系統(tǒng)進行正射影像糾正?？刂泣c點位分布見附錄3。

3.2 試驗與結(jié)果

采用區(qū)域網(wǎng)平差改正后的rpc文件，利用CIPS進行正射影像糾正，并對DOM進行平面精度檢查，編寫精度報告，檢測結(jié)果如下：

方案一 DOM成果檢測結(jié)果參見下表

方案二 DOM成果檢測結(jié)果參見下表

方案三 DOM成果檢測結(jié)果參見下表

4 結(jié)論

4.1 誤差來源分析

1、由于GeoEye影像和作為控制資料的DOM年代與季節(jié)不同，地物特征存在一定變化，給控制點的選取、刺點造成一定困難和誤差。

2、本次試驗使用的控制點的平面坐標值是從DOM上獲取，高程值是從DEM上獲取，與真實坐標值、高程值之間存在一定的誤差。且在人工讀取控制點及刺點過程中，會產(chǎn)生一定誤差。

3、用于糾正GeoEye影像的DEM與本次試驗數(shù)據(jù)的真實DEM之間存在由于時相變化造成的誤差，因此在進行區(qū)域網(wǎng)平差和正射糾正的時候，不可避免的會產(chǎn)生誤差。

4、每景影像的控制點要求均勻分布，但個別景影像上選點較困難，造成點位分布不太均勻。［6］

4.2 結(jié)果分析

1、從上面DOM成果檢測結(jié)果可以看出，采用不同數(shù)量控制點、不同布點方案來糾正15景GeoEye全色影像得到的DOM，采用一套檢測點來進行精度檢測，其平面精度存在一定的差別；檢測點分布均勻，均選擇在明顯地物或明顯地形點，檢測結(jié)果相對可靠。

2、使用方案一糾正得到的DOM精度優(yōu)于使用方案二和方案三糾正得到的DOM成果，由此可見，使用較高精度的DEM糾正GeoEye影像可以得到更高的精度DOM。

3、利用1∶5萬DEM、DOM作為控制資料，采用無控獲稀少控制點，對15景GeoEye影像進行正射糾正得到的DOM精度均能夠滿足山地、高山地1∶2.5萬正射影像圖的生產(chǎn)要求。

4、由使用方案二糾正得到的DOM成果檢測結(jié)果可見，控制點個數(shù)較多時，糾正后得到的DOM精度較高，當控制點個數(shù)較少與無控糾正得到的DOM精度相差較小。

5、由使用方案三糾正得到的DOM成果檢測結(jié)果可見，控制點的布點位置對糾正后得到的DOM的精度有一定的影響，在3個控制點的情況下，布設方法二優(yōu)于布設方法一的精度，6個控制點的情況下，布設方法一優(yōu)于布設方法二的精度。

4.3 建議

1、原始影像的基本質(zhì)量要求：原始影像紋理清晰、反差適中，目視效果好，無大片云雪覆蓋；影像獲取時間應相差不大；軌道內(nèi)、軌道間的影像存在一定的重疊區(qū)。

2、優(yōu)先使用可以收集到較高精度的DEM進行影像糾正，可以在一定程度上提高DOM精度。

3、由于本次試驗的影像均為GeoEye衛(wèi)星影像，因此實驗結(jié)果具有一定的局限性，而此次在國情項目中需處理的遙感影像類型還包括WorldView和QuickBird等其他高分辨率衛(wèi)星影像類型，因此建議在此試驗的基礎上進一步開展試生產(chǎn)工作，獲取各種類型影像糾正的精度成果。

5 附錄

附錄1.方案一控制點分布情況

附錄2.方案二控制點分布情況

附錄3.方案三控制點分布情況

［1］張永生，鞏凡超.高分辨率遙感衛(wèi)星應用:成像模型、處理算法及應用技術(shù)［M］.北京:科學出版社，2004，124-232.

［2］柴登峰，張登榮.高分辨率衛(wèi)星影像幾何處理方法［M］.杭州:浙江大學出版社，2007:11-79.

［3］中國標準出版社第四編輯室.測繪標準匯編-攝影測量遙感卷［M］.北京:中國測繪出版社，2009:13-25.

［4］GeoEye Company.GeoEye product guide［EB/OL］:http:// geoeye.com，2010-04-13.

［5］C.S.Fraser&M.Ravanbakhsh.Georeferencing Accuracy of GeoEye-1 Imagery［EB/OL］.http://www.asprs.org/publications/pers/2009journal/june/feature.pdf，2010-04-13.

［6］張柯南，闞明哲.GeoEye-1衛(wèi)星簡介及遙感影像處理技術(shù)實踐［J］.城市勘測，2010（6）.

［7］田永明，王鴻，張興國，顧曉莉利用GeoEye影像制作濟南市南部山區(qū)1:5000衛(wèi)星影像圖［J］.城市勘測，2010（8）.

［8］董勝光.GeoEye-1影像的空間信息提取及其三維地圖制作技術(shù)研究［D］.長沙：長沙理工大學，2010.

［9］楊國榮.IKONOS立體像對提取DEM及正射糾正的實驗研究［J］.現(xiàn)代測繪，2007，30(5).

［10］艾海濱，等.基于中間件的高分辨率衛(wèi)星影像正射糾正的分布處理［J］.測繪科學，34(4).