• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      高分一號(hào)多光譜高分相機(jī)全色圖像正射精度驗(yàn)證與分析

      2015-03-10 10:51:52黃世存吳海平馮登超
      遙感信息 2015年2期
      關(guān)鍵詞:全色測試數(shù)據(jù)檢查點(diǎn)

      黃世存,吳海平,馮登超

      (1.中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心,北京100094;2.中國土地勘測規(guī)劃院,北京100035;3.北華航天工業(yè)學(xué)院,河北廊坊065000)

      高分一號(hào)多光譜高分相機(jī)全色圖像正射精度驗(yàn)證與分析

      黃世存1,吳海平2,馮登超3

      (1.中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心,北京100094;2.中國土地勘測規(guī)劃院,北京100035;3.北華航天工業(yè)學(xué)院,河北廊坊065000)

      采用有理函數(shù)模型對(duì)高分一號(hào)衛(wèi)星多光譜高分辨率相機(jī)(PMS)傳感器全色圖像進(jìn)行正射校正,采集檢查點(diǎn)檢驗(yàn)正射后全色圖像幾何精度,獲取全色圖像的正射精度,為用戶了解高分一號(hào)衛(wèi)星全色圖像正射精度提供參考依據(jù)。試驗(yàn)結(jié)果表明,高分一號(hào)衛(wèi)星2m分辨率的全色圖像正射精度為1.6m,折合成像素精度為0.8個(gè)像素,能滿足1∶1萬比例尺地形圖更新要求。經(jīng)過初步分析,高精度高程數(shù)據(jù)能進(jìn)一步提高高分一號(hào)衛(wèi)星全色圖像的正射精度。

      高分一號(hào)衛(wèi)星;PMS;全色圖像;正射校正;精度;高分相機(jī);多光譜

      1 引 言

      中國國家科技重大專項(xiàng)高分辨率對(duì)地觀測系統(tǒng)首顆衛(wèi)星“高分一號(hào)”(GF-1)于2013年4月26日中午在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,高分辨率對(duì)地觀測系統(tǒng)國家科技重大專項(xiàng)的實(shí)施,將全面提升中國自主獲取高分辨率觀測數(shù)據(jù)能力,推動(dòng)衛(wèi)星及應(yīng)用技術(shù)的跨越發(fā)展。

      GF-1衛(wèi)星是我國首顆設(shè)計(jì)和考核壽命大于5年的低軌遙感衛(wèi)星,星上共配置兩型光學(xué)觀測相機(jī),分別是兩臺(tái)2m全色/8m多光譜高分辨率相機(jī)(PMS)和4臺(tái)16m多光譜中分辨率寬幅相機(jī)(WFV)。每臺(tái)PMS相機(jī)觀測幅寬優(yōu)于60km,4臺(tái)WFV相機(jī)拼接后觀測幅寬優(yōu)于800km。

      圖像幾何正射精度是評(píng)價(jià)遙感圖像幾何質(zhì)量的重要指標(biāo)之一[1],本文的目的在于測試GF-1衛(wèi)星分辨率為2m的全色圖像的幾何正射精度。本文對(duì)GF-1衛(wèi)星幾何正射精度的驗(yàn)證與分析,有利于客觀反映GF-1衛(wèi)星全色圖像的幾何正射精度,為用戶了解和使用該數(shù)據(jù)提供參考,也為進(jìn)一步提高GF-1衛(wèi)星全色圖像幾何精度提供依據(jù)。

      2 測試數(shù)據(jù)

      為了盡可能消除衛(wèi)星側(cè)擺過大、參考數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等因素對(duì)圖像內(nèi)部幾何精度的影響,本文對(duì)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行了篩選,篩選條件如下:

      表1 測試數(shù)據(jù)篩選條件與參考數(shù)據(jù)情況

      根據(jù)上述篩選條件,選取如下數(shù)據(jù)進(jìn)行測試:

      表2 正射精度測試數(shù)據(jù)表

      3 測試方法

      3.1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

      以1∶1萬DOM、1∶5萬DEM數(shù)據(jù)為參考數(shù)據(jù),對(duì)GF-1衛(wèi)星全色圖像進(jìn)行正射校正,并進(jìn)行幾何精度測試。

      3.2 選取地面控制點(diǎn)的基本原則

      地面控制點(diǎn)要求選取不隨時(shí)間、季節(jié)等因素改變的地物。

      3.3 測試方法

      每景數(shù)據(jù)測試流程如下:

      ①選取清晰、成像質(zhì)量良好的1A級(jí)圖像作為測試圖像;

      ②導(dǎo)入1A級(jí)圖像以及RPC文件;

      ③導(dǎo)入相應(yīng)參考圖像、DEM文件;

      ④均勻分布采集25個(gè)控制點(diǎn);

      ⑤進(jìn)行正射運(yùn)算,生產(chǎn)正射產(chǎn)品;

      ⑥打開正射產(chǎn)品數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)參考數(shù)據(jù);

      ⑦均勻分布采集12個(gè)檢查點(diǎn),檢查點(diǎn)盡量遠(yuǎn)離步驟4選取的25個(gè)控制點(diǎn);

      ⑧計(jì)算檢查點(diǎn)在校正圖像和參考圖像的實(shí)際地理坐標(biāo)差值D以及檢查點(diǎn)坐標(biāo)值的中誤差S,中誤差S即為圖像的正射精度[2-3];

      其中,ΔX=X圖像-X真實(shí),ΔY=Y(jié)圖像-Y真實(shí),n為檢查點(diǎn)個(gè)數(shù)。

      4 正射圖像處理

      高分辨率衛(wèi)星遙感影像正射處理模型可以分為嚴(yán)格幾何處理模型與通用處理模型兩大類。嚴(yán)格幾何處理模型與通用處理模型最具代表性的分別為擴(kuò)展共線方程模型與有理函數(shù)模型[4]。

      擴(kuò)展共線方程模型是以攝影測量學(xué)中最基本的共線條件方程為基礎(chǔ),在假設(shè)衛(wèi)星運(yùn)行軌跡滿足軌道攝動(dòng)方程的條件下,用軌道參數(shù)的函數(shù)來表示影像外方位線元素,用多項(xiàng)式來擬合影像外方位角元素。由于擴(kuò)展共線方程模型是經(jīng)典攝影測量理論在新型遙感傳感器上的拓展應(yīng)用,對(duì)各項(xiàng)誤差源可分別建模并納入幾何處理模型中,能有效地顧及各項(xiàng)誤差引起的影像變形,理論上最為嚴(yán)密。但是,擴(kuò)展共線方程模型與傳感器物理和幾何特性密切相關(guān),涉及傳感器的物理構(gòu)造、成像方式以及其他核心參數(shù)。高分辨率CCD傳感器所具有的長焦距和窄視場角特性導(dǎo)致定向參數(shù)之間具有很強(qiáng)的相關(guān)性,從而影響定向精度和穩(wěn)定性。但由于技術(shù)保密的要求,一般用戶很難獲取衛(wèi)星數(shù)據(jù)核心參數(shù),從而無法使用擴(kuò)展共線方程模型進(jìn)行正射校正。

      有理函數(shù)模型(Rational Function Model,RFM)利用有理函數(shù)來描述傳感器模型,將像點(diǎn)坐標(biāo)和物點(diǎn)坐標(biāo)的關(guān)系描述為兩個(gè)多項(xiàng)式的比值。其實(shí)質(zhì)是用純數(shù)學(xué)來對(duì)嚴(yán)格幾何處理模型進(jìn)行擬合,或者是對(duì)成像地區(qū)實(shí)際地形的一種數(shù)學(xué)逼近[5-6]。有理函數(shù)模型相對(duì)于擴(kuò)展共線方程模型具有保密性、簡便性和穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn),在業(yè)內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用,有理函數(shù)模型已成為事實(shí)上高分辨率衛(wèi)星遙感影像通用處理模型標(biāo)準(zhǔn)。

      中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心為方便用戶使用有理函數(shù)模型進(jìn)行正射處理,分發(fā)的1A級(jí)GF-1衛(wèi)星圖像自帶有RPC參數(shù)文件,但其精度只能到達(dá)相當(dāng)于影像直接對(duì)地目標(biāo)定位的精度(約為20m),需要增加地面控制點(diǎn)對(duì)RPC參數(shù)進(jìn)行精化以滿足測圖應(yīng)用實(shí)際需要[7-8]。本文針對(duì)1A級(jí)測試數(shù)據(jù)采用有理函數(shù)模型進(jìn)行正射處理,在測試數(shù)據(jù)和參考數(shù)據(jù)上均勻分布采集25個(gè)同名控制點(diǎn),導(dǎo)入對(duì)應(yīng)RPC、1∶5萬DEM文件,生成正射影像。圖1是1A級(jí)測試數(shù)據(jù)正射前后對(duì)比圖。

      圖1 全色1A級(jí)待正射圖像和正射圖像

      5 正射精度評(píng)價(jià)

      在每景全色正射圖像上采集12個(gè)檢查點(diǎn),驗(yàn)證全色正射圖像的幾何精度,為了保證檢查點(diǎn)的客觀性,檢查點(diǎn)的選取遵循兩個(gè)原則:①在圖像內(nèi)均勻分布;②檢查點(diǎn)遠(yuǎn)離控制點(diǎn)。通過統(tǒng)計(jì)各檢查點(diǎn)的誤差值(如表3、表4所示)即可獲得全色正射圖像的精度。

      圖2 全色正射數(shù)據(jù)和參考圖像檢查點(diǎn)示意圖(紅色點(diǎn)為控制點(diǎn),藍(lán)色點(diǎn)為檢查點(diǎn))

      表3 GF-1衛(wèi)星全色圖像(景號(hào):15401)正射精度測試結(jié)果表

      表4 GF-1衛(wèi)星全色圖像正射精度測試結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

      圖3 GF-1衛(wèi)星全色正射圖像幾何精度示意圖

      6 測試結(jié)果與分析

      測繪部門采用航片或者衛(wèi)片更新地形圖,平面精度要求一般是平原、丘陵地區(qū)地形圖上誤差不超過0.5mm,山區(qū)不超過0.75mm[9-11]。比如更新1∶1萬地形圖,平原地區(qū)精度應(yīng)小于5m,山區(qū)小于7.5m。更新1∶2.5萬地形圖,平原地區(qū)精度應(yīng)小于12.5m,山區(qū)小于18.75m。

      在以上測試數(shù)據(jù)中,最低正射精度為2.1m,符合更新1∶1萬地形圖要求。平均正射精度1.6m,折合成像素精度為0.8個(gè)像素。5景全色正射圖像所有檢查點(diǎn)最大誤差均小于中誤差的2倍,說明GF-1全色正射圖像幾何畸變小而且穩(wěn)定。

      在正射處理中引入DEM文件,其目的是,消除地形起伏引起的變形,提高影像的定位精度,所以,DEM文件作為物方坐標(biāo)的一部分,其本身精度會(huì)影響計(jì)算后像方坐標(biāo)的準(zhǔn)確性,從而影響正射精度。為了規(guī)范遙感影像幾何精度測試,國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)建議DEM數(shù)據(jù)的格網(wǎng)間距不應(yīng)大于被測圖像地面像元尺寸的5倍。因此,2m分辨率GF-1衛(wèi)星全色圖像應(yīng)使用10m以下格網(wǎng)間距DEM數(shù)據(jù),但由于DEM數(shù)據(jù)獲取受限,試驗(yàn)采用一般用戶所能獲取的1∶5萬DEM數(shù)據(jù),該數(shù)據(jù)格網(wǎng)間距為25m,如采用更高精度DEM,GF-1衛(wèi)星全色正射圖像精度還有提高空間。

      [1] 黃世存.資源一號(hào)02B衛(wèi)星CCD和HR影像的糾正精度分析[J].航天器工程,2008,17(72):53.

      [2] 劉斌,孫喜亮,邸凱昌,等.資源三號(hào)衛(wèi)星傳感器校正定位精度驗(yàn)證與分析[J].國土資源遙感,2012,7(4):36-40.

      [3] 黃世存,章文毅,何國金,等.幾種不同矩陣算法的遙感圖像幾何精糾正效果比較[J].國土資源遙感,2005(3):18-22,43.

      [4] 孫家抦,舒寧,關(guān)澤群.遙感原理、方法和應(yīng)用[M].北京:測繪出版社,1999.

      [5] XIONG Z,ZHANG Y.A Generic method for RPC refinement using ground control information[J].Phothogramm Eng Rem Sen,2009,75(9):1083-1092.

      [6] GRODECKI J,DIAL G.Block adjustment of high-resolution satellite images described by rational polynomials[J].Photogramm Eng Rem Sen,2003,(69):59-68.

      [7] 張過.缺少控制點(diǎn)的高分辨率衛(wèi)星遙感影像幾何糾正[D].武漢:武漢大學(xué),2005.

      [8] 唐新明,張過,祝小勇,等.資源三號(hào)測繪衛(wèi)星三線陣成像幾何模型構(gòu)建與精度初步驗(yàn)證[J].測繪學(xué)報(bào),2012,41(2):191-198.

      [9] 國家測繪局.GB 12340-2008-T 1∶25000 1∶50000 1∶100000地形圖航空攝影測量內(nèi)業(yè)規(guī)范[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008.

      [10] 國家測繪局.GJB 4407-2002,航天遙感圖像定位精度檢測方法[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2002.

      [11] 國家測繪局.國家1∶50000數(shù)據(jù)庫更新工程—數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)規(guī)定(第二版)[S].北京:國家標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007.

      Ortho Accuracy Analysis of GF-1PAN Imagery

      HUANG Shi-cun1,WU Hai-ping2,F(xiàn)ENG Deng-chao3
      (1.China Center for Resources Satellite Data and Application,Beijing100094;2.China Land Surveying and Planning Institute,Beijing100035;3.North China Institute of Aerospace Engineering,Langfang065000)

      After the successful launch of GF-1satellite,to understand the accuracy of its pan ortho-image has extensive demands.This paper used the rational function model to rectify the pan image of GF-1PMS sensor,then collected check points to test the geometric accuracy.The purpose of the test is easy for users to understand the precision of GF-1pan orthoimage.The test results show that the average accuracy of panchromatic otho-image in GF-1satellite is 1.62meters,converted into pixel precision is 0.81pixel,can meet the requirements of 1∶10000scale topographic map updating.After a preliminary analysis,high precision digital elevation data can further improve the ortho-rectification accuracy of GF-1panchromatic orthoimage.

      GF-1satellite;PMS;PAN;ortho-rectification;accuracy;high-resolution camera;multi-spectral

      10.3969/j.issn.1000-3177.2015.02.015

      TP79

      A

      1000-3177(2015)138-0085-04

      2014-03-03

      2014-05-04

      黃世存(1977~),男,碩士,高級(jí)工程師,研究方向?yàn)檫b感衛(wèi)星圖像處理與應(yīng)用。

      E-mail:hscwhp@126.com

      猜你喜歡
      全色測試數(shù)據(jù)檢查點(diǎn)
      Spark效用感知的檢查點(diǎn)緩存并行清理策略①
      免疫檢查點(diǎn)抑制劑相關(guān)內(nèi)分泌代謝疾病
      三星“享映時(shí)光 投已所好”4K全色激光絢幕品鑒會(huì)成功舉辦
      海信發(fā)布100英寸影院級(jí)全色激光電視
      淺談書畫裝裱修復(fù)中的全色技法
      收藏界(2019年4期)2019-10-14 00:31:10
      免疫檢查點(diǎn)抑制劑在腫瘤治療中的不良反應(yīng)及毒性管理
      測試數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
      基于自適應(yīng)粒子群優(yōu)化算法的測試數(shù)據(jù)擴(kuò)增方法
      空間co-location挖掘模式在學(xué)生體能測試數(shù)據(jù)中的應(yīng)用
      體育科技(2016年2期)2016-02-28 17:06:21
      分布式任務(wù)管理系統(tǒng)中檢查點(diǎn)的設(shè)計(jì)
      秦皇岛市| 奉贤区| 韶关市| 常熟市| 随州市| 长丰县| 邓州市| 北安市| 阳东县| 苏尼特右旗| 牟定县| 新和县| 科技| 澎湖县| 甘南县| 抚远县| 长沙市| 武乡县| 汶上县| 忻城县| 教育| 遵义县| 铜山县| 枣强县| 体育| 汤阴县| 汶川县| 栾川县| 潮州市| 兰坪| 柞水县| 安化县| 永顺县| 柘城县| 长沙市| 得荣县| 阳东县| 定远县| 额济纳旗| 资中县| 福州市|