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    印度IRS—P5衛(wèi)星影像生產(chǎn)1:10000地形圖成圖精度分析

    2015-10-21 19:30:08馬麗陳奇
    地球 2015年8期
    關(guān)鍵詞:精度分析

    馬麗 陳奇

    [摘要]本文簡要介紹了IRS-P5衛(wèi)星及傳感器的有關(guān)性能參數(shù);使用四川成都地區(qū)的立體像對數(shù)據(jù)進(jìn)行了有關(guān)試驗研究,結(jié)果表明:在高精度、均勻分布的地面控制點(diǎn)的支持下,IRS-P5衛(wèi)星立體像對可滿足國家1:25000基本比例尺地形圖測圖規(guī)范要求;在適當(dāng)放寬要求的情況下,可完成1:10000基本比例尺地形圖的測圖工作。

    [關(guān)鍵詞]IRS-P5 精度分析

    [中圖分類號] TP7 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-8-263-2

    1 IRS-P5衛(wèi)星的基本特性

    IRS-P5遙感衛(wèi)星是印度發(fā)射的高分辨率測圖衛(wèi)星。它搭載有兩個分辨率為2.5m的全色傳感器,可構(gòu)成同軌立體像對,主要用于地形圖制圖和數(shù)字高程建模采集等,對制圖和城建規(guī)劃等應(yīng)用具有重要意義。

    IRS-P5衛(wèi)星的軌道高度為618km,搭載有兩個相同的相機(jī),焦距為1945mm,一個傳感器沿軌道方向距天底點(diǎn)+26°推掃成像,另一個傳感器沿軌道方向距天底點(diǎn)-5°推掃成像,從而同時獲得同一軌道的立體像對。這種組合的立體觀測方式,有利于減小高差地區(qū)的遮擋,且后視影像可以制作良好的正射影像[1]。

    2試驗數(shù)據(jù)及試驗區(qū)情況

    本次試驗選取了四川省成都市某地區(qū)IRS-P5衛(wèi)星立體像對一對。像對地面分辨率為2.5米。同時在影像范圍內(nèi)均勻布設(shè)了15個控制點(diǎn)和18個檢查點(diǎn)。

    在試驗區(qū)內(nèi)選取了兩幅1:10000試驗圖幅。圖幅一為一半山地、一半平地地貌;圖幅二為丘陵地貌。在兩 幅試驗圖幅內(nèi)分別均勻布設(shè)了檢查點(diǎn)25個(共50個)。

    控制點(diǎn)和檢查點(diǎn)地面坐標(biāo)為GPS外業(yè)實測,精度達(dá)到厘米級水平。像點(diǎn)坐標(biāo)由數(shù)字?jǐn)z影測量工作站在立體觀測環(huán)境下放大量測,精度可達(dá)到子像素等級。

    3試驗與結(jié)果分析

    3.1試驗與結(jié)果

    3.1.1定向及精度檢測

    采用基于RPC參數(shù)的區(qū)域網(wǎng)平差方法,按照控制點(diǎn)在平面上的分布狀況,分為4個控制點(diǎn)(P09、P11、P22、P24)、9個控制點(diǎn)(P09、P10、P11、P15、P16、P18、P22、P23、P24)和15個控制點(diǎn)(全部控制點(diǎn))三組進(jìn)行定向試驗。同時在影像范圍內(nèi),使用18個精度檢查點(diǎn)對定向結(jié)果分別進(jìn)行檢查。定向及檢查精度結(jié)果見表1。

    3.1.2立體測圖及DLG精度檢測

    使用15個控制點(diǎn)的定向結(jié)果建立模型,按照國家1:10000比例尺地形圖測圖規(guī)范要求,在立體上進(jìn)行兩幅試驗圖幅的全要素測量,經(jīng)過簡單編輯得到DLG成果。

    選擇位于明顯地物點(diǎn)上的檢查點(diǎn)與DLG數(shù)據(jù)中相應(yīng)的地物點(diǎn)作比較,統(tǒng)計DLG的平面精度。兩幅圖內(nèi)均有25個精度檢查點(diǎn),但圖幅一內(nèi)有12個精度檢查點(diǎn)在DLG上無法準(zhǔn)確判讀,圖幅二內(nèi)有15個精度檢查點(diǎn)在DLG上無法準(zhǔn)確判讀。檢測結(jié)果見表2。

    3.1.3DEM制作及精度檢測

    提取DLG數(shù)據(jù)中的三維數(shù)據(jù)(包括等高線、高程點(diǎn)、湖泊、水庫等)和在立體影像上采集的特征點(diǎn)、線構(gòu)TIN,并生成DEM。

    用線性內(nèi)插的方式內(nèi)插出精度檢查點(diǎn)處的高程值,將內(nèi)插出的高程值與精度檢查點(diǎn)高程值進(jìn)行比較并統(tǒng)計出DEM的高程精度。檢測結(jié)果見表3。

    3.1.4RSDOM制作及精度檢測

    利用上述DEM成果,制作出分辨率為2.5米的DOM成果,將位于明顯地物點(diǎn)上的檢查點(diǎn)與DOM數(shù)據(jù)中相應(yīng)的地物點(diǎn)作比較,并統(tǒng)計RSDOM的平面精度。檢測結(jié)果見表4。

    3.2結(jié)果分析

    由表1顯示,當(dāng)采用不同個數(shù)的控制點(diǎn)布點(diǎn)方案時,控制點(diǎn)平面精度可達(dá)2.3米左右,高程精度可達(dá)0.8米左右。當(dāng)控制點(diǎn)個數(shù)增多時,精度趨于一致??偟膩碚f,在良好的地面控制點(diǎn)的支持下,IRS-P5衛(wèi)星立體像對的平面精度可達(dá)到2.5米,滿足1∶10000地形圖成圖3.0米的需要;高程精度可達(dá)到1.0米,僅滿足1:10000地形圖山地1.5米的精度需要。

    利用15個控制點(diǎn)的定向結(jié)果進(jìn)行DLG、DEM、DOM生產(chǎn)試驗,通過與外業(yè)檢查點(diǎn)的比對發(fā)現(xiàn),DLG與DOM的檢測精度基本滿足國家1:10000比例尺地形圖測圖規(guī)范要求,但DEM的檢測精度不能滿足國家1:10000比例尺規(guī)范要求。這是由于IRS-P5衛(wèi)星的地面分辨率僅有2.5m、基高比僅有0.62,這對高程精度產(chǎn)生了一定的影響[2]。

    4結(jié)論

    本文對IRS-P5衛(wèi)星立體像對進(jìn)行了試驗與分析,初步得出在高精度、均勻分布的地面控制點(diǎn)的支持下,IRS-P5衛(wèi)星立體像對平面和高程精度可滿足國家1:25000基本比例尺地形圖測圖規(guī)范要求。但在航空影像獲取較為困難的區(qū)域,可適當(dāng)放寬規(guī)范要求,使用IRS-P5衛(wèi)星立體像對完成1:10000基本比例尺地形圖的測圖工作,這對四川省地理空間基礎(chǔ)框架建設(shè)有著重要的現(xiàn)實意義。

    參考文獻(xiàn)

    [1]北京東方道邇信息技術(shù)有限公司.印度CARTOSAT-1(IRS-5)衛(wèi)星介紹[R].2006.

    [2]張永生,鞏丹超 高分辨率遙感衛(wèi)星應(yīng)用[M],北京:科學(xué)出版社,2004.

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