衛(wèi)星遙感影像的區(qū)域正射糾正

張欣欣

（河北省第三測繪院 河北省石家莊市 050000）

引言

在較為經(jīng)典的正射影像圖生產(chǎn)的過程中一共有三個較為重要的環(huán)節(jié)，即勻光勻色、影像正射糾正以及影像鑲嵌。但現(xiàn)階段在大區(qū)域影響的正射糾正過程中還存在著許多問題，如單景正射糾正模式中，每個影像都只需要一個地面控制點來進行定位，而如果需要大區(qū)域影像，那么所需要控制點的數(shù)量是非常龐大的，這不單單要消耗掉大量的人力物力來把控地面控制點的量測質(zhì)量，如果測量區(qū)域處于一些地勢復(fù)雜或較為荒涼的地區(qū)，則會大大增加測繪人員的工作難度，甚至?xí)霈F(xiàn)生命危險，有些地面點甚至不通過外業(yè)測量的方法得到。在糾正后的單景正射影像中，相鄰影像之間有著接邊精度低等問題，所以極易出現(xiàn)錯位現(xiàn)象，現(xiàn)階段通常情況下處理接邊問題常常用的辦法就是將影像接邊不合要求的地方用人工方式選出同名點，并在此基礎(chǔ)上進行二次局部正射糾正，這種返工大大提升了工作量，并且不能滿足大區(qū)域接邊的質(zhì)量與精度要求，由此我們需要在處理這些衛(wèi)星影像正射糾正中發(fā)現(xiàn)的問題時，應(yīng)充分考慮到正射糾正區(qū)域影像之間的弱交匯條件。

1 DOM技術(shù)

DOM技術(shù)說的是一種數(shù)字影像地圖，它是在消除各種影像變形后形成與地物外形相似的，具有一定比例的，并且能夠有坐標(biāo)作為支撐的數(shù)字正射影像圖。在進行實際測繪的過程中，4d產(chǎn)品中的DOM、DEM、DRG、DLG是現(xiàn)階段其最重要的四個內(nèi)容，在這其中DOM作為一種新型的正射影像圖，其優(yōu)勢十分明顯，如直觀性強、信息內(nèi)容豐富等，這種技術(shù)已經(jīng)成為測繪工作中所必須的一部分。在DOM產(chǎn)品的指標(biāo)中，其主要內(nèi)容是地面的色彩、分辨率、反差等，這其中一個關(guān)鍵性的指標(biāo)就是影像坐標(biāo)的精準(zhǔn)度，若不同相片中的DOM坐標(biāo)不能保持一致，那么這些相片就不當(dāng)作影像來進行使用，而且在相互拼接的過程中也會發(fā)生各種問題，導(dǎo)致其不能正常拼接，從而使得DOM產(chǎn)品質(zhì)量不合格。不管我們用哪種影像來進行DOM生產(chǎn)，但其生產(chǎn)原理都是一樣的，首先我們要將其建立在傳感器或其他裝置的空間姿態(tài)與內(nèi)部參數(shù)的基礎(chǔ)之上，保障精準(zhǔn)性，再根據(jù)地面上的有效控制點與DEM數(shù)據(jù)集中處理因地面起伏所造成的影像變形，從而保障影像DOM的質(zhì)量，確保其位置與地形圖一直，而在這個過程中，攝影測量中的共線方程則是較為重要的具有基礎(chǔ)性的理論公式。

在實際生產(chǎn)的過程中，若DOM是由航空像片產(chǎn)生的，則一般情況下是由業(yè)內(nèi)空三計算出各像片的外方位元素之后，利用絕對相對的定位建立像對，之后在立體模型之上對地物特征信息數(shù)據(jù)進行采集，此步驟所生成的DEM擁有較高的精度，最后結(jié)合已經(jīng)定向好的立體模型，改正影像的高差投影差。在單張像片之中，如果我們不知道其外方向，還能夠運用地面上的有效控制點對其進行單向空間后方交匯，從而得到像片的外方位關(guān)系，并利用DEM開展糾正工作。而針對衛(wèi)星影像來說，能夠有效構(gòu)成立體像對的并不在多數(shù)，其中更多的還是針對單張影像，由此為了有效的消除地形投影差，一般情況下，有關(guān)衛(wèi)星數(shù)據(jù)提供的單位會在其產(chǎn)品中加入每張像片的RPC文件或者是軌道參數(shù)等等，這樣能夠有效的確定衛(wèi)星進行拍攝時的傳感器數(shù)據(jù)，即姿態(tài)或位置等等，為消除地面高差投影差提供理論依據(jù)。RPC文件指的是數(shù)學(xué)意義的集合成像模型，RPC結(jié)合了傳感器的軌道參數(shù)等數(shù)據(jù)，并經(jīng)過一定數(shù)量的地面控制點與復(fù)雜的計算從而得到變化系數(shù)矩陣。但在實際的生產(chǎn)之中，并不是所有的衛(wèi)星數(shù)據(jù)供應(yīng)單位都會提供這類文件給用戶，碰到這種情況，有關(guān)的糾正軟件通常會采用多項式擬合法來開展糾正工作，而衛(wèi)星影像的比例尺相對其他影像來說是比較小的，地勢起伏較小的地區(qū)不會對DOM點位的精準(zhǔn)性產(chǎn)生較大影響，而一些地勢起伏較大的地區(qū)，有些影像中的高差投影差基本無法消除。

2 衛(wèi)星遙感影像區(qū)域正射糾正

2.1 在弱交匯背景下的衛(wèi)星影像平面區(qū)域網(wǎng)平差

通常情況下需要進行正射糾正的多位近似垂直角度拍攝的衛(wèi)星影像，由此當(dāng)相鄰兩個影像之間的交會角度不超過10°的情況下，我們稱之為弱交會，在這時如果直接利用立體平差的模式對其開展處理工作則會產(chǎn)生一系列不良后果。

我們把像方補償?shù)姆律漤梾?shù)當(dāng)作平面區(qū)域網(wǎng)平差中的地面點與未知數(shù)的平面坐標(biāo)，記為（X，Y），但是我們現(xiàn)在并不急于解出地面點的高程坐標(biāo)，要將所有未知數(shù)進行統(tǒng)一求解，并在每次平差計算結(jié)束后對連接點的新平面坐標(biāo)進行計算，可以運用高程模型DEM當(dāng)作高程約束，當(dāng)連接點處通過DEM內(nèi)插該電的地面坐標(biāo)高程值Z，將平面坐標(biāo)與其一起導(dǎo)入到平差系統(tǒng)之中，并開始進行下次計算，直至整個平差過程收斂。

2.2 衛(wèi)星影像區(qū)域正射糾正

我們可以利用RPC參數(shù)以及平面平差進行計算之后得出想要的影像定向參數(shù)，并采用有關(guān)方法對每景影像開展糾正工作，從而確保全區(qū)域的折射影像的糾正質(zhì)量，具體的操作步驟有以下幾點：

（1）將需要糾正的衛(wèi)星影像及與其相對應(yīng)的RPC參數(shù)同時進行導(dǎo)入。

（2）要開展量測工作，將影像中相鄰影像之間的連接點作為我們進行量測工作的對象，并將控制片上的控制點轉(zhuǎn)入到衛(wèi)星影像之上。

（3）我們要把這其中所有的控制點當(dāng)作檢查點，從而開展無控制點的自由網(wǎng)平面平差，并將平差結(jié)果作為控制點的檢查標(biāo)準(zhǔn)。

（4）選用一定數(shù)量的控制點（控制點是均勻分布）來開展控制網(wǎng)平面平差，并對每幅衛(wèi)星影像的定向參數(shù)進行解答。

（5）要將算出的這些定向參數(shù)與相應(yīng)的正射參數(shù)進行結(jié)合，從而對大區(qū)域衛(wèi)星影像進行正射糾正。

3 結(jié)束語

在實際工作的過程中，我們要采用多種方式開展衛(wèi)星遙感影像的區(qū)域正射糾正工作，消除地面高差投影差，提升精準(zhǔn)性。

[1]視小勇，等.國產(chǎn)光學(xué)衛(wèi)星影像 RPC 制作.國土資源搖桿，2009（3）.

[2]李慶鵬，等.基于嚴格仿射變換模型的搖桿影像RPC參數(shù)求解.測繪信息與工程，2011（3）.