西部冰川正射影像的制作.docVIP

西部冰川正射影像的制作 翟辉琴1 董北平1 翟会楠2 (1.68029部队730020 2.68011部队730020) 摘 要:本文利用SPOT-4卫星影像数据完成了西部冰川正射影像的制作。冰川正射影像的制作完成对全国冰川研究具有重要的参考价值。 关键词:DEM 正射校正 冰川 一、引 言 近几年高分辨率遥感卫星以其信息准确、现势性强、制图周期短、信息来源不受国境线以及环境、地面条件等制约的优越性，为水资源调查、土地资源调查、植被资源调查、地质调查、城市遥感调查、测绘、海洋资源调查等行业提供了快速、可靠的数据源。SPOT-4卫星由于增加了新的中红外谱段，有助于冰雪探测和较高的性价比优势，被选为《西部冰川》项目中正射影像制作的数据源。现就项目实施过程中有关技术路线及技术方法予以论述。 二、卫星影像数据选择标准 遥感影像上不应有沙点，斑痕、条带等缺陷；图像中云层覆盖应少于5%，且冰川覆盖区没有云或不能覆盖重要地物。对于部分多云地区，分散的云层盖度总和不能超过15%；卫星影像数据都应层次丰富、图像清晰、色调均匀、反差适中。卫星过境时间天气晴朗，大气悬浮物少，卫星过境前后6 天没有降水；遥感数据的最佳接收时间，一般要求遥感数据选择在冰川消融期末，对于中国西部不同地区，要有具体的规定。遥感影像文件格式为GEOTIFF，投影为UTM，椭球体为WGS84。 三、正射影像的制作流程 正射影像图的制作包括数据的检查、融合、控制点的选取、正射纠正、镶嵌等。处理技术流程如图1所示。 四、生产中的关键技术 4.1外业布点与施测 由于作业区的特殊性，为减少外业困难，主要采取如下方式： （1）影像分析与控制点预选[1] 内业在检查影像质量时，应详细查看和记录分析作业区影像地物特征，然后按照每景影像不少于16个的布点原则，预选出满足纠正用的控制点概略点位，同时，每景增加布设1~2个检查点。GCP的选择依据是要均匀分布在整个校正区域、特征要固定而明显。在原始影像中均匀分布并能正确识别和定位、在地形图上可精确定位的特征点、特征线(取其中点)。如河流拐弯处或交叉处、交叉路口等。 （2）外业施测要求 GCP的数量、分布和其定位精度，直接影响几何精校正的精度。校正方法(包括数学模型、确定亮度值的方法)不同，影响也不同。GCP数量的增加可以提高校正精度，但也使得寻找GCP的难度加大。GCP的数量也不宜过多，因为过多不会显著提高校正精度，却使计算量大大增加。几何精校正要求GCP均匀分布。若GCP分布不均匀，则在GCP密集的区域影像校正较好，而在GCP分布稀疏的区域，则会出现较大的误差[2]。GCP的位置精度越高，校正效果越好。几何精校正后的图面中误差一般不大于0.5mm，最大不大于1mm。因此外业施测作业应尽可能满足内业布点需求。当预选点位确实难以实施测量时，允许根据实地情况在预选点附近调整点位。但相邻景重叠区不得少于3个公共控制点。对于工作区边缘、地形复杂的区域，可采用双点布设的作业方式，便于内业根据具体情况进行取舍，同时应将修改情况及时通报内业。为方便外业点位调整，调绘片影像范围应适当大一些。 4.2影像配准与精度评估 (1)作业模式 在影像正射纠正前，利用多项式原理，以m全色波段数据为基准影像，对同时相的0m多光谱波段影像数据进行配准纠正和融合。可以在数据到达后立即进行，不受外业资料约束，而且只需纠正作业一次，作业效率高。 配准纠正作业前，将作业区影像按地形大致分为平地、丘陵和山地。控制点布点原则是：平地、缓丘陵按照3 X 3，山地按照5 X 5模式，整景均匀布设。 配准精度检查，主要采取以下两种方法： 配准控制点纠正精度检查。按照技术方案，影像配准控制点残差限差，平地、丘陵地不超过1个像元(m)，山地、高山地不超过2个像元(m)。因此每一景对影像配准纠正后，将所选控制点在参考影像上与纠正影像上的同名点坐 ②同名点误差检查。除了精度评估，还需进行目视检查。利用专业图像处理软件，同时打开全色与多光谱影像，随机进行同名点误差检查，将检查结果进行人工记录和标示。从标绘图上可以进行直观误差分析，如发现系统差或旋转等问题。标绘图形式除手绘记录外，也可以通过记录同名点坐标差，编程实现。 (1)各项设置是否正确。检查参考椭球、投影分带、分辨率等设置是否符合数学基础要求。 根据外业点之记、点位照片等信息，检查控制点转刺精度。 主要检查：纠正控制点单点最大误差、纠正控制点残差中误差、连接点各单方向误差和区域整体平差中误差是否超限。除进重点检查多景重叠区的接边是否符合要求。当重叠区个别点误差超限，需要认真分析误差产生原因，确认是否能在镶嵌时避开，否则需要进行调整。 拼接线由像对重叠区域中的同名点连接而成，它定义了相邻影像之间的接边位置。制作正射影像图时，要求拼接处的接