GeoEye－1卫星简介及其遥感影像处理技术实践

张柯南，阚明哲

(长春市测绘院，吉林长春 130021)

GeoEye－1卫星简介及其遥感影像处理技术实践

张柯南∗，阚明哲

(长春市测绘院，吉林长春 130021)

GeoEye－1是2008年9月发射的一颗迄今技术最先进、分辨率最高的商业对地成像卫星。本文介绍了针对GeoEye－1卫星遥感影像，采用基于PCI Geomatica 10.2软件的Pansharpen影像融合方法与RPC(Compute From Gcps)正射纠正方法，获得高精度的真彩色GeoEye－1正射影像。

GeoEye－1；高分辨率卫星；遥感影像处理

1 引 言

GeoEye－1卫星是由美国GeoEye公司于2008年9月发射的一颗迄今技术最先进、分辨率最高的商业对地成像卫星。该卫星能提供全色 0.41 m分辨率和多谱段1.65 m分辨率的超高分辨率影像。GeoEye－1是IKONOS的后续卫星，较IKONOS分辨率更高，卫星姿态更灵活、获取能力更强、内外精度更高。该卫星经过发射以来半年多的运行调试，于2009年2月正式商业运作[1]。是继IKONOS、Quickbird以来，商业高分辨率卫星影像新的选择，可以更好地满足城市规划管理、城市测绘等领域的需求。

2 GeoEye－1参数及遥感影像数据特点

GeoEye－1是太阳同步轨道卫星，轨道高度684 km，运行周期98 min。该星携带高分辨率的CCD相机，获取的影像空间分辨率在全色波段高达0.41 m，多光谱波段1.65 m。该卫星可获取单片影像与立体相对。GeoEye－1卫星影像具有更高的内在精度，在仅利用卫星系统参数而无需地面控制点情况下，立体或单片卫星影像的控制精度更高达 3 m[1]。此外，相比QuickBird与IKONOS，GeoEye－1影像数据量大幅增加。GeoEye－1卫星主要参数见表1[2]。

3 GeoEye－1卫星影像处理

本项目利用了长春地区GeoEye－1全色与多光谱影像各一景，影像获取日期是2009年5月28日，遥感影像轨道号po＿344634＿0000002。全色影像分辨率0.5 m，多光谱影像分辨率2 m。原影像数据只进行了必要的辐射纠正与几何纠正，并配备了RPC参数模型文件。项目目标是:利用GeoEye－1全色与多光谱影像原数据，进行遥感影像融合、正射纠正、影像增强，生产真彩色0.5 m GeoEye－1卫星正射影像。

GeoEye－1卫星主要参数 表1

3.1 GeoEye－1卫星影像处理技术路线

基于GeoEye－1卫星及其影像数据的特点，采用“先融合后纠正”的基本思路作业。即先进行全色与多光谱遥感影像融合，然后对融合影像作正射纠正。项目作业采用TM投影方式的城市独立坐标系“长春坐标系统”。正射纠正所需数字高程模型采用航空摄影测量所获取的高精度DEM；地面控制点采用Leica 503型GPS RTK仪器野外施测获取。项目生产技术流程图如图1。

3.2 GeoEye－1卫星影像融合

GeoEye－1卫星影像在多光谱、全色影像的波段数目与波长范围与IKONOS和Quickbird大体相近，影像融合推荐采用PCI Geomatica软件的Pansharpen融合模块。该方法是目前高分辨率卫星遥感影像融合的最佳方法，其操作简洁、生产效率高、融合效果好。针对GeoEye－1影像融合，在输入多光谱影像波段上依次序选择GeoEye－1多光谱影像的3/2/1(红/绿/蓝)波段；在参考影像波段上选择多光谱影像1/2/3/4波段；在全色影像波段上选择一个波段的全色影像。运行模型即可得到真彩色3波段融合影像处理结果。这里需要强调一点，Pansharpen融合模块要求输入影像是PCI已知的坐标系统，如果输入影像是PCI不识别的坐标系统，需要在Focus定义影像坐标系统。

图1 项目生产技术流程图

3.3 GeoEye－1卫星影像正射纠正

GeoEye－1卫星作为最新的高分辨率遥感卫星，只有PCI Geomatica 10.2软件明确提出支持其卫星的严格物理模型与RPC参数模型。此外，用户仍然可以采用Eardas软件的LPS与PCI Geomatica软件的RPC(Compute From GCPs)方法。本项目基于有充足的高精度地面控制点，正射纠正采用PCI Geomatica 10.2软件的RPC方法[3]。项目采用“城市独立坐标系统”，纠正GCPs采用RTK野外施测获取，精度高达0.25 m；DEM采用航空摄影测量获取的等高距为5 m高精度的DEM。在一张影像上均匀选取11个控制点，采用6个系数函数模型，控制点残差0.14个像元。执行RPC纠正模型即可得到GeoEye－1正射影像。控制点分布如图2。

图2 控制点分布图

3.4 GeoEye－1正射影像精度评价

针对以上步骤获得的GeoEye－1正射影像，采用高精度的已知点进行精度检验。本项目采用10个均匀分布的控制点以外的已知点(RTK野外实测点)，采用点位误差统计分析法进行正射影像平面精度评价。结果表明:平均误差0.46 m，中误差0.23 m。完全满足1∶2 000图的平面精度，符合纠正精度要求。

4 结 论

(1)采用Pansharpen影像融合方法，能获得高质量的GeoEye－1真彩色影像。

(2)基于RPC参数模型的正射纠正方法，结合高精度控制点与DEM，获得了高精度的GeoEye－1正射影像。

(3)GeoEye－1正射影像能达到 1∶2 000图的水平精度。

[1]http://launch.geoeye.com/LaunchSite/about/faq.aspx

[2]http://www.bjeo.com.cn/pubnews/213730/20090218/214808.jsp

[3]Gene Diala，RPC REPLACEMENT CAMERA MODELS，The International Archives of the Photogrammetry，Remote Sensing and Spatial Information Sciences，Vol.34

Introduce of GeoEye－1 Satellite and its Remote Sensing Image Processing Practice

Zhang KeNan，Kan MingZhe
(ChangChun institute of Surveying and Mapping，ChangChun 130021，China)

GeoEye－1 are lanched at 08－09－2009，it has the highest resolution of any commercial imaging system.and can collect images with a ground resolution of 0.41－meters.This paper introduce the method of the GeoEye－1 remote sensing image processing，it proves the methods can perform a high accurate and natural color GeoEye－1 otho－Photo Image.

GeoEye－1；High resolution Satellite；Remote sensing image processing

1672－8262(2010)03－80－02

P237

B

2009—10—12

张柯南(1970—)，男，高级工程师，主要从事工程测量和GIS工程等工作。