驻马店WorldView影像图的制作

2014-07-27李佩臻

创新科技 2014年18期

关键词：校正图像处理分辨率

李佩臻

（河南省基础地理信息中心，河南郑州 450000）

驻马店WorldView影像图的制作

李佩臻

（河南省基础地理信息中心，河南郑州 450000）

卫星遥感数据是地理信息系统的重要组成部分。以它为基本数据源，根据它的属性信息建立数据解译标志，在地理空间数据的获取与更新中发挥着重要作用，W orldView影像是美国商业遥感卫星影像，它在民用领域将星载传感器的地面分辨率提高到0．5米，大大缩小了卫星影像与航空相片之间分辨能力的差距，打破了较大比例尺地形图测绘只能依赖航空遥感的局面。论文主要研究了W orldView影像处理过程中的几个主要的技术环节，包括影像集合校正、影像镶嵌、影像裁切等。

worldview；遥感；影像；分辨率；正摄校正

1 数据处理流程

以WorldView2为例介绍影像数据处理流程

2 基于ERDAS软件对WorldView影像的正射校正

ERDAS IMAGINE是美国ERDAS公司开发的遥感影像处理系统。它以其先进的图像处理技术，友好、灵活的用户界面和操作方式，面向广阔应用领域的产品模块，服务于不同层次用户的模型开发工具以及高度的RS/GIS（遥感图像处理和地理信息系统）集成功能，为遥感及相关应用领域的用户提供了内容丰富而功能强大的图像处理工具。

正射校正是对图像空间和几何畸变进行校正生成多中心投影平面正射图像的处理过程。它除了能纠正一般系统因素产生的几何畸变外，还可以消除地形引起的几何畸变。它采用少量的地面控制点与相机或卫星模型相结合，确立相机（传感器）、图像和地面三平台简单关系，建立正确的校正公式，产生精确的正射影像。

ERDAS支持RPC有理多项式系数严格轨道物理模型的正射校正，

WorldView的生产过程主要依靠RPC文件和DEM数据定位和几何纠正图像，校正精度取决于RPC文件的定位精度和DEM的分辨率。ERDAS打开LPS新建一个工程选Geometric Model Category下选 Rational Functions；Geometric Model下选World⁃View RPC；在Block Property Setup窗口中，上面的Set下Prjec⁃tion Type下选高斯-克吕格投影（Transverse Mercator）；Spheroid Name和Datum Name下选国际大地测量协会推荐的IAG-75地球椭球体西安80坐标系；Longitude of centralmeridian：带号值；False easting：东偏500公里；Images下加入拼好的要纠正的影像，把PvrIntExt击为绿色框；击图标打开Point Measurement窗口，导入控制点、在左右影像中分别放大均匀选取同名控制点位，点位要准确无误，均匀分布，选取时应仔细对比左右两景影像，选择没有发生变化固定的点位，例如道路交叉点，街道交叉点等，桥梁点、水库大坝等，一般情况下，由于水系随季节、时令变化较大，所以选择时要慎重考虑。选取足够的点之后软件中自动计算出中误差RMS Error的值，误差大小控制在一个像素以内。如果以后出现的选取同名点的过程中出现超出的点位，要仔细检查对比是否准确无误，如果超限过大就可把此点删除，在此点附近重新选取其他同名点再观察误差值，直至在限差以内，然后再选取下个点位。如果影响中包含有城市范围，就要以城区为重点，在城区范围内多选取控制点，如选取城区的主要街道交叉点等，在城区的纠正精度控制好，做到误差值减到最小。加入DEM，把VxVy控制在一个像素内，计算，重采样（分辨率定为0.5）；套合矢量检查精度。对输出影像起名在output file中保存到相应的文件夹中：resample method中选取biliner interpolayion双线性内插和选取所要纠正影响的分辨率的值，如3米OK进行最后的纠正。等纠正完成之后用viewer先打开原有已纠正背景影像，再打开纠正后的目标影像，后选viewer_utility_swipe，将两景影像叠加对比检查纠正情况是否有误差存在，若误差过大则要重新对影像进行纠正，重复此过程直到合格为止。

3 基于PCI软件对WorldView2影像的分辨率融合

将高分辨率的全色遥感影像和低分辨率的多光谱遥感影像进行融合，获得色彩信息丰富且分辨率高的遥感融合影像的过程，称为遥感影像融合。

打开PCI调出高分辨率影像和多光谱影像；在Tools下击Al⁃gorithm Librarian—Image Processing—Data Fusion—Pansharp—输入端口Input：Input Multispectral Image Channels下4个波段都选上参与运算；InputRef：Reference Image Channels下4个波段都选上参与运算；InputPan：Panchromatic Image Channel下高分辨率影像选上参与运算。输出端口给路径输出一个16位pix文件。把16位pix文件降为8位pix文件：在Tools下击Algo⁃rithm Librarian—Geomatica—Fundamentals—Scale下4个波段都选上参与运算。把8位pix文件输出为raw格式。在PHOTO⁃SHOP中把raw格式影像打开另存为img格式文件。

4 基于PHOTOSHOP软件对WorldView影像处理

数字正射影像图的好坏不仅取决于它的数学精度，还取决于它的色彩。对有些部门如规划部门而言，他们更注重影像地图色彩的好坏，一幅色彩饱满、层次分明、反差适中的影像的图往往更容易打动客户的心，得到客户的认可。然而，由于航空摄影受气候条件、地形起伏、航摄比例尺、摄影技术等各种因素的影响，导致航摄得到的原始影像往往比较昏暗，色彩未进行任何拉伸，需要进行各种图像处理，以达到客户满意的影像效果。Photoshop作为一种国际上通用的图像处理工具，价格便宜，操作简便，图像处理工具比较齐全，工作效率和处理效果都不错，因此慢慢被遥感技术人员所推崇，在图像数据输入输出、色彩调整、遥感影像纠正融合、镶嵌和裁切、滤波和数字分析等方面使用广泛。几年来，我们利用Photoshop在遥感图像处理方面做了一些尝试，并取得了一定的经验，这里主要就影像的色彩处理方面作简单的介绍。

在现实生产过程中，由传感器获得的遥感影像经过转换、线路传送以及大气折射的影响，需要对影像采用可选颜色、颜色匹配、对比度增强、直方图增强和图像间算术运算对影像进行增强处理，通过修改遥感影像频率成分来实现遥感图像数据的改变，达到拟制噪声或改变遥感影像质量的目的，使影像无显著噪声。

5 正摄影像的镶嵌、裁切

当研究区域在不同的图像文件上时，需要将不同的图像文件拼合在一起形成一幅完整的图像，这就是图像的镶嵌（Mosaic）。通过镶嵌处理，可以获得更大范围的地面图像，参与镶嵌的图像可以是不同时间同一传感器获取，也可以是不同时间不同传感器获取的图像，但同时要求镶嵌的图像之间要有一定的重叠度，并校正到同一地图坐标系中。也就是说，待镶嵌的图像要有相同的地理参考。

Erdas中对纠正好带有坐标值的影像进行拼接，在拼接前首先要叠加两景影像检查重叠部分，如果拼接处误差较大，拼接不上，就要对影像重新纠正，直到能过拼接。打开Erdas软件，用Dataprep_mosaic image打开后分别添加进行已纠正后的两景影像找到重叠部分用画线工具将叠加在上部的影像裁掉后用Mosaic tool_process输出名称即可。

根据图幅规定的范围来裁切正摄影像。通过遥感信息处理软件的裁切模块，输入所需裁切的坐标就可以方便快捷的裁切出需要的数字正摄影像，并自动生成正摄影像的定位附加信息。在Erdas中队纠正好带有坐标值的影像进行裁切，打开Erdas软件，利用DataPrep_subset image后分别输入要裁切文件和输出文件起名称，在下面输入裁切的左上角和右下角的X、Y的坐标值OK即可。