基于国产资三影像的1∶5万地形数据库动态更新工程正射影像纠正方法研究

□ 夏立福 顾剑华 王雷 孙鑫

（1.黑龙江第三测绘工程院，黑龙江哈尔滨150025；2.黑龙江第一测绘工程院，黑龙江哈尔滨150025）

1.引言

为保持国家基础1∶50000地形图的现势性，保障国民经济部门对基础地形图的需求，国家测绘地理信息局决定在“十二五”期间对“十一五”期间生产的1∶50000地形数据库进行动态更新。为使动态更新工作快捷、有序进行，作者根据自身生产实际，选取天津、黑龙江区域的四景影像通过不同的方法进行DOM产品的生产试验，寻找资源三号卫星影像纠正的最佳方法，以确保达到精度要求，为要素变化发现提供依据。

2.DOM纠正技术流程与DEM选取

DOM纠正实验选取四景影像，充分考虑地形类别及已有基础地理信息数据，其分布情况及时相如下：天津Z389512725P20121031地形类别为平地覆盖在东丽区、津南区及滨海新区；黑龙江877109_20120404地形类别为平地丘陵结合区域，876110_20120612为山地，875112_20120419为丘陵，主要覆盖区域在哈尔滨市周边五常市、呼兰县、阿城、宾县等。影像均无云雪覆盖，信息丰富满足影像制作要求，且时相分别为2012年10月31日、2012年4月4日、2012年6月12日、2012年 4月19日。根据已有“十一五”期间生产的1∶50000地形数据库3D产品为依托，分别利用 RPC+DEM、RPC+DEM+一次多项式、RPC+DEM+二次多项式模型进行纠正精度的对比。经分析研究利用RPC+DEM+一次多项式的纠正方法精度较好，满足1∶50000地形数据库动态更新的需求，其DOM纠正具体技术流程如下：

DEM的格网间距理论上应与地形坡度成反比。在平原地区，地面坡度平缓，DEM数据可以采用较大的格网间距；而在地形破碎的丘陵地区和山区，地形陡峭，DEM格网间距需要采用较小的格网间距，才能保证地形地貌的特征与实地相符。本次实验DEM格网间距为25米，满足不同地形类别影像的纠正要求。为提高影像质量精度，在地形复杂、高差大的山区，需考虑卫星数据的成像的侧视角。

3.DOM成果的精度评定和分析

RPC+DEM+一次多项式的纠正方法即满足1∶50000地形数据库动态更新的需求，可从其DOM成果的精度检测中体现。DOM成果的精度评定是依据1∶50000DLG在DOM影像上选取检查点位置并读取坐标值，计算其较差的中误差。检查点分布均匀且在影像上能准确定位。本次实验分别选取研究区的每景25个及以上特征地物点作为检查点，所有检查点均匀分布在整个研究区，是影像和DLG上都容易辨认准确定位的点。其精度统计包括同精度检测（内业精度检测）及高精度检测（外业实测检测）。

同精度检测

高精度检测

其中，RMS为检查点较差中误差，n为检查点个数，xi，yi表示 DOM影像上检查点的坐标，Xi，Yi为 GPS外业检查点或图形检查点的坐标。

本实验内业检测点及外业检测点分布如下（圆形为内业检查点；三角形为外业检查点）：

图1 895127 内、外业检查点分布图

图2 877109内、外业检查点分布图

图3 876110内、外业检查点分布图

图4 875112内、外业检查点分布图

3.1 内业相对精度分析

内业检测精度是1∶50000数字正射影像地物点相对于附近1∶50000地形数据的点位中误差。

精度统计公式如下：

其中，RMS为检查点较差中误差，n为检查点个数，xi，yi表示DOM影像上检查点的坐标，Xi，Yi为GPS外业检查点或图形检查点的坐标。

按照同精度检测公式分别统计四景影像的内符合精度：

表1 内符合精度统计表

3.2 外业实测精度分析

外业实测精度是：1∶50000数字正射影像地物点相对于附近野外控制点的点位中误差不得大于表1规定：

表2 2.5米分辨率数字正射影像平面中误差

精度统计公式如下：

其中，RMS为检查点较差中误差，n为检查点个数，xi，yi表示DOM影像上检查点的坐标，Xi，Yi为GPS外业检查点或图形检查点的坐标。

按照高精度检测公式分别统计四景影像的外符合精度：

表3 外符合精度统计表

3.3 接边精度

接边精度的检查：取相邻两景正射影像重叠区域处同名点作为检查点，分别量取两同名点的距离，或者是读取同名点的坐标，算出两点间的距离，检查同名点的距离或坐标差是否符合限差。本次试验所选取的四景影像在与相邻影像间经过接边精度的检查，坐标差均在限差范围之内，故符合接边精度的要求。

4.结论

此次实验选取的四景资源三号卫星影像，地形类别包括平地、丘陵、山地。控制点均匀分布选择在有线状地物交叉部位，尽可能选正十字或丁字交叉口。经过内业相对精度分析和外业实测像控点精度分析（详见卫星影像高精度、同精度检测统计表），四景影像均满足精度要求，故此次利用ERDAS的RPC+DEM+一次多项式的纠正方法适用且满足1∶5万地形数据库动态更新工程正射影像纠正的精度要求。

【1】马治，熊康军，陶源，王铁军.基于资源三号卫星影像的1∶50000数据生产试验[J].测绘信息与工程.2012，35（11）：214-216.

【2】景耀全，陈笑峰，谌佳.DEM精度对高分辨率卫星影像纠正的影响[J].测绘.2011，34（2）：70-73.

【3】张过，李德仁，袁修孝，张春玲.卫星遥感影像的区域网平差成图精度[J].测绘科学技术学报.2006，23（4）：239-241.

【4】杨金香，程学丰.基于ERDAS IMAGINE操作平台的遥感图像处理[J].测绘与空间地理信息.2006，29（2）：107-110.

【5】冯秀丽，王珂，楼立明.基于ERDAS的遥感影像正射图的制作[J].遥感技术与应用.2003，18（3）：176-179.