遥感卫星影像正射纠正成果质量检验方法研究

高颖　蔡军　詹必伟　梅华丰

摘 要：介绍了遥感卫星影像正射纠正成果质量检验内容、检验方法以及成果的质量的评定。通过全数概查和抽样详查等方式，同时采用人机交互检查和人工检查相结合的方法进行检查，从而保证影像加工生产的质量控制。

关键词：空间分辨率 影像拼接 正射纠正 影像融合 影像匀色

中图分类号：TP751 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）11（a）-0039-02

目前，遥感卫星影像已经被广泛应用于军事侦察、测绘制图、气象预报、国土资源勘查、环境质量评价和自然灾害监测与防治、以及地球系统科学等研究领域，发挥着极其重要的作用。为满足日益广泛的前端应用，其定位已不能拘泥于传统的地貌展示，须同时满足分析与建库的需求。某城市遥感卫星影像正射纠正成果是采用（全色分辨率优于0.7 m、多光谱分辨率不低于2.8 m）的原始卫星遥感影像数据通过影像处理（正射纠正，影像配准与融合）、影像镶嵌与色彩调整（影像镶嵌，色彩调整处理）、纠正误差分析与处理等加工处理后形成的正射纠正成果影像数据，并在此成果影像数据基础上进行检验。数字正射影像是利用DEM对遥感影像逐像元进行辐射改正、微分纠正和镶嵌，并按规定图幅范围裁剪生成的，带有公里格网、图廓（内、外）整饰和注记的平面图。检验其数据的精度、现实性和完整性，也可从中提取自然资源和社会经济发展信息，为防灾治害和公共设施建设规划等应用提供可靠依据。

1 检查内容

正射纠正后的单景影像（img格式）和拼接后的整景影像（img格式）。应有明确的坐标形式（如：CGCS2000坐标系）。主要从数学精度、资料的质量、数据的质量和影像的质量4个方面进行检验。其中，对于数学精度，主要检查坐标系统；对于资料的质量，主要从元数据、影像分布图和资料完整性这3个方面进行检验；对于数据的质量，主要检查影像的分辨率和平面精度；对于影像的质量，主要检查色彩特征、影像噪音和信息丢失。

1.1 数学精度

对于成果影像的检验，数学精度主要检查坐标系统。按照要求，需分别提供地方坐标系和CGCS2000坐标系2套成果。

1.2 资料的质量

所提交的产品，包含影像成果、影像分布图、影像说明文件和元数据等。其中元数据的形文件范围（影像分布图）应为合格的影像区域范围，无重叠、压盖情况。

1.3 数据的质量

关于数据的质量，针对影像的主要技术指标的检查。对于成果影像的检验，影像的主要技术指标为影像的分辨率和平面精度。成果影像的分辨率要求为0.5 m。平面精度包括2项内容：

（1）拼接质量：拼接以后的影像之间应该过渡平缓、自然；相邻图幅的接边处应当连续一致，各类要素吻合，满足接边误差检查的要求，相邻影像接边误差不应大于2个像元；

（2）平面位置中误差：明显地物点平面位置中误差应符合规范要求，根据规范，在比例尺1∶5 000情况下，平原、丘陵区点位中误差不大于±2.5 m，山区和高山区不大于±3.75 m。

1.4 影像的质量

关于影像的质量，针对影像的表征质量的检查。检查项主要为色彩特征、影像噪音、信息丢失，检查影像的层次丰富度，纹理细节，有无明显噪声、斑点、坏线和接痕，且城区建筑有无异常高亮等。

2 检验方法

成果影像的检验主要包含4个部分：数学精度、资料的质量、数据的质量和影像的质量。拼接以后的影像之间应当过渡平缓、自然，拼接结果无缝。影像地物清晰、纹理细致、细节突出，没有明显的模糊或重影。色调均匀、反差适中，同时不同景的影像色调基本一致、颜色均衡。

2.1 内业的检验方法

内业使用ArcGIS、ERDAS等软件进行检验，采用人机交互的方法进行。

2.1.1 方法

2.1.2 原则

2.2 外业的检验方法

首先根据提交的影像景数，随机、均匀抽取样本，然后在每个样本影像里均匀布设外业测量检查点30～50个，形成布点图，最后野外按照布点位置进行精确打点检测。外业测量主要核查影像的正射纠正精度，要求控制点中误差满足规范的要求：在比例尺1∶5 000情况下，平原、丘陵区点位中误差不大于±2.5 m，山区和高山区不大于±3.75 m，超过2倍中误差的视为粗差。根据地面实测的明显目标点（如草坪拐角、花坛拐角、道路斑马线交点等），在影像成果图对应的位置刺点，利用地面实测坐标与影像同名点拾取坐标相比较。

3 成果质量评定

3.1 质量表征

单位成果质量水平以百分制表征。

3.2 单位成果质量元素与错漏分类

成果影像的检验包括：数学精度、资料的质量、数据的质量和影像的质量4个方面。

3.3 质量评分方法

3.3.1 成果质量错漏扣分标准

成果质量错漏扣分标准按表3执行。

3.3.2 质量子元素评分方法

首先将质量子元素得分预置为100分，根据第3.3.1的要求对相应质量元素中出现的错漏逐个扣分。S_2的值按下式计算：

S_2= 100-[a_1×（12/t）+a_2×（4/t）+a_3×（1/t）]

式中：

S_2为质量子元素得分。

a_1、a_2、a_3为质量元素中相应的B类错漏、C类错漏、D类错漏个数。

t 为 扣分值调整系数。

3.4 抽样详查单位成果质量评定

3.4.1 单位成果判定为不合格情况

当单位成果出现以下情况之一时，即判定为不合格：

（1）单位成果中出现A类错漏；（2）质量子元素质量得分小于60分。

3.4.2 单位成果质量等级评定

根据单位成果的质量得分，按表4划分质量等级。

4 结语

通过遥感卫星影像成果数据的检验，能保障数据的精度和影像质量，为影像产品在规划编制、管理、实施与监督中的应用奠定了夯实的基础，同时此检验方法仍需要对影像中色彩特征、影像噪音等检验参数进行量化、相关标准和技术参数仍然需要继续完善，所依据规范和标准需要做进一步明确和细化。通过对遥感卫星影像数据检验工作的明细，为下一步测绘产品信息化检验工作打下坚实的基础，并且为规划管理的应用起到支撑作用。

参考文献

[1] 黄海英，钟生伟，胡景海.DLG质量检查探究[J].地理空间信息，2009（6）：135-137.

[2] 冈萨雷斯.数字图像处理[M].北京：电子工业出版社，2011.