GeoEye影像在10000基础测绘中的应用

国仲凯

摘要：本文以GeoEye影像为数据源，以试验生产的方式探讨了GeoEye影像稀少控制点定向技术，分析了GeoEye影像的数学精度和要素提取指标，试验结果可以为自治区基础测绘生产提供参考依据。

关键词：GeoEye影像；定向；数学精度；指标；基础测绘

引言

随着航天遥感技术的迅猛发展，特别是传感器技术的发展，卫星遥感影像在空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率和辐射分辨率上不断提高，同时影像获取成本也逐步降低，使得卫星遥感影像的应用越来越广泛。利用高分辨率卫星遥感影像进行高精度目标定位、立体测图和变化监测是国内外的研究热点之一；同时，卫星遥感影像正越来越多地应用于摄影测量领域，空间分辨率达到米级/亚米级的立体遥感图像，已有能力替代传统用于1∶50000和1∶10000比例尺地形图测绘或地理信息更新的航空影像。这使得采用卫星遥感影像获取高质量的地理空间信息成为必然趋势，也为大中比例尺地形图测绘提供了新的途径。本文了对0.41m分辨率的GeoEye影像的稀少控制点定向精度以及要素可判译指标进行了试验分析，探讨其在1∶10000基础测绘中的应用范围。

1. GeoEye-1卫星简介

2008年9月6日发射的GeoEye-1卫星是一颗商业对地成像卫星，是一颗太阳同步轨道卫星，轨道高度684km，运行周期98min。该卫星携带高分辨率的CCD相机，获取的影像空间分辨率在全色波段能提供0.41m分辨率和多谱段1.65m分辨率的超高分辨率影像。多光谱包含蓝、绿、红和近红外（450nm～900nm）四个波段。该卫星星下点幅宽为15.2km，数据获取动态范围为11比特，每天可获取大于700 000km2的图像数据，经过定向后的影像可以更好地为测绘、城市基础地理信息动态更新、国土资源调查、生态环境监测、快速响应等不同的领域提供相应的基础影像数据源。

2. 试验研究

2.1 试验区概况

试验区选用了一个立体像对进行定向试验，平差后选取地形类别为“平地”的一部分区域进行矢量采集。卫星影像覆盖范围、控制点分布情况和采集区域见图1。

2.2 区域网平差

（1）平差方案

试验中采用PixelGrid软件进行影像定向，分别选用1个角点、2个角点、3个角点、4个角点作为定向点，剩余的作为检查点，根据定向结果计算出相应的精度。针对不同定向点分布的情况下，分析定向点精度和检查点精度。

（2）平差结果

四种方案的平差结果见表1。

2.3 矢量采集

（1）矢量采集

在JX4系统中引入PixelGrid平差结果，平差成果引入后，为加快数据处理速度，首先以图幅为单位对卫星立体条带影像进行分割，然后进行以图幅为作业单元的矢量要素采集，根据要素采集要求，在GeoEye影像立体模型上进行地物、地貌的测绘，同时通过卫星影像立体模型上的地物、地貌等要素的测绘，感受和确定与航片立体模型测图的判读和切准的不同，并分析不同类型的卫星影像在灰度影像和融合后的彩色影像状态下的立体采集可提取的地物指标及可达到的数学精度，采集结果见图2。

（2）精度检测

采集结束后，利用外业实测的检查点对矢量要素进行精度检测，检测结果见表2。

3. 结论

（1）从影像定向结果上可知，当一个控制点定向时，GeoEye卫星影像的平面定向精度在10余米，高程精度在2m左右；再增加一个控制点后（即两个控制点），GeoEye卫星影像即可达到较高的定向精度，继续增加控制点对定向精度改善不明显。

（2）从矢量要素检测结果可知，定向后的GeoEye卫星影像所生产的产品精度满足1∶10000比例尺的相关规范要求，同时也满足1∶5000比例尺的相关规范要求。

（3）与航空影像相比，GeoEye卫星影像具有时效性高、覆盖面积大、所需控制点少的优点，但同时也存在一些不足，如云或雾的影响，电线杆、水井等同一类要素在同一景卫星影像中不同位置的可辨别度都不尽相同等。

（4）彩色测图模式可提高地物的判读能力，但对采集精度无明显影响。

参考文献：

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