K o mp s a t-3影像图生产工艺研究

2017-01-17郝继坤王琳

河北遥感 2016年3期

关键词：全色调色高分辨率

郝继坤王琳

（河北省国土资源利用规划院，河北石家庄 050010）

K o mp s a t-3影像图生产工艺研究

郝继坤王琳

（河北省国土资源利用规划院，河北石家庄 050010）

摘要：本文以张家口市为研究区域，针对Kompsat-3高分辨率遥感卫星影像，对其制图的过程进行了研究。结果表明，本工艺过程完成的制图结果符合要求，可按照本工艺生产出合格的Kompsat-3影像图。

正射纠正；融合；调色镶嵌；高分辨率

一、引言

作为国土资源管理的重要手段和服务于国情、国力调查的有效措施，土地利用动态遥感监测显得尤为重要。遥感影像数据作为遥感监测的重要内容，具有空间宏观性、视角广、多分辨率(光谱和空间) 、多时相、周期性、信息量丰富等特点[1]是人们快速了解地面信息的重要手段。而高分辨遥感影像的快速发展，为人们了解地面覆盖提供了更加有利的工具。

Kompsat-3是韩国第3颗多用途卫星，执行高分辨率成像和测绘任务，于2012年5月17日首次发射，卫星设计寿命为4年，发射质量为980kg，功率为1200W，卫星有效载荷由阿斯特里姆德国公司协助研制，是1台名为“先进地球成像系统”（AEISS）的高分辨率推扫成像仪，全色和多光谱分辨率分别达到0.7m和2.8m[2]。本文以Kompsat-3遥感卫星影像为试验数据，讨论其制作正射影像的方法，以便满足土地利用变更调查的应用。

二、试验区域和资料情况

1.实验数据

本次试验数据处理Kompsat-3数据，共4景，数据位于河北省张家口市，影像拍摄时间为2014年7月27日。影像地面分辨率为1m。影像覆盖区域地形、地类丰富，既包含较为平坦的市区，也有地势相对较高的山地、丘陵，具有较好的试验代表性。

2.基础资料检查准备

该地区的地面控制数据采用1:10000的DOM（数字正射影像）和DEM（数字高程模型，采样间隔为30m），经检查无漏洞、能完全覆盖试验范围。

三、原理和工作流程

为了实现高效地制图，影像地图制作过程中几个关键的技术步骤都必须关注。图1 描述了基于Kompsat-3卫星影像制图的流程。首先，对原始数据中多光谱数据进行捆绑处理（采用波段组合建模）和影像融合，其次，经过图像的几何校正得到几何校正产品；最后，通过镶嵌调色生成测试区域的正射影像（如图1）。

四、卫星影像数据处理

（1）原始数据预处理

1）多光谱波段组合

选取相关系数较小的R、G、B、N 4个波段，信息独立，信息重叠小，并且包含较多信息量。文中试验采用经过综合比较，采用STACKLAYERS{R,[(G+ N/3)/2],B}计算公式计算，形成真彩色影像。

2）影像配准

影像配准就是指将多图像的同名影像通过几何变换实现重叠，即实现影像与影像间地理坐标及像元空间分辨率上的统一[3]。影像融合之前需要进行影像配准，本文是以全色波段为基准，对多光谱影像进行配准，控制点精度保持在0.5个像素之内。

3）影像融合

影像融合是对不同空间分辨率的全色影像和多光谱影像进行融合处理，使融合后的影像同时具有多光谱和高分辨率的特征，有效地将高空间分辨率全色影像和低空间分辨率的多光谱影像融合起来，对影像上地物的识别意义重大[4]。本文采用采用在ERDAS中RESOLUTION MERGE融合方法对影像进行融合（如图2）。

（2）影像正射纠正

遥感中的有几何畸变使图像中的几何图形与该物体在选定的地图投影中的几何图形产生差异，是图像产生了几何形状或位置的失真，可通过几何校正来消除[5]。对于ERDAS9.1和9.2版本未设置Kompsat正射的专用模型，借调IKONOS模型并结合卫星影像的DEM数据进行正射纠正；在DOM影像上选择同名点作为控制点，选取的控制点要均匀分布，位置相对稳定，数量在25个左右。矫正的控制点残差最好在2个像素以内。在纠正结束要进行精度检查，务必保证精度满足要求（如图3）。

（3）影像调色镶嵌

可通过调整影像的色阶、曲线、亮度对比度、色相饱和度、色彩平衡等方法进行影像调色。影像镶嵌是指将两幅或多幅影像拼在一起，构成一幅整体影像的技术过程。由于影像纠正过程中的误差等造成了同一地面特征在不同影像上有不同的地面测量坐标；同时由于相邻影像呈现出不同的辐射特征，因此，影像镶嵌时除了要满足在拼接线上相邻影像的细节在几何上一一对接，还要求相邻影像的色调保持一致。遥感软件数据文件如文件量大于2G的.img格式或.tif格式文件等，可使用遥感数据转换中间件直接在PS软件中直接打开、调色、镶嵌等处理。

将影像先转为8位/通道，然后通过色阶、曲线等功能对其进行调色处理，直到亮度对比度适中，色彩接近真彩色，纹理清晰继续调整细节。相邻两景进行镶嵌处理，拼接整轨数据。