高分辨率卫星影像立体测图分析研究

古力波斯坦·阿布都热合曼

新疆维吾尔自治区第二测绘院三分院 新疆 乌鲁木齐 830001

正文：

引言：在高分辨率卫星影像不断发展的背景下，为航天遥感技术的发展提供了新方向，具有实效性高、实用性强、数据获取容易、成本低、效率高等特点。为地理信息快速提取带来了新的契机，深受地图学、资源环境、大型基础建设等领域的好评和青睐。但高分辨率卫星影像立体测图过程中涉及的数据呈现复合性、多样性等，大大增加了立体测图的难度，必须寻找更加新颖的立体测图方法和技术，才能满足不同领域的应用需求。

1、高分辨率卫星影像的误差来源和几何校正

1.1 误差来源

在遥感技术、光电技术、传感器技术等不断发展的背景下，高分辨率卫星影像正向着高精度、多光谱的方向发展。影像数据也得到了广泛重视。但仍有测量误差的存在，主要来源体现在以下三个方面：其一，测区地形起伏过大，或者较高的建筑物比较多，导致比例尺发生了变化；其二，在摄影过程中，传感器姿态或者方向发生了较大变化；其三，传感器内部发生较大误差，引起了高分辨率卫星影像的几何畸变。

1.2 几何校正

在高分辨率卫星影像中存在很多误差变形的问题，如果作为地形图使用时，需要校正特定的制图网格之上。所谓校正指的是找到同名地物点，然后在不同制图格网之间以解析表达的数学关系。而数字校正则指的是通过计算机软件，对高分辨率卫星影像中的每个单元都进行解析校正处理，按照校正变换公式，高分辨率卫星影像阵列中的像元进行合理挪动，从而达到校正的目的[1]。但通过校正后的高分辨率卫星影像元无法体现规则格网排列，必然会引发新的像元重叠或者缺失现象。所以，在具体校正过程中，还要对高分辨率卫星影像的亮点重新采样，按照规则格网中的要求重新配赋各个像元的亮度值。

2、高分辨率卫星影像分析

2.1 测区概述

某高分辨率卫星影像测区，总面积为98.67km2。

2.2 高分辨率卫星影像资料分析

在该测区采用的高分辨率卫星影像质量为World View-1，分辨率为0.5m，带有RPB参数文档，具体的卫星影像参数为：数据类型为Geo0.5m Stereo；选择的像元大小为0.5m；处理级别达到Geo Stereo1.2；数据深度为11bit；动态范围调整为Off；数据介质为DVD；投影方式为UTM；采集深度为60°～90°，云量低于10%。

3、高分辨率卫星影像立体测图

3.1 严格控制测量

在本次高分辨率卫星影像立体测图过程中，在GEOEYE粗纠正影像之上合理布置像控点。根据高分辨率卫星影像测量情况，对各个像控点进行室内选标，制作像控片，在野外选择了刺点，保证像控片的质量。采用GPS+GPS -RTK技术对高分辨率卫星影像中的像控点进行全面施测，对GPS观测数据进行全面系统的处理，然后计算出每个像控点的具体坐标。在本测区监测过程中，外业像控点、检查点等都按照1：10000比例尺进行施测，以满足像控点Geo Stereo1.2等级观测的要求[2]。

3.2 检查点测量作业技术

每幅高分辨率卫星影像在检查点测量过程中，施测的检查点不能低于25个，均匀分布在影像图中。每个检查点点位目标需要在高分辨率卫星影像上进行明显、清晰、易读，并进行实地定位和测量，保证数据符合实际地形的要求。所选择的点位要尽量易于达到，便于放置测量仪器，测量点位要尽量选择在视野开阔的区域，并远离较大功率的无线电发射源和水域，避免影响测量的精度。点位附件要有明显的地物，避免影响避免发生混淆或者无法找到的问题。像控点需要在高分辨率卫星影像控制片上进行选点、刺点、量测等，并切实做标记。

3.3 区域网平差

本测区高分辨率卫星影像属于典型的加密单元，利用IMAGEINFO软件进行区域网平差处理，利用现有的4个像控点进行区域网平差计算，解算出各个连接点、像控点、检查点、加密点的三维坐标，然后根据外业提供像控点检查的结果，对区域网平差精度进行全面检验[3]。在本次测区中共利用了4控制点，140个连接点，其中控制点在测区四角，连接点则在高分辨率卫星影像中均匀布置。

3.4 制作DEM

制作DEM是高分辨率卫星影像立体测图的重点，先进性立体采集，然后利用等高线、高程点、特征点等在Arcmap的整合和处理，从而形成GRID格式，然后再进行分幅裁切，即可达到DEM。

3.5 制作DOM

在DEM中根据卫星轨道参数可获得卫星参数文件和加密点定向数据，然后在再用ERDAS卫星影像数据处理软件，对高分辨率卫星影像进行像素微分纠正处理。在多光谱卫星影像多以全色正射影像为基础，通过从影像到影像纠正技术就可以实现对多光谱卫星影像的纠正处理。通过ERDAS软件进行影像的相互融合，再通过接边、调色、拉等一系列处理后，即可形成标准图幅的DOM。

4、精度检测

当高分辨率卫星影像立体测图完成后，还要进行平面精度、高程精度的对比检测，本测区共检测了75个平面检测点，误差为±2.34m，规范限差为±5m，满足要求。高程检测点位120个，误差为±0.56m，规范限差为0.35m，并没有达到设计要求[4]。

结束语

综上所述，本文结合理论实践，分析了高分辨率卫星影像立体测图，分析结果表明，高分辨率卫星影像立体测图得到的数据精度，远远高于传统摄影测量，但高程仍然无法达到限差的要求，平面位置精度可满足1：10000基础测绘的要求。通过高分辨率卫星影像数据可大幅度降低外业工作量，分辨率也更高，比较符合色彩影像数据的要求，提升了高分辨率卫星影像立体测图的使用价值，值得大范围推广应用。