卫星遥感影像处理技术及应用实践

李 艳

（常德市国土资源规划测绘院，湖南 常德 415000）

近年来，城市建设快速发展，测绘工程技术在城市管理、工程建设等领域得到了广泛的应用，逐步朝着智能化、现代化的方向发展。其中，卫星遥感影像处理技术作为一种数字化的信息处理手段，其所获得的影像信息能够在空间系统中进行存储，技术人员通过可视化与符号化技术，能够将这些信息直接应用到各个领域。从目前卫星遥感影像处理技术的应用来看，其成本相对较低、覆盖范围相对较广、生产效率高，有效保障了数据的获取与利用，能充分发挥出该技术的优势[1]。

1 卫星遥感影像处理的主要技术

1.1 卫星遥感数字影像纠正处理

在卫星遥感处理技术的应用过程中，为扩大卫星遥感影像的用户范围，避免该技术在应用过程中出现数据泄露，大部分卫星数据都向用户提供的是一种与传感器不存在任何关系的通用成像几何模型，也就是有理函数模型。这种模型属于一种新型模型，替代了传统的共线条件严格几何模型。有理函数模型的优势较为明显，其独立于地形，星载的GPS可以获得卫星轨道、相机、惯性测量单元的相关姿态参数，有效保障了几何模型的完整性与科学性。以该模型为基础，能够生成虚拟地面控制点，这些点的分布相对均匀，直接对这些点计算有理函数模型参数，可同时实现两种模型的拟合。

目前，有理函数模型纠正机制适用于任何类型的卫星遥感影像数据，在纠正处理的过程中，可利用的纠正控制资料多样，包含了高精度的DEM、外业控制点、DOM、DLG与DRG，其整体的纠正是以多项式拟合来实现，包含二阶与三阶，在拟合过程中涉及的控制点相对较多。为保障纠正效果，在纠正开始之前，要充分掌握其坐标系统信息，并结合有理函数参数与控制资料的关系，保障控制点定位的精准性，严格控制定位误差，如果误差超过了允许范围，必须对其进行必要的调整，结合相应的参考资料与地形差异，保障调整质量，避免影像存在重影、模糊等情况[2]。

若在卫星遥感影像技术的应用过程中，没有按照严格的要求来进行纠正控制，就会影响后期数据处理的准确性，如果在技术应用后期发现前期的纠正问题，返工处理不仅增大了工作难度与工作量，也会降低技术应用效率。在纠正质量的控制上，最为关键的是要对控制点定位的精准性及分布的均匀性、控制点单点的误差、控制点残差中误差、影像精度等加以检查与控制。

1.2 数字图像增强

在卫星遥感影像处理技术的应用中，数字图像增强技术是关键，通过应用该技术，能够实现影像图像的有效变化，这种变化能够改变对图像的识别与判断结果。目前，反差增强、密度分割、边缘增强、滤波等是应用较多的增强手段。

（1）反差增强。反差增强存在一定的规律性，能够在增强处理的过程中，对像元灰度值分布区间进行有效调整，实现图像增强处理的整体效果[3]。在应用反差增强来对图像的处理时，有效增强了地物的判读效果，如线性反差增强实现了灰度值直方图低端灰度值向最小值的转变，高端灰度值向最大值的转变，中间的像元灰度值分布于最小值与最大值之间（0～255）。此外，反差增强还能实现对数与指数反差增强。

（2）密度分割。密度分割主要是将图像中包含的连续灰度值应用一系列密度间隔来替代，在每一个间隔区间内，包含了一个特定的数字范围，不同的密度间隔都用不同的颜色加以呈现。这种增强效果，使得相关人员可以直接从中进行灰阶差异的区分。

（3）边缘增强。边缘增强属于一种细微的灰阶调整与变化方式，当相邻像元之间的数值变化超过了预先规定的范围以后，会直观地呈现出具体的变化情况，主要体现在灰阶与颜色的变化方面。

（4）滤波。滤波应用是将卫星遥感影像数据信息设定于特定的坐标系统内，陆地卫星扫描线规则排列的像元为其横坐标，而各个像元所对应的波段灰度值为其纵坐标。从该坐标系统的构成来看，在每一个扫描线上，可以视其为复合波，通过设定频率滤波器，以特定的规则，给予不通过的波长特定值，这种滤波处理方式有效实现了噪音的去除，增强了图像的判读效果。一般情况下，滤波主要包含低通、中通与高通滤波，由于其存在作用的不同，在应用时可根据需求来进行选择。

2 卫星遥感影像处理技术的应用

2.1 在军事领域的应用

卫星遥感影像处理技术应用的基础理论体系是影像特征提取——松弛法整体影像匹配算法，根据该算法，卫星系统可以自动进行同名点对的获取。对同一地区不同时相遥感影像，可以进行类似处理，根据其处理结果，能够对这些不同时相的同名点进行比较、相应的变化识别与分析，从这种原理出发，卫星遥感影像处理技术可以被应用于军事侦测与勘察。如在“感兴趣目标”的获取与现状的分析上，可以直接建立敏感地区正射影像数据库，通过卫星遥感影像处理手段，直接获得相应的影像数据，然后经由专业的数据处理方式获得“感兴趣目标”的信息，实现精准定位，这种侦察技术的应用突破了传统侦察手段的技术局限。

2.2 在测绘更新地形图中的应用

随着社会经济的快速发展，卫星遥感影像处理技术的应用范围逐步扩大，在测绘更新地形图中，该技术得到了广泛有效的应用，发挥了技术优势。采用卫星遥感影像处理技术更新地形图，使得地形图更新更为便捷。更新地形图的比例尺在很大程度上由遥感影像分辨率与精确度来决定，在目前的地形图测绘中，卫星遥感影像的分辨率已能够满足其要求，保障了地形图更新的质量。

2.3 在城市规划中的应用

卫星遥感影像处理技术的应用在城市规划中，有效扩大了其监测范围，使获得的监测数据更为完整与可靠，通过对这些监测数据的充分应用，保障规划的科学性与合理性，使得城市规划设计能够符合城市现代化发展的具体要求，实现城市的可持续发展[4]。比如，通过卫星遥感影像技术，能够直接获取城市土地的使用情况，掌握城市道路、园林规划等信息。卫星遥感影像处理技术获得的高分辨率影像数据使得人们能够直接根据其所反映的具体情况，掌握城市规划的细节问题，得到精确的各类型城市规划地图。

2.4 在土地利用现状调查中的应用

我国土地资源紧缺，土地资源合理有效利用是实现国民经济可持续发展的重要部分，因此对土地利用现状的调查极为重要。土地利用现状调查工作主要是通过应用各种先进的技术，获取土地的数量、质量、利用与分布信息，实现土地资源的科学应用，可以保护有限的土地资源，发挥土地资源的最大价值，并为各种土地管理工作提供了重要的数据基础[5]。卫星遥感影像处理技术在土地利用现状调查中发挥着重要的作用，主要体现在如下几个方面：（1）遥感影像的几何纠正。应用卫星遥感影像处理技术，在获取空间地理位置信息的基础上，通过遥感卫星正射纠正模型、卫星轨道参数信息、传感器摄影参数等数据，建立像点与地面点的共线关系，实现对遥感影像的几何纠正，获取相应分辨率的卫星遥感影像数据。（2）多光谱数据的自然色模拟。多光谱数据信息以自然色为表达基础，直接反映了各种类型土地的相关要素信息，应用于土地利用现状调查中时，可直观地通过与自然色的识别与判断来获得相应的土地信息。通过这些信息，可以直接从影像资料中获得土地利用的具体情况。（3）遥感影像融合。同一平台不同的传感器及不同平台的传感器，在技术的应用过程中，其获得的影像数据有所区别，但是可以应用不同光谱分辨率算法进行影像数据的处理，经由算法融合形成多光谱、高分辨率特征的影像，这种数据更符合各领域的数据应用需求。

2.5 在环境监测中的应用

城市化、工业化快速发展的同时也带来了一定的环境问题，在环境监测与治理上，卫星遥感影像处理技术得到了广泛的应用，并取得了不错的环境治理成效。通过卫星遥感影像处理技术所获得的影像资料，可以更为直接地掌握环境污染的现状、分布范围、发展趋势，进而根据其监测所获得的信息，制定完善的环境治理方案。环境监测中，黑臭水、土壤污染、秸秆焚烧等都可以通过卫星遥感处理技术得到有效的管理[6]。可以说，在环境监测中，卫星遥感影像处理技术的应用为环境监测、分析与评估提供了重要的数据参考。

3 结束语

近年来，卫星遥感影像处理技术不断发展，逐步应用于社会经济发展的各个领域，在土地调查、城市规划、军事领域以及环境治理方面，卫星遥感影像处理技术充分发挥了其技术优势，取得了良好的应用效果。随着科技创新的发展与完善，未来卫星遥感影像处理技术将在更多的领域得到更加有效的应用，更好地促进国民经济高质量可持续发展。