基于高分辨率卫星遥感影像立体测图的试验研究论文_许宁,赵宸立,王睿

解放军61206部队 辽宁 大连 116023

摘要:随着遥感技术、光电技术、传感器技术的发展,卫星遥感影像正朝着高精度、多光谱、高分辩率方向发展,遥感数据也得到了各行各业的高度重视。高分辨率卫星影像通过数字摄影测量系统以及卫星立体测图研究、工艺流程以及生产作业的方法与手段,从而使高分辨率卫星立体遥感影像在实际的地形测图生产过程中得到应用,为地形测绘生产中遥感影像的应用奠定重要基础,最终为生产、更新中小比例尺的地形图提供新的思路与技术途径,并且为加速信息化社会建设提供更加快捷、高效的技术手段。本文利用0.5mGeoEye卫星遥感影像立体像对和外业施测一定数量的控制点和检查点,进行1∶10000比例尺地形图立体测图试验研究,探索了其精度情况。

关键词:GeoEye卫星影像;立体测图;精度

1试验区及卫星影像选择

1.1试验区域选择

试验区域选择在自治区某基础测绘项目测区,面积约合100km2。试验区四周群山环绕,中间形成一个独特而闭锁的自然生态环境,具有典型高原山区和高原盆地的地貌特点。

1.2卫星影像选择

试验区所选用的卫星影像资料为0.5m分辨率WorldView-1立体像对,并带RPB参数文档,区域内整体没有云覆盖,面积约100km2。本项目选择GeoEye-1立体像对编程数据。影像参数见表1。

2技术流程

技术流程如图1所示。

3试验

3.1控制测量

第一,在GEOEYE粗纠正影像上将像控点布设完成;第二,开展室内像控点的选标工作,同时制作出像控片,做好野外选刺,并对像控片进行整饰;第三,采用GPS-RTK或GPS对像控点进行施测;第四,分析并处理GPS外观数据信息,同时对像控点坐标进行科学计算;第五,对于检查点与外业像控点依据施测比例为1:10000测绘像控点平高点等级进行控制测量。

3.2检查点测量作业技术规定

检查点测量方面的技术要求。第一,任意一幅图在施测时的检测点应当超过25个,并且尽量要求检测点分布均匀;第二,点位应当易于到达,同时要求视野开阔,便于测量仪器设备的放置,同时要求与水域和功率较大的无线电发射源相隔较远;第三,影响上的点位目标要求清晰、明显、易读,要求在实地方便测量与定位;第四,应当在像控片上进行控制点的选择、刺点以及测量,同时还应当切实进行点位标记工作,将点位略图绘制出来。对于检查点同样也应当做好点位标记;第五,选择点位时应当在相对固定的地方,并且位置显眼,<0.3m点状地物中心或有明显的线状地物交角中心。

3.3区域网平差

利用已有4个像控点(如图2所示)进行区域网加密,平差、解算出连接点、像控检查点及加密点的3维坐标。根据外业提供的像控检查点成果,检验区域网平差精度。本次试验区中共利用4个像控点,141个连接点,像控点分布在测区四角,连接点在立体像对中均匀分布。

3.4DEM,DOM,DLG制作

试验区的DEM,DOM,DLG制作按照1∶10000航空摄影测量内业专业设计书的规定进行。(1)DEM是将空三加密的工程转化到DPGrid软件中先进行立体采集,然后利用等高线、高程点和特征点线在ARCMAP中进行,最终生成GRID格式的DEM。(2)DOM制作。利用在IMAGEINFO软件,及项目区DEM成果,根据卫星轨道参数计算获得的卫星参数文件以及加密点定向数据,采用ERDAS卫星影像处理软件,对GEOEYE全色影像进行整景逐像素微分纠正。多光谱卫星影像以纠正术对多光谱卫星影像进行配准纠正。在ERDAS卫星影像处理软件进行影像的融合。最后用PHOTOSHOP进行接边、调色、拉伸等处理,最后生成标准图幅的DOM。

解放军61206部队 辽宁 大连 116023

摘要:随着遥感技术、光电技术、传感器技术的发展,卫星遥感影像正朝着高精度、多光谱、高分辩率方向发展,遥感数据也得到了各行各业的高度重视。高分辨率卫星影像通过数字摄影测量系统以及卫星立体测图研究、工艺流程以及生产作业的方法与手段,从而使高分辨率卫星立体遥感影像在实际的地形测图生产过程中得到应用,为地形测绘生产中遥感影像的应用奠定重要基础,最终为生产、更新中小比例尺的地形图提供新的思路与技术途径,并且为加速信息化社会建设提供更加快捷、高效的技术手段。本文利用0.5mGeoEye卫星遥感影像立体像对和外业施测一定数量的控制点和检查点,进行1∶10000比例尺地形图立体测图试验研究,探索了其精度情况。

关键词:GeoEye卫星影像;立体测图;精度

1试验区及卫星影像选择

1.1试验区域选择

试验区域选择在自治区某基础测绘项目测区,面积约合100km2。试验区四周群山环绕,中间形成一个独特而闭锁的自然生态环境,具有典型高原山区和高原盆地的地貌特点。

1.2卫星影像选择

试验区所选用的卫星影像资料为0.5m分辨率WorldView-1立体像对,并带RPB参数文档,区域内整体没有云覆盖,面积约100km2。本项目选择GeoEye-1立体像对编程数据。影像参数见表1。

3试验

3.1控制测量

第一,在GEOEYE粗纠正影像上将像控点布设完成;第二,开展室内像控点的选标工作,同时制作出像控片,做好野外选刺,并对像控片进行整饰;第三,采用GPS-RTK或GPS对像控点进行施测;第四,分析并处理GPS外观数据信息,同时对像控点坐标进行科学计算;第五,对于检查点与外业像控点依据施测比例为1:10000测绘像控点平高点等级进行控制测量。

3.2检查点测量作业技术规定

检查点测量方面的技术要求。第一,任意一幅图在施测时的检测点应当超过25个,并且尽量要求检测点分布均匀;第二,点位应当易于到达,同时要求视野开阔,便于测量仪器设备的放置,同时要求与水域和功率较大的无线电发射源相隔较远;第三,影响上的点位目标要求清晰、明显、易读,要求在实地方便测量与定位;第四,应当在像控片上进行控制点的选择、刺点以及测量,同时还应当切实进行点位标记工作,将点位略图绘制出来。对于检查点同样也应当做好点位标记;第五,选择点位时应当在相对固定的地方,并且位置显眼,<0.3m点状地物中心或有明显的线状地物交角中心。

3.3区域网平差

利用已有4个像控点(如图2所示)进行区域网加密,平差、解算出连接点、像控检查点及加密点的3维坐标。根据外业提供的像控检查点成果,检验区域网平差精度。本次试验区中共利用4个像控点,141个连接点,像控点分布在测区四角,连接点在立体像对中均匀分布。

3.4DEM,DOM,DLG制作

试验区的DEM,DOM,DLG制作按照1∶10000航空摄影测量内业专业设计书的规定进行。(1)DEM是将空三加密的工程转化到DPGrid软件中先进行立体采集,然后利用等高线、高程点和特征点线在ARCMAP中进行,最终生成GRID格式的DEM。(2)DOM制作。利用在IMAGEINFO软件,及项目区DEM成果,根据卫星轨道参数计算获得的卫星参数文件以及加密点定向数据,采用ERDAS卫星影像处理软件,对GEOEYE全色影像进行整景逐像素微分纠正。多光谱卫星影像以纠正术对多光谱卫星影像进行配准纠正。在ERDAS卫星影像处理软件进行影像的融合。最后用PHOTOSHOP进行接边、调色、拉伸等处理,最后生成标准图幅的DOM。

(3)数字线划图(DLG)生产。本试验项目的DLG采集按照1∶10000航空摄影测量内业技术规定进行。

4精度检测、成果分析

4.1精度检测

对应用高分辩率卫星遥感影像立体测图技术完成的DLG成果引入外业施测的检测点,进行平面精度和高程精度的对比检测。本项目共引入外业施测的平面检测点75个,高程检测点120个其精度情况见表2。

4.2精度分析

通过分析比较,若将外业检测点的高程和平面坐标视为真值,则高分辩率卫星遥感影像完成的DLG成果,其高程精度中误差为±0.561m,平面位置中误差为±2.338m。因此平面位置精度能满足1∶10000基础测绘成果的要求。测绘同等范围的1∶10000基础测绘成果,传统的航空摄影测量方法在外业要布设、施测像控点25个,而利用高分辩率卫星遥感影像立体测图的方法时只需要4个像控点。因此,高分辩率卫星遥感影像立体测图方法的外业效率是传统的航空摄影测量方法的6倍,可以大幅减轻外业工作量。

5结束语

(1)利用0.5mGeoEye卫星遥感影像立体测制1∶10000基础测绘DEM,DOM,DLG成果,其平面位置精度满足要求,高程精度优于传统航空摄影测量的高程精度,但仍然达不到规定的限差要求。(2)利用高分辨率卫星遥感影像数据可以完成从航空影像数据的空三加密到DOM制作的全过程。(3)通过试验得出结果,利用0.5mGeoEye卫星遥感影像数据可以大幅减轻外业工作量。测绘同等范围的1∶10000基础测绘成果,传统的航空摄影测量方法在外业要布设、施测像控点25个,而利用GeoEye卫星遥感影像立体测图的方法时只需要4个像控点。

参考文献:

[1]立体测图生产实践[J].李微娜,蒙晓峰.测绘标准化.2013(02)

[2]米级/亚米级卫星遥感影像大比例尺立体测图试验研究[J].祝晓坤,左琛,刘晓琳,秦李斌,龚芸.测绘与空间地理信息.2016(03)

[3]基于立体像对提取DEM的方法研究与实践[J].连蓉,李莉.测绘与空间地理信息.2015(09)

作者简介

许宁(1985-),男,江苏泗洪,学士,2007年毕业于解放军信息工程大学战场环境仿真工程专业,研究方向:主要从事航空摄影测量技术的应用与研究工作

论文作者:许宁,赵宸立,王睿

论文发表刊物:《防护工程》2017年第28期

论文发表时间:2018/2/2

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基于高分辨率卫星遥感影像立体测图的试验研究论文_许宁,赵宸立,王睿
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