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        GeoEye影像在10000基礎(chǔ)測(cè)繪中的應(yīng)用

        2016-07-13 09:17:48國(guó)仲凱
        西部資源 2016年3期
        關(guān)鍵詞:定向指標(biāo)

        國(guó)仲凱

        摘要:本文以GeoEye影像為數(shù)據(jù)源,以試驗(yàn)生產(chǎn)的方式探討了GeoEye影像稀少控制點(diǎn)定向技術(shù),分析了GeoEye影像的數(shù)學(xué)精度和要素提取指標(biāo),試驗(yàn)結(jié)果可以為自治區(qū)基礎(chǔ)測(cè)繪生產(chǎn)提供參考依據(jù)。

        關(guān)鍵詞:GeoEye影像;定向;數(shù)學(xué)精度;指標(biāo);基礎(chǔ)測(cè)繪

        引言

        隨著航天遙感技術(shù)的迅猛發(fā)展,特別是傳感器技術(shù)的發(fā)展,衛(wèi)星遙感影像在空間分辨率、時(shí)間分辨率、光譜分辨率和輻射分辨率上不斷提高,同時(shí)影像獲取成本也逐步降低,使得衛(wèi)星遙感影像的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。利用高分辨率衛(wèi)星遙感影像進(jìn)行高精度目標(biāo)定位、立體測(cè)圖和變化監(jiān)測(cè)是國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)之一;同時(shí),衛(wèi)星遙感影像正越來(lái)越多地應(yīng)用于攝影測(cè)量領(lǐng)域,空間分辨率達(dá)到米級(jí)/亞米級(jí)的立體遙感圖像,已有能力替代傳統(tǒng)用于1∶50000和1∶10000比例尺地形圖測(cè)繪或地理信息更新的航空影像。這使得采用衛(wèi)星遙感影像獲取高質(zhì)量的地理空間信息成為必然趨勢(shì),也為大中比例尺地形圖測(cè)繪提供了新的途徑。本文了對(duì)0.41m分辨率的GeoEye影像的稀少控制點(diǎn)定向精度以及要素可判譯指標(biāo)進(jìn)行了試驗(yàn)分析,探討其在1∶10000基礎(chǔ)測(cè)繪中的應(yīng)用范圍。

        1. GeoEye-1衛(wèi)星簡(jiǎn)介

        2008年9月6日發(fā)射的GeoEye-1衛(wèi)星是一顆商業(yè)對(duì)地成像衛(wèi)星,是一顆太陽(yáng)同步軌道衛(wèi)星,軌道高度684km,運(yùn)行周期98min。該衛(wèi)星攜帶高分辨率的CCD相機(jī),獲取的影像空間分辨率在全色波段能提供0.41m分辨率和多譜段1.65m分辨率的超高分辨率影像。多光譜包含藍(lán)、綠、紅和近紅外(450nm~900nm)四個(gè)波段。該衛(wèi)星星下點(diǎn)幅寬為15.2km,數(shù)據(jù)獲取動(dòng)態(tài)范圍為11比特,每天可獲取大于700 000km2的圖像數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)定向后的影像可以更好地為測(cè)繪、城市基礎(chǔ)地理信息動(dòng)態(tài)更新、國(guó)土資源調(diào)查、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、快速響應(yīng)等不同的領(lǐng)域提供相應(yīng)的基礎(chǔ)影像數(shù)據(jù)源。

        2. 試驗(yàn)研究

        2.1 試驗(yàn)區(qū)概況

        試驗(yàn)區(qū)選用了一個(gè)立體像對(duì)進(jìn)行定向試驗(yàn),平差后選取地形類別為“平地”的一部分區(qū)域進(jìn)行矢量采集。衛(wèi)星影像覆蓋范圍、控制點(diǎn)分布情況和采集區(qū)域見(jiàn)圖1。

        2.2 區(qū)域網(wǎng)平差

        (1)平差方案

        試驗(yàn)中采用PixelGrid軟件進(jìn)行影像定向,分別選用1個(gè)角點(diǎn)、2個(gè)角點(diǎn)、3個(gè)角點(diǎn)、4個(gè)角點(diǎn)作為定向點(diǎn),剩余的作為檢查點(diǎn),根據(jù)定向結(jié)果計(jì)算出相應(yīng)的精度。針對(duì)不同定向點(diǎn)分布的情況下,分析定向點(diǎn)精度和檢查點(diǎn)精度。

        (2)平差結(jié)果

        四種方案的平差結(jié)果見(jiàn)表1。

        2.3 矢量采集

        (1)矢量采集

        在JX4系統(tǒng)中引入PixelGrid平差結(jié)果,平差成果引入后,為加快數(shù)據(jù)處理速度,首先以圖幅為單位對(duì)衛(wèi)星立體條帶影像進(jìn)行分割,然后進(jìn)行以圖幅為作業(yè)單元的矢量要素采集,根據(jù)要素采集要求,在GeoEye影像立體模型上進(jìn)行地物、地貌的測(cè)繪,同時(shí)通過(guò)衛(wèi)星影像立體模型上的地物、地貌等要素的測(cè)繪,感受和確定與航片立體模型測(cè)圖的判讀和切準(zhǔn)的不同,并分析不同類型的衛(wèi)星影像在灰度影像和融合后的彩色影像狀態(tài)下的立體采集可提取的地物指標(biāo)及可達(dá)到的數(shù)學(xué)精度,采集結(jié)果見(jiàn)圖2。

        (2)精度檢測(cè)

        采集結(jié)束后,利用外業(yè)實(shí)測(cè)的檢查點(diǎn)對(duì)矢量要素進(jìn)行精度檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

        3. 結(jié)論

        (1)從影像定向結(jié)果上可知,當(dāng)一個(gè)控制點(diǎn)定向時(shí),GeoEye衛(wèi)星影像的平面定向精度在10余米,高程精度在2m左右;再增加一個(gè)控制點(diǎn)后(即兩個(gè)控制點(diǎn)),GeoEye衛(wèi)星影像即可達(dá)到較高的定向精度,繼續(xù)增加控制點(diǎn)對(duì)定向精度改善不明顯。

        (2)從矢量要素檢測(cè)結(jié)果可知,定向后的GeoEye衛(wèi)星影像所生產(chǎn)的產(chǎn)品精度滿足1∶10000比例尺的相關(guān)規(guī)范要求,同時(shí)也滿足1∶5000比例尺的相關(guān)規(guī)范要求。

        (3)與航空影像相比,GeoEye衛(wèi)星影像具有時(shí)效性高、覆蓋面積大、所需控制點(diǎn)少的優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)也存在一些不足,如云或霧的影響,電線桿、水井等同一類要素在同一景衛(wèi)星影像中不同位置的可辨別度都不盡相同等。

        (4)彩色測(cè)圖模式可提高地物的判讀能力,但對(duì)采集精度無(wú)明顯影響。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 王薇,趙利平.GeoEye-1立體像對(duì)定位精度及其應(yīng)用分析[J]. 遙感應(yīng)用,2012,(1):48-51,115.

        [2] 劉專.GeoEye-1影像制作數(shù)字正射影像圖的精度評(píng)定[J].測(cè) 繪科學(xué),2011,36(6):201-203.

        [3] 袁修孝,張過(guò).缺少控制點(diǎn)的衛(wèi)星遙感對(duì)地目標(biāo)定位[J].武漢 大學(xué)學(xué)報(bào)·信息科學(xué)版,2003,28(5):505-509.

        [4] 國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局.GB/T 13990-92 1∶5000、1∶10000航空攝影測(cè) 量?jī)?nèi)業(yè)規(guī)范[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1993.

        [5] 國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局.GB/T 13977-92 1∶5000、1∶10000航空攝影測(cè) 量外業(yè)規(guī)范[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1993.

        [6] 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局,中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化 管理委員會(huì).GB/T 15661-2008 1∶5000 1∶10000 1∶25000 1∶50000 1∶100000地形圖航空攝影規(guī)范[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版 社,2008.

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