郝繼坤 王琳

（河北省國(guó)土資源利用規(guī)劃院，河北 石家莊 050010）

K o mp s a t-3影像圖生產(chǎn)工藝研究

郝繼坤 王琳

（河北省國(guó)土資源利用規(guī)劃院，河北 石家莊 050010）

摘要：本文以張家口市為研究區(qū)域，針對(duì)Kompsat-3高分辨率遙感衛(wèi)星影像，對(duì)其制圖的過(guò)程進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，本工藝過(guò)程完成的制圖結(jié)果符合要求，可按照本工藝生產(chǎn)出合格的Kompsat-3影像圖。

正射糾正；融合；調(diào)色鑲嵌；高分辨率

一、引言

作為國(guó)土資源管理的重要手段和服務(wù)于國(guó)情、國(guó)力調(diào)查的有效措施，土地利用動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測(cè)顯得尤為重要。遙感影像數(shù)據(jù)作為遙感監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容，具有空間宏觀性、視角廣、多分辨率(光譜和空間) 、多時(shí)相、周期性、信息量豐富等特點(diǎn)[1]是人們快速了解地面信息的重要手段。而高分辨遙感影像的快速發(fā)展，為人們了解地面覆蓋提供了更加有利的工具。

Kompsat-3是韓國(guó)第3顆多用途衛(wèi)星，執(zhí)行高分辨率成像和測(cè)繪任務(wù)，于2012年5月17日首次發(fā)射，衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命為4年，發(fā)射質(zhì)量為980kg，功率為1200W，衛(wèi)星有效載荷由阿斯特里姆德國(guó)公司協(xié)助研制，是1臺(tái)名為“先進(jìn)地球成像系統(tǒng)”（AEISS）的高分辨率推掃成像儀，全色和多光譜分辨率分別達(dá)到0.7m和2.8m[2]。本文以Kompsat-3遙感衛(wèi)星影像為試驗(yàn)數(shù)據(jù)，討論其制作正射影像的方法，以便滿足土地利用變更調(diào)查的應(yīng)用。

二、試驗(yàn)區(qū)域和資料情況

1.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理Kompsat-3數(shù)據(jù)，共4景，數(shù)據(jù)位于河北省張家口市，影像拍攝時(shí)間為2014年7月27日。影像地面分辨率為1m。影像覆蓋區(qū)域地形、地類豐富，既包含較為平坦的市區(qū)，也有地勢(shì)相對(duì)較高的山地、丘陵，具有較好的試驗(yàn)代表性。

2.基礎(chǔ)資料檢查準(zhǔn)備

該地區(qū)的地面控制數(shù)據(jù)采用1:10000的DOM（數(shù)字正射影像）和DEM（數(shù)字高程模型，采樣間隔為30m），經(jīng)檢查無(wú)漏洞、能完全覆蓋試驗(yàn)范圍。

三、原理和工作流程

為了實(shí)現(xiàn)高效地制圖，影像地圖制作過(guò)程中幾個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)步驟都必須關(guān)注。圖1 描述了基于Kompsat-3衛(wèi)星影像制圖的流程。首先，對(duì)原始數(shù)據(jù)中多光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行捆綁處理（采用波段組合建模）和影像融合，其次，經(jīng)過(guò)圖像的幾何校正得到幾何校正產(chǎn)品；最后，通過(guò)鑲嵌調(diào)色生成測(cè)試區(qū)域的正射影像（如圖1）。

四、衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)處理

（1）原始數(shù)據(jù)預(yù)處理

1）多光譜波段組合

選取相關(guān)系數(shù)較小的R、G、B、N 4個(gè)波段，信息獨(dú)立，信息重疊小，并且包含較多信息量。文中試驗(yàn)采用經(jīng)過(guò)綜合比較，采用STACKLAYERS{R,[(G+ N/3)/2],B}計(jì)算公式計(jì)算，形成真彩色影像。

2）影像配準(zhǔn)

影像配準(zhǔn)就是指將多圖像的同名影像通過(guò)幾何變換實(shí)現(xiàn)重疊，即實(shí)現(xiàn)影像與影像間地理坐標(biāo)及像元空間分辨率上的統(tǒng)一[3]。影像融合之前需要進(jìn)行影像配準(zhǔn)，本文是以全色波段為基準(zhǔn)，對(duì)多光譜影像進(jìn)行配準(zhǔn)，控制點(diǎn)精度保持在0.5個(gè)像素之內(nèi)。

3）影像融合

影像融合是對(duì)不同空間分辨率的全色影像和多光譜影像進(jìn)行融合處理，使融合后的影像同時(shí)具有多光譜和高分辨率的特征，有效地將高空間分辨率全色影像和低空間分辨率的多光譜影像融合起來(lái)，對(duì)影像上地物的識(shí)別意義重大[4]。本文采用采用在ERDAS中RESOLUTION MERGE融合方法對(duì)影像進(jìn)行融合（如圖2）。

（2）影像正射糾正

遙感中的有幾何畸變使圖像中的幾何圖形與該物體在選定的地圖投影中的幾何圖形產(chǎn)生差異，是圖像產(chǎn)生了幾何形狀或位置的失真，可通過(guò)幾何校正來(lái)消除[5]。對(duì)于ERDAS9.1和9.2版本未設(shè)置Kompsat正射的專用模型，借調(diào)IKONOS模型并結(jié)合衛(wèi)星影像的DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行正射糾正；在DOM影像上選擇同名點(diǎn)作為控制點(diǎn)，選取的控制點(diǎn)要均勻分布，位置相對(duì)穩(wěn)定，數(shù)量在25個(gè)左右。矯正的控制點(diǎn)殘差最好在2個(gè)像素以內(nèi)。在糾正結(jié)束要進(jìn)行精度檢查，務(wù)必保證精度滿足要求（如圖3）。

（3）影像調(diào)色鑲嵌

可通過(guò)調(diào)整影像的色階、曲線、亮度對(duì)比度、色相飽和度、色彩平衡等方法進(jìn)行影像調(diào)色。影像鑲嵌是指將兩幅或多幅影像拼在一起，構(gòu)成一幅整體影像的技術(shù)過(guò)程。由于影像糾正過(guò)程中的誤差等造成了同一地面特征在不同影像上有不同的地面測(cè)量坐標(biāo)；同時(shí)由于相鄰影像呈現(xiàn)出不同的輻射特征，因此，影像鑲嵌時(shí)除了要滿足在拼接線上相鄰影像的細(xì)節(jié)在幾何上一一對(duì)接，還要求相鄰影像的色調(diào)保持一致。遙感軟件數(shù)據(jù)文件如文件量大于2G的.img格式或.tif格式文件等，可使用遙感數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換中間件直接在PS軟件中直接打開(kāi)、調(diào)色、鑲嵌等處理。

將影像先轉(zhuǎn)為8位/通道，然后通過(guò)色階、曲線等功能對(duì)其進(jìn)行調(diào)色處理， 直到亮度對(duì)比度適中，色彩接近真彩色，紋理清晰繼續(xù)調(diào)整細(xì)節(jié)。相鄰兩景進(jìn)行鑲嵌處理，拼接整軌數(shù)據(jù)。

五、結(jié)語(yǔ)

本試驗(yàn)區(qū)主要是利用Kompsat-3衛(wèi)星影像進(jìn)行正射糾正獲取地面分辨率為1m的DOM數(shù)據(jù)。在土地利用變更調(diào)查與核查遙感監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中，通過(guò)本生產(chǎn)工藝可以快速有效生產(chǎn)出合格的正射影像，通過(guò)與前時(shí)相影像疊加分析，容易發(fā)現(xiàn)色彩與紋理上的不同，利于尋找變化圖斑。

綜上所述，利用Kompsat-3衛(wèi)星數(shù)據(jù)制作的影像圖，分辨率較高，能夠很好的滿足目前的需求。另外，Kompsat-3對(duì)相關(guān)的遙感軟件具有較好的兼容性，數(shù)據(jù)紋理清楚、各項(xiàng)精度指標(biāo)滿足要求。

[1]梅安新, 彭望碌, 秦其明,等.遙感導(dǎo)論[M].北京∶高等教育出版社,2001.

[2]祁首冰.韓國(guó)遙感衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀[J],衛(wèi)星應(yīng)用,2015,(3)∶52-56.

[3]王銳,張繼超,王祥峰.遙感影像正射糾正技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[J],黑龍江科技信息,2012,(2)∶18-19.

[4]陳卓寧,韓鎮(zhèn).基于資源三號(hào)衛(wèi)星影像的制圖研究[J],測(cè)繪通報(bào).2013,(11)∶78-80.

[5]袁金國(guó).遙感圖像數(shù)字處理[M].北京∶中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2006.