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        土地變更調(diào)查遙感監(jiān)測中YG—26遙感影像處理方法

        2017-11-04 17:37:31高巖峰
        城市地理 2016年5期
        關(guān)鍵詞:底圖全色控制點(diǎn)

        高巖峰

        摘要:遙感技術(shù)在全國土地利用變更調(diào)查中得到廣泛應(yīng)用,主要是通過前后時相影像比對,再疊加前一年數(shù)據(jù)庫,提取數(shù)據(jù)庫中非建設(shè)用地中的新增建設(shè)及有建設(shè)可能的推填土。本文主要介紹新興遙感衛(wèi)星YG-26影像的處理方式,包括影像預(yù)處理、影像融合、影像糾正,最終形成光譜信息豐富、地類清晰可見、容易判讀的影像,滿足土地利用變更調(diào)查與監(jiān)測的應(yīng)用要求。

        關(guān)鍵詞:土地變更;遙感監(jiān)測;YG-26影像;影像融合方法

        1區(qū)域概況與數(shù)據(jù)源

        1.1研究區(qū)域

        天津市武清區(qū)位于天津市西北部,京津兩市之間,位于117°19′43″-116°46′59″E、39°07′05″-39°42′20″N,總面積1574平方公里。武清區(qū)地處華北沖擊平原下端,地勢平緩,自北、西、南向東南海河入海方向傾斜。氣候?qū)儆跍貛駶櫞箨懶约撅L(fēng)氣候,四級分明。年平均氣溫11.6°,年平均降水量為606mm。

        1.2數(shù)據(jù)源

        本次項(xiàng)目所采用數(shù)據(jù)有:2015年原始影像;高程數(shù)據(jù)DEM;基礎(chǔ)底圖DOM(如圖1)。所用基礎(chǔ)底圖是第二次全國土地調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)分幅調(diào)查底圖。

        YG26原始數(shù)據(jù)文件夾中包含:多光譜分波段影像MSS(.tif),全色影像CCD(.tif),影像元數(shù)據(jù)文件(.xml),影像快視圖(.JPG),有理多項(xiàng)式系數(shù)文件(.RPB)。

        2.技術(shù)流程

        2.1技術(shù)流程

        土地變更調(diào)查監(jiān)測與核查項(xiàng)目的第一個步驟是遙感影像處理,它為之后進(jìn)行的變化信息提取做鋪墊,地物判別的難易程度和準(zhǔn)確性受生產(chǎn)的遙感影像質(zhì)量好壞的直接影響。

        2.2原始數(shù)據(jù)預(yù)處理

        2.2.1將原始數(shù)據(jù)tif轉(zhuǎn)為img格式

        將原始數(shù)據(jù)tif轉(zhuǎn)為img格式,即可避免掉線、黑印、地物不連貫等問題。

        原始全色tif數(shù)據(jù)

        2.2.2多光譜數(shù)據(jù)建模調(diào)色

        原始多光譜影像顏色失真,田塊及水體顏色與實(shí)際不符。通過空間建模,多次實(shí)驗(yàn)修改波段參數(shù),使顏色接近自然真彩色。

        該影像拍攝于2015年5月4日的天津,田內(nèi)作物大量生長,植被顏色應(yīng)為翠綠色,水體內(nèi)微生物大量繁殖,水體顏色較深,故公式一更接近測區(qū)的實(shí)際情況。

        2.2.3 16 bit換8bit

        過去大多數(shù)8 bit數(shù)據(jù)格式灰度為0-255的遙感影像的范圍,遠(yuǎn)不及16 bit的格式表示灰度0-65535的范圍。將全色數(shù)據(jù)和多光譜數(shù)據(jù)分別轉(zhuǎn)8 bit,是為了之后使用傳統(tǒng)融合方法對影像進(jìn)行融合,使YG-24原始影像均為unsigned8 bit數(shù)據(jù)。

        3影像配準(zhǔn)

        由于全色和多光譜數(shù)據(jù)影像拍攝時間相差較多,故全色數(shù)據(jù)與多光譜數(shù)據(jù)要進(jìn)行配準(zhǔn)。

        數(shù)據(jù)配準(zhǔn)以全色數(shù)據(jù)為底圖,采用二次多項(xiàng)式方式將多光譜影像配準(zhǔn)到全色影像上或在ERDAS中Auto Sync模塊中自動校正。

        4影像融合

        影像融合后的數(shù)據(jù)既有多光譜影像的顏色,又有全色數(shù)據(jù)的紋理。多源數(shù)據(jù)的融合依據(jù)監(jiān)測區(qū)情況不同、數(shù)據(jù)源的不同類型,其融合方法也不同。

        4.1基本要求

        影像融合的基本要求:

        1.根據(jù)影像波段的地形特征、地物和光譜范圍等因素,選擇能清晰表現(xiàn)土地利用類型色彩和特征、邊界接近自然的融合方法。

        2.不同季節(jié)影像色彩應(yīng)反映當(dāng)時地類光譜特征,相同季節(jié)融合后影像要色調(diào)基本一致。

        3.融合影像應(yīng)模糊、無重影等現(xiàn)象。

        5影像糾正

        5.1糾正控制點(diǎn)采集

        采用高程數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)底圖為糾正基礎(chǔ),選取基礎(chǔ)底圖和待糾正影像上均有的同名明顯特征地物點(diǎn)位糾正控制點(diǎn),應(yīng)避免在基礎(chǔ)底圖鑲嵌線附近誤差超限、或存在錯誤的區(qū)域采集??刂泣c(diǎn)應(yīng)在糾正區(qū)域內(nèi)均勻分布,并大于待糾正區(qū)范圍;根據(jù)糾正模型、軟件類型和區(qū)域地形選取一點(diǎn)數(shù)量控制點(diǎn),一般不少于9個,山地應(yīng)適當(dāng)增加控制點(diǎn),相鄰景重疊區(qū)不少于3個公共點(diǎn)。

        5.2糾正模型

        糾正模型采用物理模型或有理函數(shù)模型。

        外國衛(wèi)星大部分有自己的糾正模型,故糾正精度相對較高;相反,國產(chǎn)衛(wèi)星則沒有自己的糾正模型,一般采用已有模型,已經(jīng)應(yīng)用于生產(chǎn)的YG-2和YG-8均用Quickmid RPC模型,故局部精度不理想。

        有理函數(shù)模型只適用于高程差較小地區(qū),需要大量精密選點(diǎn)才能控制住精度,故一般不予采用。

        但是根據(jù)日常大量生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),用模型糾正后局部仍有偏差的地區(qū),用box裁切,再用有理函數(shù)模型糾正,一般能達(dá)到良好的效果。

        5.3糾正精度檢查

        將基礎(chǔ)底圖與糾正后影像在同一窗口中打開,采用“拉窗簾”的方法逐屏檢查。若影像發(fā)生了錯位現(xiàn)象或明顯抖動,則量測該處同名點(diǎn)誤差,兩者相對誤差應(yīng)滿足相對誤差要求。否則,須查明原因,除資料精度、控制衛(wèi)星側(cè)視角造成相對誤差超限的局部地區(qū)外,其他地區(qū)須符合精度要求

        6結(jié)束語

        本文是在2015年全國土地變更調(diào)查監(jiān)測與核查項(xiàng)目遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)生產(chǎn)階段,以新興衛(wèi)星YG-26生產(chǎn)的具體過程進(jìn)行研究。文章包括影像預(yù)處理、影像融合以及影像校正,重點(diǎn)介紹了影像融合過程中對三種現(xiàn)階段較為常用的融合方法進(jìn)行了比較。YG-26重采樣成0.5米的影像,在國產(chǎn)衛(wèi)星中屬于少有的高分影像,融合后影像色彩豐富、紋理清晰,本文以天津市武清區(qū)為測區(qū),YG-26衛(wèi)星影像已得到成功試用。endprint

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