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摘要:目前,遥感卫星影像已经被广泛应用于军事侦察、测绘制图、气象预报、国土资源勘查、环境质量评价和自然灾害监测与防治、以及地球系统科学等研究领域,发挥着极其重要的作用。为满足日益广泛的前端应用,其定位已不能拘泥于传统的地貌展示,须同时满足分析与建库的需求。数字正射影像图是利用DEM对遥感影像逐像元进行辐射改正、微分纠正和镶嵌,并按规定图幅范围裁剪生成的,带有公里格网、图廓(内、外)整饰和注记的平面图。检验其数据的精度、现势性和完整性,也可从中提取自然资源和社会经济发展信息,为防灾治害和公共设施建设规划等应用提供可靠依据。某城市高分辨率卫星遥感影像图制作项目是基于GF-2、WorldView-3卫星遥感影像数据通过对原始影像数据进行正射纠正、对单景正射影像图进行调色、镶嵌和裁切制作1:2000正射影像图成果数据,并对此DOM成果数据进行质量验收。
关键词:卫星遥感影像DOM质量元素
引言
由航测生产的大比例尺数字正射影像图(DOM)产品,在军工、交通、规划、国土、农业、林业、水利、海洋等领域的运用越来越广泛,用户对产品精度要求随之变高,与传统的大例尺地形图相比,数字正射影像图具有信息性、时效性、直观性、连续性、时间性、现势性等特点。为土地利用监管、环境监测、地质灾害应急、灾后重建规划、地质勘探调查、城乡规划、道路设计等提供基础用图起了重要保障的作用。随着航测技术的不断提升发展,从模拟胶片到数码像片,影像的地面分辨率可达到0.005m,甚至更高。随着4D产品的市场大量需求,大比例尺数字正射影像图(以下简称DOM)的影像微分纠正技术也在不断改进,满足精度要求。数字高程模型(以下简称DEM)的选用是影响大比例尺DOM平面精度的首要因素,相对DEM精度不足的部分进行有效编辑处理,使影像既不变形扭曲,又能达到设计要求。
1数字正射影像概念
数字正射影像是利用数字高程模型对扫描处理的数字化的航空像片/遥感影像(单色/彩色),经逐个象元进行投影差改正,再按影像镶嵌,根据图幅范围剪裁生成的影像数据。数字正射影像,地图分幅、投影、精度、坐标系统、与同比例尺地形图一致。数字正射影像是数字构成的,能够在计算机上进行放大或者缩小,具有很高的测量功能和实用性能。在数字正射影像图上进行相关地名等的标注,可以在计算机上观看世界,具有很强的信息作用。它信息丰富并且真实可靠,能够快捷地获取地理位置信息,更能够从中了解地理情况和自然资源的情况,并且还能够获取相关的历史信息,可以给城市规划等提供准确的信息,具有很高的实用性。
2正射影像产品质量检验内容方法与评定流程研究
2.1位置精度
位置精度是影响DOM质量的主要技术指标之一。位置精度的主要检查内容是检查DOM的平面位置中误差和影像的接边精度。(1)平面位置中误差:明显地物点平面位置中误差应符合规范或设计的要求,根据规范,在比例尺1:2000情况下,平原、丘陵区点位中误差不大于±2.2m,山区和高山区不大于±2.6m。(2)影像接边:镶嵌块分块DOM接边、相邻图幅的接边处应当连续一致,各类要素关系吻合,满足接边误差检查的要求,相邻影像接边误差不应大于2个像元。
2.2资料的质量控制
在正式进行作业之前,需要严格培训相关工作人员,使工作人员能够学习和熟练掌握到相关的技术和质量要求,这样工作人员在工作中能够熟练地做出符合规范的工程,能够明确正射影像质量保证的关键之处。
在作业前,工作人员能够对相应的资料进行全面的分析和检查,能够有效地检查资料参数是否符合要求,资料内容是否符合相关规定,及时对不符合要求的资料进行清除,以确保生产出来的正射影像图能够达到质量要求,能够在相关工程中发挥重要的作用。
2.3基于专业平台影像质量检查
质量控制实行的是二级检查、一级验收。即过程检查、最终检查、检查验收,过程检查、最终检查是100%全数检查,检查验收实行的抽样检查,抽样比例为5%。由此可以看出,生产符合国家规范要求的测绘成果质量控制的关键在于过程检查。在生产过程中,目前能与矢量套合的常用软件有AutoCAD、ArcGIS等,DOM裁切分幅图之前,拼接完成的分块DOM每块大约有2GB,甚至数据更大。基于AutoCAD与矢量套合检查平面精度,AutoCAD能打开的影像数据最大为2GB,进行过程检查时受数据量的影响,严重影响检查员的检查进度。基于ArcGIS平台进行DOM的质量检查,ArcGIS容纳海量数据的特点,提供了4种用于创建全色锐化图像的融合方法,分别是Brovey变换、HIS变换、ESRI全色锐化变换和简单均值变换。为质量检查提供了各种选择,平面精度检查、影像纹理质量、分块间接边检查可同步进行。大大提高了检查进度。DOM空间参考系的检查用已有的相同坐标系的图件进行套合检查,若是已有图件与其坐标系统不相同,可以进行图形转换相同坐标系,然后再进行套合检查。
2.4数字正射影像的成果检查
1)影像资料分析检查在数字正射影像作业完成之后,还要对其数字精度以及影像资料进行检查。对成品的资料进行随机检测,抽查几个定点的相关数据,精细核查资料结果是否与实际情况相同,在确保最小误差的前提下进行验收。要求影像资料完整清晰,地点过度自然,数字精度良好。2)数据整理制作检查在数字正射影像完成后及时检查影像数据的准确性,做好相关记录。对数据的质量方面,要查看相关的技术要求,对数字正射影像质量进行评定。还要对已经整理和制作好的成品进行再检查,查看其精准度、覆盖范围等是否符合要求。3)位置精度的检查在数字正射影像完成后,还要对影像位置精度进行核实,所以要抽查几个位置的相关数据,精细核查其位置结果是否与实际情况相同,在确保最小误差的前提下进行验收。要求影像资料完整清晰,地点过度自然,数字精度良好。
2.5影像质量
(1)根据生产使用数据源的不同,数字正射影像图的色彩模式分为全色和彩色两种模式,全色影像为8位(bit)存储格式,彩色影像则为24位(bit)存储格式。(2)避免出现因影像缺损。如影像的纹理不清、噪声、影像模糊、影像扭曲、错开、裂缝、漏洞、污点、划痕等,而造成无法判读影像信息和精度的损失。
结语
通过对遥感卫星影像成果数据的检验,能保障数据的精度和影像质量,为影像产品在规划编制、管理、实施与监督中的应用奠定夯实的基础,同时此检验方法中对影像质量的色彩特征、影像噪音、信息丢失等检验项指标的量化方法、判定标准仍然需要继续改进和完善。通过对遥感卫星影像数据检验工作的明细,为下一步测绘产品信息化工作打下坚实的基础,并且为规划管理等应用起到支撑作用。
参考文献
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