基于ERDAS的数字正射影像的制作

基于ERDASIMAGINE的数字正射影像的制作PAGEPAGE6基于ERDAS的数字正射影像的制作摘要：近几年遥感图像获取技术的不断进步，为地理空间研究和应用提供了更广阔、更丰富的数据资料，ERDASIMAGINE软件为图像处理工作者提供最好的工具，帮助我们将空间数据转为有效信息。基于ERDASIMAGINE的遥感数字正射影像图用途广泛，备受亲睐，特别是运用卫星遥感数据制作正射影像图。本文结合三种获取地面控制点的设计，来完成正摄影像的制作，并简要评价，提出看法，以便能更清楚的认识正射影像图的制作及其必要性。关键词：ERDAS;卫星遥感;正射影像;质量控制1．遥感技术的现状及发展趋势1.1设计的主要方向随着计算机技术和信息技术的迅猛发展，运用ERDASIMGINE软件进行正射影像图的制作，采是一种新型的数字测绘产品,与传统数字地图相比较,它信息丰富、直观、整体精度高、使用方便,最大的优点是更新速度快。符合遥感数据可利用信息的快速、可靠、信息化等各种要求。1.2发展现状遥感影象（卫星，航空，地面近景）作为对地观测获取地球表面覆盖与结构信息的载体，在地学分析应用领域是不可或缺的信息源。而如何将地理影象转化为有价值的信息对你成功实施GIS和制图工程又是至关重要的。目前，在我们周围越来越多的人们能够利用全范围的地理影象产品来提取和使用有价值的信息。另一方面，随着地球环境恶化，资源匮乏，土地资源更是紧缺，因此在对测量信息的实时，有效，准确，多层次全面方向的要求更为紧迫。基于ERDASIMGINE的遥感影像的正射影像不仅影像信息丰富完整、生产方法快，而且具有很高的现势性，可有效地用于数据更新。由于它包含地表的各种原始信息,而且通过纠正处理,比例尺和相关位置是准确的,可用于城市规划、环境保护、资源调查、灾害防治以及军事等多种领域。据统计资料显示,我国城市数字正射影像图相对于线划图无论是数量还是种类均少得多,覆盖范围也很有限［４］。世界上一些国家已用正射影像图在许多场合来代替和补充地形图，尤其是用于地形图快速修测、资源清查、区域规划、环境保护、灾害预测与防治,以及工程建设等领域。1.3发展趋势遥感技术集中了空间、电子、光学、计算机通信和地学等学科的最新成就，是当代高新技术的一个重要组成部分。国际上遥感技术的发展，将在未来15年将人类带入一个多层。立体。多角度，全方位和全天候对地观测的新时代。各种高、中、低轨道相结合，大、中、小卫星相互协同，高、中、低分辩率互补的全球对地观测系统，将能快速、及时地提供多种空间分辩率、时间分辩率和光谱分辩率的对地观测海量数据[1]。自全数字摄影测量工作站问世以来,数字摄影测量的发展日新月异,但总离不开数字正射影像图(DOM)的制作,正射影像图是我们基础测绘工作的底图,其成果成图的质量直接影响到数字线划图(DLG)的精度,本文从数字正射影像的生产、数据的质量,对数字正射影像图的质量检查方法进行探讨。

目前,数字正射影像图在世界范围受到了广泛的重视,特别是随着1米分辨率卫星影像投入使用,以及影像识别和单像特征提取技术的进展,将会得到越来越广泛的应用。数字正射影像图(DOM)是根据数字高程模型对中心投影的航摄影像进行纠正处理、消除了投影差的垂直投影的影像地图,它利用数字微分纠正技术,改正原始影像的几何变形,而要得到一幅标准图幅,需多个像对的正射影像进行拼接镶嵌,所以DOM的质量由镶嵌决定。由于多个影像灰度和摄影角度不同,使接边复杂程度远大于线划图接边。不仅包含地物几何坐标的拼接,同时影像色彩(灰度)的过渡会影响正射影像视觉的整体效果。2基于ＥＲＤＡＳ的数字正射影像制作利用遥感数据制作正射影像的方法有生产速度快、效率高、费用低等特点，更容易规模化生产。而这个过程充分利用了ERDAS强大的影像处理、自动生成连接点、空中三角测量及正射纠正功能，精度控制也要从这几方面着手［６］。2.１基于不同数据源的遥感正射影像图的制作随着卫星要干事业的不断发展，越来越多的卫星遥感为正射影像图的制作提供了强有力的数据支持。如基于POS系统的正射影像图的制作，基于高分辨率QuickBird影像的正射影像图的制作，基于ETM+卫星遥感影像制作正射影像图，基于SPOT-5卫星遥感影像制作正射影像图，VirtuoZoNT全数字摄影测量系统，利用IKｏNｏs卫星影像制作。它们提供了不同空间分辨率、不同光谱分辨率和不同时相的多源遥感数据，形成了空间对地观测的影像金字塔，当处理、分析和综合利用这些多尺度的遥感数据、多源遥感信息的表示、融合及混合像元的分解时，必须保证各不同数据源之间几何的一致性，进行影像间的几何配准。同时高分辨率遥感影像的出现对几何处理提出更高要求。在选择合适的数据源之后，用ERDASIMGINE软件对数据源进行处理获得预期的正射影像。２．２基于不同GCP获取方法的正射影像的几何纠正影像校正过程分为系统误差校正和几何精校正两个步骤，系统误差校正过程一般由影像接收站完成，几何精校正由用户完成。不同的GCP的获取方法精度差别很大［８］。２．２．１通过具体的实验得到不同控制点数量和三种不同的获取GCP的方法制作DOM的方法过程和结果精度。实验表明在DOM的制作过程中，我们可以根据实际情况来选择不同的方法。经过实验得到，控制点数量与分布和几何精纠正精度存在一定的关系，在具体应用中应依据技术要求在保证精度的前提下选择合适的控制点数量。我们可以灵活的选择更为简便和节约的方法来进行DOM的制作，从而在具体应用中节约大量的人力和物力［７］。利用外业采集控制点方式进行影像正射纠正。第一，在利用外业控制点方式作业中，我们可以选择控制点输入方式为键盘输入和文本读入。为提高作业速度，选择文本输入方式，建立新文本，把控制点编号、X坐标和Y坐标输入，不输入Z坐标。然后读入文本，建立控制点与影像链接。在链接成功后，各点点位会标注在准确点位的附近（一般均需要调整），依据点之记移动点位标示符至准确的位置上。然后将控制点“Type”设置为“Full”，根据点位分布设置控制点属性进行设置，将检查点的“Usaqe”属性设置为“Check”［１０］。第二，利用已有同比例尺老影像获取控制点进行正射纠正。选取不同时相两景影像共有特征点作为控制点进行正射纠正。选点结束属性设置与通过外业点方法的设置相同。第三，利用测区1:10000DLG等数字产品获取控制点进行正射纠正。在影像上选择相对较清晰的地物点或道路交叉口等明显点，然后读取该点坐标，通过键盘输入。选点结束属性设置与通过外业点方法的设置相同［１３］。２.２.２精度评定与分析为提高实验的可比性和科学性，可以在不同方法同类比较实验中选择同样的控制点和检查点，作为精度评定依据。另外还可以通过分析点位中误差（RMS）得到利用外业控制点进行纠正的RMS最小，其次是利用已有同比例尺影像，利用DLG进行的精度最差。利用内业已有影像制作DOM的总体工作量最小，位置相对更容易把握，但先期影像精度对纠正结果影响较大，容易造成误差传递；利用外业控制点的工作量最大，费用最多；利用现有的DLG找点的工作量相对较大，而且容易找错点，同时DLG精度对DOM的精度影响比较大，产生误差传递［１０］。因此在进行纠正之前要检查已有数据的精度、完整性和可读性。检查已有数据的坐标系统以及相关参数与要求是否相符。在利用DLG的同时还要注意包含在同一景影像的DLG不在同一个高斯带内。在进行基于DLG进行选点时，为了避免出现选点的失误和提高作业精度，在做精确纠正之前可以粗劣纠正，从而为下一步的DLG上选点做准备。在选点过程中，应尽量选在明显地物点和可靠点位；对于难以明确点位处，最好不选点，以减少误差产生的可能；例如点选在易于分辨而且目标较小的特征点，利于目测判读，譬如道路交叉点、桥梁、河流分叉点等。尽量不要选在双线路上，同时也要关注小路的不准确性。因此对于误差超限的点要仔细检查出现的原因，以减少不可靠点位、或时间等原因可能产生的影响。纠正后的影像比较模糊，需要利用相关矢量处理软件进行图像色阶和对比度等增强处理，从而达到增强影像清晰度和可判读性。3总结卫星遥感影像以其实时性强，覆盖面广，已成为获取和更新不同种类、不同尺度数据库所需信息的重要途径［１２］。特别是国内外空间信息利用的快速发展，正射影像图的广泛应用，运用卫星遥感影像进行正射影像图制作将愈来愈有其现实意义。因此，利用遥感卫星数据制作正射影像是一项有前景的工作，也是遥感卫星数据自身典型应用研究工作的一项内容。随着此项应用程度的提高和应用范围的扩大，其工作将有待于进一步的深入研究。参考文献［1］周清华，李德仁.遥感影像镶嵌接缝线自动生成方法综述，武汉大学学报2005年第12期［2］宋伟东，陈静波，王伟玺.高分辨率遥感影像单片定位及正射纠正方法，辽宁工程技术大学学报2005年第4期［3］杨日红，王治华，贾韶辉.数字遥感技术在宣汉县天台乡滑坡研究中的应用，吉林大学学报2009年第7期［4］王潇，谢俊峰.一种新的正射影像生成算法，武汉大学学报2006年第1期［5］杨靖宇，张永生，李国正.遥感影像正射纠正的GPU-CPU协同处理研究，武汉大学学报2010年第3期［6］卢小平，邓安健，马剑.基于ERDAS9.1／ERMAPPER软件快速制作航空遥感DOM的方法，河南理工大学学报2006年第4期［7］王竞雪.基于ERDAS遥感影像图幅整饰方法研究，地球科学与环境学报2005年第2期［8］闫建伟，顾和和，蔡海永.基于ERDAS的遥感影像自动匹配精度提高的研究，地球科学与环境学报2006年第2期［9］方德平，曹雪梅.1：10000航摄数字正射影像图生产中的质量控制技术与创新管理，第29卷第3期2008年5月［10］王丹，韩月娇.高分辨率遥感影像图的制作与研究，北京交通大学学报2006年第2期［11］田野，郭嗣琮.基于BP网遥感影像分类研究与应用，中南大学学报2003年第5期［12］王岩，杨爱玲，刘秀娟.基于ERDAS软件遥感正射影像图的制作，测绘与空间地理信息，第30卷第5期2007年10月［13］栾庆祖，刘慧平，肖志强.遥感影像的正射校正方法比较，中国科技论文在线，第22卷第6期2007年12月［14]PamelaWhitneyChrisJ.Johannsen．UsingRemoteSensinginStateandLocalGovernment：InformationforMa