數(shù)字正射影像圖的制作流程PPT

1、專題一、數(shù)字正射影像圖的制作,制作正射影像圖的目的是將其作為土地調(diào)查的工作底圖，方便內(nèi)業(yè)解譯和外業(yè)實(shí)地調(diào)繪。,一、利用數(shù)字正射影像圖開展土地調(diào)查的技術(shù)路線,1將影像涉及區(qū)域的1：5萬數(shù)字柵格地形圖按公里網(wǎng)坐標(biāo)進(jìn)行逐格網(wǎng)校正后，裁剪掉其內(nèi)圖廓以外的部分，按空間坐標(biāo)進(jìn)行拼接（如果涉及跨兩個(gè)投影帶，則需要進(jìn)行投影換帶計(jì)算），形成轄區(qū)內(nèi)的地形參考數(shù)據(jù)，為影像校正做好準(zhǔn)備； 2利用省廳提供的20米等高距的地形數(shù)據(jù)，按照1：5萬DEM數(shù)據(jù)制作的技術(shù)要求，制作轄區(qū)內(nèi)的數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)（如果涉及跨兩個(gè)投影帶，則需要進(jìn)行投影換帶計(jì)算）。 3用1：5萬DEM數(shù)據(jù)和1：5萬數(shù)字柵格地形圖、1：2.5萬土地

2、利用現(xiàn)狀圖以及部分等級控制點(diǎn)對SOPT5 2.5m分辨率衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行正射校正，制作轄區(qū)內(nèi)1：1萬正射影像圖（該正射影像圖的數(shù)學(xué)平面精度為1：5萬，圖面反映的土地利用要素為1：1萬）。,4利用已有的等級測量控制點(diǎn)和具有定位意義的線狀地物對正射影像的精度進(jìn)行驗(yàn)證，確保成果合格后將1：1萬正射影像圖和原有的土地利用現(xiàn)狀圖疊加，找出與正射影像圖不吻合的地類圖斑，并以正射影像為參考修改地類圖斑邊界，使其和正射影像的邊界線保持一致。 5在MapGIS中，以正射影像圖為背景，疊加調(diào)整邊界后的土地利用現(xiàn)狀圖，制作1：1萬外業(yè)工作底圖；同時(shí)將原有的土地利用現(xiàn)狀圖的圖斑屬性進(jìn)行室內(nèi)分析，判讀正確的屬性則保

3、留，對于通過室內(nèi)判讀不能確定其屬性的圖斑，則進(jìn)行外業(yè)調(diào)查確認(rèn)。 6、最后是檢查驗(yàn)收和數(shù)據(jù)入庫工作。,二、SPOT5遙感正射影像圖的制作過程,所謂數(shù)字正射影像圖(Digital Orthphoto Map)簡稱DOM，是利用數(shù)字高程模型對掃描處理的數(shù)字化的航空像片或遙感影像，經(jīng)過逐像元進(jìn)行處理，再按影像鑲嵌，根據(jù)圖幅范圍剪裁生成的影像數(shù)據(jù)。數(shù)字正射影像圖和通常我們所接觸的地圖一樣，不存在變形，它是地面上的信息在影像圖上真實(shí)客觀的反映，但是所包含的信息遠(yuǎn)比普通地形圖豐富，而且其可讀性更強(qiáng)。,主要流程：,1、控制點(diǎn)的選取 2、全色數(shù)據(jù)的正射校正 3、多光譜影像數(shù)據(jù)的配準(zhǔn) 4、影像分辨率融合 5、影像

4、的增強(qiáng)與調(diào)色 6、多景影像的鑲嵌 7、附加信息的整飾,2.1 控制點(diǎn)的選取,GCP是對航空像片和衛(wèi)星遙感影像進(jìn)行各種幾何校正和地理定位的重要數(shù)據(jù)源，它的數(shù)量、質(zhì)量和分布等指標(biāo)直接影響了影像校正的精確性和可靠性。 1、GCP的來源和質(zhì)量 采集GCP有很多方法，主要根據(jù)數(shù)據(jù)源的來源加以區(qū)分，包括：通過數(shù)字柵格地圖(DRG)、數(shù)字正射影像(DOM)、數(shù)字線劃地圖(DLG)或者外業(yè)測量等。 目前國內(nèi)用到的大部分已有地圖是紙質(zhì)老地形圖，通過地圖掃描技術(shù)將其掃描為柵格數(shù)據(jù)，并經(jīng)過多項(xiàng)式校正就成為數(shù)字柵格地圖，這是獲取GCP的最便捷、最主要方法。DRG一般存在現(xiàn)勢性差,精確度較差，地圖不夠清晰直觀的缺點(diǎn)，因

5、此通過DRG采集GCP，最好要選擇比例尺較大的數(shù)據(jù)源才能保證GCP的精度。,數(shù)字正射影像是經(jīng)過校正的、含有地理信息的影像數(shù)據(jù)，是近幾年發(fā)展起來的測繪地圖產(chǎn)品，現(xiàn)勢性較好，而且DOM具有豐富的影像紋理信息、影像判讀非常直觀， GCP采集的速度和精度都比較高。主要的缺點(diǎn)是：由于像素大小的影響，有些較小的地物難以識別，定位不準(zhǔn)確，只能精確到像素級大小。數(shù)字線劃地圖是矢量化的地圖，一般通過DRG的矢量化+修測、數(shù)字?jǐn)z影測量的方法得到。它具有無限級縮放的特點(diǎn)，GCP數(shù)值的讀取精度相當(dāng)高。,GCP還有一個(gè)重要的來源就是：通過空中三角測量技術(shù)獲取。當(dāng)進(jìn)行大范圍影像的正射校正時(shí)候，可以通過外業(yè)測量少量高精度的

6、GCP，并運(yùn)用空中三角測量技術(shù)進(jìn)行GCP的加密，然后將加密點(diǎn)作為單片影像的GCP資料。這種方法通常能保證成圖精度，成圖速度也很快，但是它要求原始影像資料之間具有較大的重疊，較好的相互關(guān)系，處理軟件的算法優(yōu)劣也直接影響加密成果的精度。,2、 GCP的類型,在很多軟件中(比如：ERDAS和大部分?jǐn)?shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng))，根據(jù)控制點(diǎn)的作用還對GCP進(jìn)行了分類，主要包括：平高點(diǎn)、平面點(diǎn)、高程點(diǎn)、檢查點(diǎn)、連接點(diǎn)。 通常情況下我們選擇的GCP大多都是平高點(diǎn)，即GCP的平面值和高程值都參與模型計(jì)算，但是也有一些情況需要選擇其他類型的GCP。例如：當(dāng)控制點(diǎn)的平面精度滿足精度要求，但是其高程值未知，或者精度不夠，這部

7、分點(diǎn)就可以作為平面點(diǎn)參與模塊計(jì)算。同樣的道理，高程點(diǎn)只確定其高程值，不參與平面計(jì)算。如果使用多項(xiàng)式校正，模型計(jì)算并沒有考慮到地形起伏，高程點(diǎn)是不需要的，所有的地面控制點(diǎn)僅需知道平面坐標(biāo)即可。,檢查點(diǎn)是用于檢測模型校正精度指標(biāo)的參考數(shù)據(jù)，并不參與影像的幾何建模計(jì)算。它是通過影像校正后的點(diǎn)位坐標(biāo)與用戶輸入的理論坐標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，而檢定影像校正的精度。 連接點(diǎn)通常是在空中三角測量的時(shí)候才使用。在相鄰相片上采集一些連接點(diǎn)可以確定像片之間的相對關(guān)系，從而將一個(gè)測區(qū)內(nèi)大量影像的相對關(guān)系納入到一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)中，然后根據(jù)已有平高點(diǎn)和影像模型參數(shù)進(jìn)行聯(lián)合平差。因此連接點(diǎn)一般不需要大地坐標(biāo)值，只需要確定他們在相鄰

8、影像上的位置(或者像方坐標(biāo))，經(jīng)過平差計(jì)算以后，連接點(diǎn)的三維坐標(biāo)即被計(jì)算出來，那時(shí)候它發(fā)揮的作用也相當(dāng)于平高點(diǎn)了。,3、GCP的分布,GCP分布情況對于遙感影像校正精度的影響也很大。通常我們要求GCP的分布均勻，并且影像的四角附近均要有一個(gè)GCP，這樣才能充分控制成圖區(qū)域的精度。對于山地地形較復(fù)雜的情況，也要根據(jù)實(shí)際情況多布置一定的GCP。 GCP一定要布置在影像紋理清晰易于定位的地方,切不可胡亂猜測，寧缺毋濫。應(yīng)該選擇能準(zhǔn)確判點(diǎn)的位置上，如線狀地物的交角或地物拐角上，交角必須良好(30150)。道路交叉處、橋梁，花壇都是適于布點(diǎn)的地方的。在老圖選GCP，不要選擇易于變化的地物點(diǎn)，比如林地的邊

9、界，田埂，江河中沙洲的拐角。由于房屋存在投影差,如果選擇房屋上的角點(diǎn)，應(yīng)該考慮其高程值。 在很多成熟的軟件中，如果從已有地圖上選點(diǎn)，應(yīng)盡量使用GCP自動查找和高程點(diǎn)自動讀取功能，有助于加快選點(diǎn)速度和質(zhì)量。,2.2 全色波段數(shù)據(jù)正射糾正,由于遙感影像傳感器空中位置與姿態(tài)的變化以及地面高程的影響，使得遙感影像產(chǎn)生了變形，數(shù)字糾正的目的就是要改正這種變形的影響，并獲得具有地理編碼的正射數(shù)字影像，這一改正過程被稱為數(shù)字糾正。遙感影像的數(shù)字糾正可以分為二維糾正與三維糾正，而二維糾正是根據(jù)遙感影像上明顯地物點(diǎn)的象素坐標(biāo)與相應(yīng)的地面點(diǎn)坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系，通過多項(xiàng)式擬合實(shí)現(xiàn)的，因此也稱多項(xiàng)式糾正，這種方法簡單易行

10、，但它是一種近似的解法。三維糾正又稱為數(shù)字微分糾正，它是根據(jù)傳感器成像模型并考慮地面起伏對每一個(gè)象素的影響的嚴(yán)密糾正方法，我們所采用的物理模型糾正（正射校正）就屬于三維糾正。,這種方法是根據(jù)衛(wèi)星上成像的物理過程，建立一個(gè)由輔助參數(shù)(包括衛(wèi)星的偏航、俯仰、翻滾、地球的曲率、運(yùn)動等參數(shù))組成的空間變換模型，按照這個(gè)模型對衛(wèi)星圖象進(jìn)行糾正，這種方法有較大的適應(yīng)性，但計(jì)算復(fù)雜。對于地形起伏大或影像側(cè)視角大的地區(qū),利用成像的衛(wèi)星軌道參數(shù)、傳感器參數(shù)及DEM，對影像進(jìn)行嚴(yán)密的物理模型糾正。糾正時(shí)首先恢復(fù)影像的成像模型，然后利用數(shù)字高程模型根據(jù)成像模型來糾正投影差，利用現(xiàn)有的地圖三維坐標(biāo)或外業(yè)控制點(diǎn)三維坐標(biāo)

11、對影像進(jìn)行控制糾正，最后得到正射糾正影像。,2.3 多光譜影像數(shù)據(jù)配準(zhǔn),利用已經(jīng)糾正的全色影像對多光譜影像進(jìn)行配準(zhǔn)，影像配準(zhǔn)實(shí)質(zhì)上是在兩幅或多幅影像之間識別同名像點(diǎn)。影像配準(zhǔn)的方法主要有按灰度配準(zhǔn)與按特征配準(zhǔn)。 配準(zhǔn)分為絕對配準(zhǔn)和相對配準(zhǔn)兩種方式。絕對配準(zhǔn)是指將所有的影像都糾正到統(tǒng)一的坐標(biāo)系下，即所有影像都以DRG為基準(zhǔn)進(jìn)行的配準(zhǔn)。相對配準(zhǔn)是指其它影像均以一幅已經(jīng)精糾正的高分辨率影像為基準(zhǔn)而進(jìn)行的配準(zhǔn)。,2.4 影像分辨率融合,遙感數(shù)字融合是對較高空間分辨率的全色影像與較低空間分辨率的多光譜影像采用一定算法生成一組新的合成圖像的過程。這樣做不僅使融合影像提高空間分辨率、增加了影像的空間紋理信息

12、，而且能保持影像光譜原始信息，不發(fā)生或盡可能少地發(fā)生信息失真，便于提取解譯因子。因此，對不同時(shí)空分辨率影像進(jìn)行融合的技術(shù)是遙感應(yīng)用研究的主流方向。,2.5 影像增強(qiáng)與調(diào)色,用遙感處理軟件對融合后的正射影像進(jìn)行銳化處理，使各種地類影像紋理邊界增強(qiáng)。進(jìn)一步調(diào)色，使影像盡可能接近于自然色彩，土地分類判讀清晰易讀。,2.6 多景影像的鑲嵌,大區(qū)域正射影像圖成圖區(qū)域涉及多景遙感影像，為滿足影像的無縫拼接、生成標(biāo)準(zhǔn)分幅數(shù)字正射影像的需要，必須對已經(jīng)過正射糾正并分辨率融合的單景衛(wèi)星影像進(jìn)行數(shù)字鑲嵌，對相鄰影像進(jìn)行接邊。在圖像拼接時(shí)，需要確定一幅參考圖像作為輸出拼接的基準(zhǔn)，決定拼接圖像的對比度匹配、輸出圖像的

13、地圖投影、像元大小和數(shù)據(jù)類型。在拼接的過程中要時(shí)時(shí)注意圖像的接邊及勻光問題。,2.7 附加信息的整飾,附加信息整飾包括標(biāo)準(zhǔn)分幅與圖幅整飾。對SPOT5正射影像進(jìn)行1：1萬標(biāo)準(zhǔn)分幅，DOM范圍為標(biāo)準(zhǔn)圖幅的內(nèi)圖廓范圍，圖名為分幅標(biāo)準(zhǔn)編號。圖幅整飾包括分別制作圖廓整飾(圖名、圖幅號、接合圖表、公里格網(wǎng)、北圖廓外中央的行政區(qū)劃注記、比例尺、秘密級別、生產(chǎn)單位、內(nèi)外圖廓、公里格網(wǎng)等)、注記、縣(市)及鄉(xiāng)(鎮(zhèn))級行政境界等整飾文件。,三、正射糾正過程中涉及的幾個(gè)坐標(biāo)系,正射糾正處理過程，其實(shí)也就是我們常說的攝影測量幾何處理的過程。攝影測量中常用的坐標(biāo)系有兩類，一類是用于描述像點(diǎn)位置的，稱為像方空間坐標(biāo)系；另一類是用于描述地面點(diǎn)的位置，稱為物方空間坐標(biāo)系。,四、正射糾正幾何變形的主要誤差來源,遙感影像的幾何變形誤差可分為靜態(tài)誤差和動態(tài)誤差兩大類。靜態(tài)誤差是指在成像過程中，傳感器相對于地球表面呈靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)所具有的各種變形誤差；動態(tài)誤差則主要是由于在成像過程中地球