正射遥感影像图的制作方法研究.docx

正射遥感影像图的制作方法研究【摘要】数字正射影像图是地理信息的真实写照具有地图的几何精度和影像特征已经成为国家空间数据基础设施和数字地球的基础空间数据框架的一部分。文中以某地区卫星遥感影像数据为例应用遥感图像处理软件经过遥感影像融合、正射校正等处理生成数字正射影像图。【关键词】影像融合；正射校正；遥感影像0.引言数字正射影像图是将航空影像数据或航天遥感数据经过辐射校正几何校正并利用数字高程模型进行投影差改正附之以主要居民地、地名、境界等矢量数据按国家基本比例尺地形图图幅范围剪裁生成的正射影像数据集。为了满足不同用户对遥感数据的要求利用高分辨率遥感卫星数据制作较大比例尺的数字正射影像图就有了其研究、发展和应用的空间。1.正射遥感影像图制作基本原理及方法1.1几何纠正原理数字图像纠正的目的是改正原始图像的几何变形产生一幅符合某种地图投影或图形表达要求的新图像。像素坐标变换和像素亮度值重采样是数字图像纠正的两个环节并且它们在纠正过程中是同步进行的。（1）像素坐标变换是通过建立纠正函数来实现的多项式纠正方法是实践中经常使用的一种方法。该方法的基本思想是回避成像的空间几何过程而直接对图像变形的本身进行数字模拟它认为遥感图像的总体变形可以看作是平移、缩放、旋转、仿射、偏扭、弯曲以及更高次的基本变形的综合作用结果因而纠正前后图像相应点之间的坐标关系可以用一个适当的多项式来表达校正误差可以通过对均方差估计求得。（2）数字图像亮度值的重采样。由于位置计算后找到的对应的x和y值多数不在原来像元的中心因而必须重新计算新位置的亮度值。做法是采用适当的方法把该点位周围邻近整数点位上亮度值对该点的亮度贡献积累起来构成该点位的新亮度值这个过程称为数字图像亮度值的重采样。1.2正射校正原理正射纠正的实质就是将中心投影的影像通过数字元纠正形成正射投影的过程其原理是将影像化为很多微小的区域根据有关的参数利用相应的构像方程式求得解算模型然后利用数字元高程模型对原始非正射影像进行纠正使其转换为正射影像。正射纠正是一种高精度的几何纠正是利用数字高程模型对卫星影像进行逐点数字微分纠正用以消除卫星遥感影像和航空遥感影像由于地形起伏等引起的像点位移。采用共线条件方程纠正法进行正射纠正。1.3融合原理分辨率融合是将不同空间分辨率遥感图像按照一定的算法在规定的坐标系中生成新图像的过程。处理后的图像既具有较高的空间分辨率又具有较好的多光谱特征从而达到图像增强的目的。高分辨率影像与多光谱数据的融合是遥感影像进行正射校正的基础。融合方法的选择取决于被融合图像的特征以及融合的目的ERDASIMAGINE系统所提供的图像融合方法有三种：主成分变换融合、乘积变换融合和比值变换融合。1.4数字高程模型数字地面模型（DTM）是地形表面形态等多种信息的一个数字表示。严格地说DTM是其向量的分量为地形、资源、环境、土地利用、人口分布等多种信息的定量或定性描述。DTM是一个地理数据库的基本内核若只考虑DTM的地形分量称其为数字高程模型DEM或DHM其定义如下：DEM是表示区域D上地形的三维向量有限序列其中是平面坐标是对应的高程。当该序列中各向量的平面点位呈规则格网排列时则其平面坐标可省略此时DEM就简化为一维向量序列这也是DEM或DHM名称的原有。2.正射遥感影像图处理制作2.1ERDAS下遥感影像融合处理这里选择Brovey变换法此融合结果一个明显的表现就是色调非常良好几乎完整保持了原始影像的色调信息。影像融合的具体操作步骤如下：ERDAS图标面板工具条上单击Interpreter图标SpatialEnhancement打开ResolutionMerge对话框调入需要融合的全色影像数据和多光谱影像数据选择融合方式和重采样方式键入波段数点击OK即完成影像数据融合如图1。图1影像数据融合对话框2.2应用PCI软件进行遥感影像正射校正经过设置投影参数数据格式转换加入DEM采集控制点模型计算重采样完成对遥感影像的正射校正。（1）工程设置在PCI软件中建立一个包含所有工程数据的工程文件设置校正影像的输出格式、输出分辨率、输出投影及坐标系统等如图2。图2设置工程投影与控制点投影对话框（2）控制点采集控制点采集为人工采集根据提供的GPS点位在卫星影像上找到相应的同名点。这些控制点用以构成数学模型来对卫星影像进行纠正并将影像归算到地面坐标系如图3。图3控制点采集