衛星影像掛圖的制作

摘要：衛星影像圖是一種具有一定數學基礎，由多幅衛星遙感影像按其地理坐標鑲嵌拼接而成的影像圖。本文重點介紹了衛星影像圖制作過程中的衛星影像幾何糾正、光譜融合、影像拼接、制圖輸出的處理方法。

關鍵詞：衛星影像、幾何糾正；光譜融合；影像拼接；制圖輸出

引言

衛星影像圖的應用非常廣泛，可以用于資源調查、環境保護、救災搶險、應急指揮。本文重點介紹衛星影像圖的制作流程和方法，即衛星影像的幾何糾正、光譜融合、影像拼接、制圖輸出的處理方法。

1幾何糾正

幾何糾正就是針對衛星影像等柵格數據的坐標配準，可以采用多種糾正方法：一次多項式(仿射變換)變換法、二次多項式變換法、三次多項式變換法、坐標調整變換法和樣條函數變換法，這些方法都能滿足衛星影像的坐標配準要求。通常采用坐標調整法，既能保證整體的最佳擬合配準精度，又能保證已知點附近，局部的配準精度和可靠性。需要注意的是已知點要分布均勻，邊緣要有足夠的點，點位要準確可靠。糾正的步驟、方法及要求如下：①裝入衛星影像和已知點成果數據。②對影像的直方圖進行拉伸，使影像反差適中，便于目視解譯。③將已知點成果縮放到視圖中合適位置，選擇添加糾正點，首先選擇影像所在的位置，然后選擇已知成果所在的位置或直接輸入已知成果。④選擇糾正模型，查看糾正點的精度，對糾正點進行調整使精度滿足要求。⑤添加了足夠的糾正點，并且精度滿足要求后，進行糾正重采樣并輸出成果。⑥我們知道衛星影像除了成像方式、地球曲率、大氣折光引起的圖像變形外，還有地形起伏引起的像點位移，如果測區的地形起伏較大，這種影響還是不小的，為了削弱這種像點位移的圖像變形，可以采用DEM進行正射校正。

2圖像融合

圖像融合是將多源遙感圖像按照一定的算法，在規定的地理坐標系，生成新的圖像的過程。可以利用多光譜的影像合成彩色影像(光譜增強)，也可以將高分辨率的全色影像和低分辨率的多光譜影像融合，生成高分辨率的彩色影像(空間增強)。

可以采用基于影像局部光譜特性的遙感影像融合方法，其特征在于結合遙感影像的局部相關矩和局部方差進行融合，具體包括如下步驟：①對多光譜影像進行IHS彩色空間變換，得到多光譜圖像的強度分量I、色度分量H、飽和度分量S，保留H、S分量不變。②對IHS變換后得到的I分量和高光譜影像進行直方圖匹配：先分別計算多光譜影像I分量和高光譜影像的直方圖，以多光譜影像I分量的直方圖為參考，進行直方圖匹配。③對匹配后的I分量和高光譜影像分別進行小波變換，得到多光譜影像I分量和高光譜影像的低頻分量和高頻分量。④對小波分解后的低頻分量采取基于局部歸一化相關矩融合準則進行融合：采用3*3窗口，分別計算多光譜影像I分量和高光譜影像低頻分量的局部歸一化相關矩，融合規則為：如一幅圖像小波系數圖像中某一點周圍窗口內的局部歸一化相關矩大于等于另一幅圖像小波系數圖像中對應點周圍窗口內的局部歸一化相關矩，則該級融合的小波系數圖像在該點值就為這幅圖像的小波系數，反之為另一幅圖像的小波系數。⑤對小波分解后的高頻分量采取基于方差融合準則進行融合：采用3*3窗口，分別計算多光譜影像I分量和高光譜影像高頻分量的局部方差，融合過程中采取基于方差的融合準則：如一幅圖像小波系數圖像中某一點周圍窗口內的方差大于等于另一幅圖像小波系數圖像中對應點周圍窗口內的方差，則該級融合的小波系數圖像在該點值為這幅圖像的小波系數，反之為另一幅圖像的小波系數。⑥對融合后的低頻分量和高頻分量進行重建，得到新的I分量。 ⑦用新的I分量和步驟1得到的H、S分量進行IHS反變換，得到融合結果。

圖像融合需要注意的是參與融合的影像必須經過幾何糾正，空間套合精度小于2個像素，否則融合后的影像將會發虛，達不到理想的效果。

3影像拼接

影像拼接是對若干幅互為鄰接的影像通過幾何鑲嵌、色調調整、去重疊等處理，拼接為統一的影像的處理過程。通過多光譜合成和全色空間增強，會得到多幅相互部分重疊的彩色衛星影像，為了制作衛星影像圖，須將這些多幅影像拼接成一幅影像。如果文件較少，可以采用Photoshop軟件進行手工拼接；如果文件較多，手工拼接就難以完成了，也保證不了精度。這時可以借助VirtuoZo、Erdas、ArcGIS等軟件來完成，通過設定鑲嵌線，由軟件自動進行拼接。

4制圖輸出

制作衛星影像圖，除了底圖衛星影像之外，還須進行地名標注，疊加境界信息，進行版面設計和圖廓整飾，為了突出公路、鐵路和標志物的信息，還須疊加道路網和標志建筑物信息。可以采用Illustrator軟件進行圖形處理，文字標注、符號化和圖廓整飾，并存儲為ai文件，最后在Photoshop中進行合成。這樣能夠保證較好的輸出效果，也能便于今后的修訂，對于柵格部分在Photoshop中可以直接進行修改，對于ai部分的內容Photoshop會自動轉入Illustrator中進行修改，修改保存后會自動更新到Photoshop中，非常方便。

5結束語

隨著對地觀測技術的不斷進步，人們對地球資源和環境的認識也在不斷深化，用戶對有效使用遙感衛星數據的要求日益提高。衛星影像信息豐富、直觀易讀、時效性強，獲取數據時間短，能夠較好地滿足諸多用戶的需求。

參考文獻

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