衛星影像測制地形圖的優勢與不足

摘要：本文介紹了二連浩特測區的實際生產情況，闡述了利用高分辨率衛星遙感影像測繪1：1萬地形圖的優勢與不足。

關鍵詞：衛星遙感數據 地形圖 空三加密 優勢與不足

引言

20世紀末21世紀初以來，隨著高分辨率遙感影像技術的空前發展，高分辨率遙感影像用于測制地形圖成為可能。在內蒙古自治區廣袤的國土面積中，有長達4，200多公里的國界線，有大面積的戈壁，荒漠地區。在這些地區利用高分辨率衛星遙感資料來完成1：10，000地形圖基礎測繪是極好的選擇。為此內蒙古測繪事業局立項進行了專題研究，通過近一年的技術引進、開發、實驗，最終形成了完整的技術方案及生產的技術流程。

1．測區概況

1.1 任務情況

依據內蒙古自治區國土資源廳及內蒙古自治區測繪事業局基礎測繪項目的安排，以東經111°18' 45''至112°26'15''、北緯42°57'30''至43°47'30''作為二連浩特測區的范圍，面積達6，000平方千米。合1：10，000地形圖236幅，地形類別多為平地。

1.2 自然地理情況

本測區位于內蒙古自治區錫林郭勒盟西北部，北與蒙古國交界。處于內蒙古高原中部，陰山以北的層狀高平原區，氣候干燥，無霜期短。人煙稀少，各類人工地物不多，主要集中于二連浩特市區，測區有國道G040、G208、省道S309等公路貫通。

1.3 影像資料

二連浩特測區影像資料是由北京同天視地空間技術有限公司提供的IKONOS衛星遙感數據。影像資料分布九個軌道，共28景，組成14個主體像對，每個像對兩景影像100%重疊。每景面積不等，最大約46km×12km最小24km×12km。

2．生產過程

2.1 外業工作

同傳統航測方法一樣，衛星遙感數據測圖同樣需外業提供像控資料和相片調繪。但實施的方法有所不同。

2.1.1外業像控

雖然我們獲取的IKONOS衛星遙感數據是精確的，其數學精度已十分接近我國的測量坐標系統，平面、高程精度可達到10米以內。但仍滿足不了1：10，000地形圖的測繪精度要求。還需外業做少量的控制點，通過內業空三加密平差來達到精度要求。從理論上來說，在整個測區周邊布點即可，但在生產實踐中證明，景與景拼接處至少在上下各布一控制點進行連接，否則內業無法通過空三平差達到精度要求。

另外像控點先期可由內業按需求進行布設、目標選定，同時打印出點位影像圖，供外業使用。

2.1.2外業調繪

IKONOS衛星遙感影像資料，像幅面大、數據坐標可讀，且精度達到一定程度。外業調繪片可按1：10，000標準圖幅范圍進行拼接、裁切。并可如圖4。這樣就為內外業圖幅接邊、資料管理提供了方便。

2.1.3碎部測量

通過前期實驗表明，IKONOS衛星影像1米分辨率資料的高程精度只能到達1：10，000地形圖山地的精度要求。對于測區內發達區域，如二連浩特市區等必須用全野外方法，測量高程注記點。以保持精度要求。

2.2 空中三角測量

針對IKONOS衛星遙感數據，我們利用北京四維空間數碼科技有限公司的ImageInfo-Pixed Grid V2.0軟件進行空三加密處理。二連浩特測區28景14個主體像對近6，000km2作為一個加密區域，進行數據處理，嚴密平差，修正初始提供的衛星90個基本參數，以最終達到在jx-4上建立高精度的立體模型。

2.2.1立體觀測

用Pixed Grid V2.0軟件恢復衛星影像立體模型后，內業轉測各外業控制點以及模型連接點。生產實踐反饋發現，必須加大連接點人工測量的數量，特別是在像對連接部分，外業控制點少或沒有的地方，以及測區邊緣和變換處。這樣方可確保空三加密的精度。本測區精度見表。

2.2.2空三成果輸出

合格的空三加密成果是數字測圖系統正確建立立體模型的必要條件。IKONOS衛星立體像對象幅面積大，數據容量通常都達到1，200—1，500MB；jx-4表示測量系統內存無法承受。因此，必須將原始的衛星像對通過Pixed Grid V2.0軟件分割成多個像對，經驗表明，一般裁到容量為150—200MB為佳。

2.3 數據采集

為了用衛星影像資料采集1：10，000地形圖數據，我們專門引進了jx-4衛星測圖模塊。此模塊解決了衛星影像數據在jx-4的定向建模。

衛星資料建模不同于航攝資料建模。衛星資料建模通過恢復衛星90個姿態參數來得到。在恢復數據之前，需人工在jx-4上進行相對定向觀測。一般均勻選取九個點以上。并進行核線重采樣。在進入矢量測圖后，發現衛星主體像對有以下幾點不足。

2.3.1 影像紋理與實地差距較大，地物、地貌細部不易判斷，造成測量準確性有所降低。

2.3.2 立體效應差，由于衛星軌道大都在400km以上，基高比大，地形起伏不明顯，與作業人員的習慣有差別，需較長時間適應。

2.3.3 衛星立體模型局部有較大變形，像對之間的接邊誤差較大。

3．幾點體會

3.1 通過二連浩特測區的生產實踐，我們掌握了利用高分辨率衛星影像資料測制1：10，000地形圖一整套生產作業方法。為今后的衛星資料測圖提供有力的保障。

3.2 隨著衛星影像處理技術的進步，衛星影像分辨率的提高。其在生產中表現的不足，將大大的改善。在我區1：10，000基礎測繪中，利用高分辨率衛星影像來彌補邊境地區及一些無法航攝地區1：10，000地形圖的覆蓋，是最好的選擇。

3.3 生產過程中我們發現了許多衛星資料測圖中隱含的技術問題，通過分析、解決，找到了其規律性。如個別立體像對整體有較大平移或錯誤。原因有二，其一是空三加密時人工連接點密度不夠，其二是在裁切小像對時參數有誤，建議測圖前要用相鄰像對檢驗。最好是在立體像對中加測檢查點。

4．結束語

利用高分辨率衛星影像在我區測制1：1萬地形圖是可行的，但其高程精度相對較差，我們期待未來更高分辨率商用衛星的發射，以徹底解決1：1萬地形圖的高程精度問題與更大比例尺地形圖的測繪。

參考文獻：

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