寧東能源化工基地衛(wèi)星遙感影像圖DOM生產(chǎn)解決方案

劉海彪

(寧夏回族自治區(qū)煤田地質(zhì)局，寧夏 銀川750011)

0 引言

1）工程概況

根據(jù)規(guī)劃寧東能源化工基地是寧夏的建設(shè)的“一號(hào)工程”，規(guī)劃區(qū)總面積約3484平方公里。規(guī)劃建設(shè)煤化工、臨河、靈州、太陽(yáng)山4大綜合項(xiàng)目區(qū)以及后備工業(yè)發(fā)展用地，本次工程計(jì)劃生產(chǎn)3500平方公里數(shù)字正射影像圖，滿足規(guī)劃建設(shè)之急需，為了做好準(zhǔn)備工作，前期已安排完成衛(wèi)星影像采購(gòu)工作。

2）測(cè)區(qū)自然地理環(huán)境

測(cè)區(qū)位于銀川市黃河?xùn)|岸，總面積3500平方公里，基地位于陜、甘、寧、蒙毗鄰地區(qū)，西與自治區(qū)首府銀川市隔黃河相望，東與開發(fā)中的陜北能源重化工基地毗鄰，易形成產(chǎn)業(yè)互補(bǔ)，資源共享，其生產(chǎn)、生活條件俱佳；測(cè)區(qū)海拔在1200—1350米，處于荒山丘陵地帶，地形平緩，地勢(shì)開闊，有成片的發(fā)展用地，為工業(yè)建設(shè)提供了廣闊的土地資源。

3）主要技術(shù)依據(jù)

（1）《基礎(chǔ)地理信息數(shù)字產(chǎn)品1：10000 1：5000生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程 第3部分?jǐn)?shù)字正射影像圖（DOM）》（CH/T1015.3—2007）：

（2）《基礎(chǔ)地理信息數(shù)字產(chǎn)品 1：10000 1：5000數(shù)字正射影像圖》（CH/T1009—2001）；

（3）《數(shù)字測(cè)繪成果質(zhì)量要求》（GB/T17941—2008）；

（4）《數(shù)字測(cè)繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收》（GB/T18316—2008）；

（5）平面系統(tǒng)采用1980西安坐標(biāo)系；

（6）高程系統(tǒng)采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。

1 資料準(zhǔn)備

1）本工程資料主要有購(gòu)買的原始衛(wèi)星影像、上年度數(shù)字正射影像圖、DEM成果、技術(shù)設(shè)計(jì)書等所需的其它技術(shù)資料。

2）根據(jù)工程建設(shè)及規(guī)劃要求，本次1：1萬數(shù)字正射影像圖（DOM）市場(chǎng)采用IKONOS衛(wèi)星影像，共包括4個(gè)波段，其中全色為1米分辨率，多光譜為4米分辨率，原始影像數(shù)據(jù)20景，約20GB，主要數(shù)據(jù)格式為TIFF。

3）該資料已通過質(zhì)檢部門的檢查驗(yàn)收，影像資料齊全，具有完整的衛(wèi)星參數(shù)，每景數(shù)據(jù)均分別含有全色、多光譜（紅、綠、藍(lán)、紅外）數(shù)據(jù)，影像數(shù)據(jù)清晰，能滿足設(shè)計(jì)要求。

2 控制點(diǎn)采集

1）按照衛(wèi)星影像圖加工成熟工藝，正射影像糾正所有控制點(diǎn)的來源為寧煤測(cè)量隊(duì)為本工程實(shí)測(cè)的D級(jí)GPS控制網(wǎng)點(diǎn)及加密點(diǎn)，本工程還從前期1：2000數(shù)字正射影像圖中圖解足夠的控制點(diǎn)。其平面坐標(biāo)作為參考點(diǎn)坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)地物特征點(diǎn)高程坐標(biāo)值由軟件在DEM數(shù)據(jù)庫(kù)中自動(dòng)讀取。采集地面控制點(diǎn)為在衛(wèi)星影像中相應(yīng)位置處明顯地物特征點(diǎn)，且平均分布，影像的邊緣和角點(diǎn)不應(yīng)丟漏，對(duì)覆蓋面積加大的IKONOS單景數(shù)據(jù)，地面控制點(diǎn)應(yīng)布設(shè)25以上；因裁切而導(dǎo)致面積較小的數(shù)據(jù)，其控制點(diǎn)數(shù)量不應(yīng)少于15個(gè)，面積過小的數(shù)據(jù)控制點(diǎn)數(shù)量不少于9個(gè)。

2）整個(gè)測(cè)區(qū)的數(shù)字地面工程模型采集的工作已全部完成，其成果質(zhì)量符合規(guī)范要求和技術(shù)設(shè)計(jì)要，并通過質(zhì)檢部門的檢查驗(yàn)收，并同意移交下一工序使用。

3 本工程基本要求

3.1 精度指標(biāo)

像片控制點(diǎn)對(duì)附近根據(jù)三角點(diǎn)（GPS點(diǎn)）或高級(jí)地形控制點(diǎn)平面位置中誤差不得大于圖上±0.1㎜，像片控制點(diǎn)對(duì)附近水準(zhǔn)點(diǎn)或三角點(diǎn)（GPS點(diǎn)）高程中誤差丘陵地不超過±0.25m，山地、高山地不超過±0.5m。

3.2 加密點(diǎn)精度

內(nèi)業(yè)加密點(diǎn)相當(dāng)于野外控制點(diǎn)的平面精度中誤差不大于下表要求：

3.3 DOM精度

1：1萬DOM圖上明顯地物平面位置對(duì)附近野外控制點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差及接邊誤差不得大于下表要求：

3.4 影像要求

——利用DEM數(shù)據(jù)對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行微分糾正和影像重采樣，生成數(shù)字正射影像圖；

——數(shù)字正射影像圖應(yīng)清晰，紋理信息豐富，像片之間影像盡量保持色調(diào)均勻，反差適中，圖面上下不得有圖像處理留下的痕跡，鑲嵌時(shí)拼接要一致，不產(chǎn)生明顯整體視覺差，選取鑲嵌線應(yīng)盡量避開建筑物，橋梁等人工設(shè)施；

——利用已有數(shù)字劃線圖對(duì)DOM進(jìn)行套合檢查，同名點(diǎn)套合誤差不應(yīng)小于2米。

4 正射影像圖生產(chǎn)

4.1 色彩調(diào)整

主要包括影像均光處理和影像均色處理，均光處理采用編輯調(diào)整影像局部的局部光度來實(shí)現(xiàn)，通過均光處理后每張衛(wèi)星影像各自的關(guān)照均勻；影像均色處理采用編輯調(diào)整影像的亮度、反差和色彩均衡來實(shí)現(xiàn)的，處理后所有的影像色調(diào)一致，色彩均勻。

4.2 影像糾正

采用正針對(duì)IKONOS衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理的正射影像糾正模塊，并引入衛(wèi)星參數(shù)文件建立糾正轉(zhuǎn)換模型，地面控制點(diǎn)采集完成后，應(yīng)多選5個(gè)控制點(diǎn)作為檢查點(diǎn)，通過平差計(jì)算，檢查點(diǎn)誤差小于1個(gè)像元，才能進(jìn)行重采樣。糾正完成后，應(yīng)對(duì)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，比較匹配程度，觀察坐標(biāo)數(shù)據(jù)變化。同一景影像的全色數(shù)據(jù)和多光譜數(shù)據(jù)可以使用同一套控制點(diǎn)，有利于接下來影像融合。

4.3 影像融合

經(jīng)過正射糾正的多光譜數(shù)據(jù)中紅、綠、藍(lán)3波段按一定的排列順序，表現(xiàn)出真實(shí)色彩，再利用影像融合功能將真彩色的多光譜數(shù)據(jù)與全色數(shù)據(jù)融合，得到高分辨率真彩遙感影像。

4.4 影像鑲嵌

將經(jīng)過影像融合得到遙感影像按正射影像進(jìn)行鑲嵌，按圖幅范圍選取需要鑲嵌的數(shù)字正射影像；在相鄰正射影像之間，選繪、編輯鑲嵌線，在選繪鑲嵌線時(shí)需保證所鑲嵌的地物影像完整；按鑲嵌線對(duì)所選的單片正射影像進(jìn)行裁切，完成單片正射影像之間的鑲嵌工作。

4.5 圖幅裁切

按內(nèi)圖廓線（或內(nèi)圖廓線的最小外接矩形）對(duì)鑲嵌好的正射影像數(shù)據(jù)進(jìn)行裁切，裁切后生成正射影像數(shù)據(jù)成果。所生成的正射影像數(shù)據(jù)成果，應(yīng)附有相關(guān)的坐標(biāo)、分辨率等基本信息文件。

5 技術(shù)路線及工藝流程

6 質(zhì)量檢查

數(shù)字正射影像圖數(shù)據(jù)檢查主要包括空間參考系、精度、影像質(zhì)量、邏輯一致性和附件質(zhì)量檢查。

1）空間參考系檢查檢查：平面采用1980西安坐標(biāo)系，高程為國(guó)家1985基準(zhǔn)，投影為高斯——克呂哥投影，數(shù)字正射影像圖分幅是否符合要求。

2）精度檢查：數(shù)據(jù)正射影像圖精度檢查主要包括：數(shù)字正射影像像點(diǎn)坐標(biāo)中誤差，相鄰數(shù)字正射影像圖數(shù)據(jù)的同名地物影像接邊差兩項(xiàng)內(nèi)容。

3）影像質(zhì)量檢查：影像質(zhì)量檢查主要包括正射影像地面分辨率、數(shù)字正射影像圖裁切范圍、色彩質(zhì)量、影像噪聲、影像信息丟失等內(nèi)容。

4）邏輯一致性檢查：邏輯一致性檢查包括數(shù)據(jù)的組織存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)文件完整和數(shù)據(jù)文件命名等內(nèi)容。

5）附近質(zhì)量檢查：附件質(zhì)量檢查包括：元數(shù)據(jù)、質(zhì)量檢查記錄、質(zhì)量檢查（驗(yàn)收）報(bào)告、技術(shù)總結(jié)等。

［1］邊少峰,柴洪洲,金際航.大地坐標(biāo)系與大地基準(zhǔn)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社,2005.

［2］張慶河,鄒崢嶸,余加勇.遙感影像像素級(jí)融合方法比較研究[J].測(cè)繪工程,2008(04).

［3］董明.基于高分辨率遙感影像的道路半自動(dòng)提取方法研究[C]//數(shù)字測(cè)繪與GIS技術(shù)應(yīng)用研討交流會(huì)論文集.2008.