YG24遙感影像數據處理方法研究

段 榮，駱曉靈

（河北省國土資源利用規劃院，河北 石家莊 050051）

1 YG24衛星影像

2014-11-20，長征二號丁運載火箭在酒泉衛星發射中心成功將遙感衛星二十四號發射升空，衛星順利進入預定軌道。遙感衛星二十四號由集團公司五院東方紅衛星有限公司抓總研制，主要用于科學試驗、國土資源普查、農作物估產及防災減災等領域。

YG24衛星全色影像分辨率為1 m，多光譜影像分辨率為4 m。在我國土地利用動態遙感監測中，應用高分辨率YG24衛星影像數據進行影像制作，其清晰度高，能夠滿足土地利用變更調查的要求。

2 基礎資料準備

選擇能覆蓋試驗區范圍的DEM高程數據為ASTGTM 30 m，坐標系為1980西安坐標系，格式為GeoTIFF；選擇能覆蓋試驗區范圍以縣級行政轄區為單元鑲嵌后的第二次全國土地調查底圖。原始影像數據包含以下幾部分：全色影像CCD（tif），多光譜分波段的影像數據MSS（tif），影像快視圖（JPG），影像元數據文件（xml），有理多項式系數文件（RPB）。相鄰景影像之間的重疊需在4%以上；原始影像的光譜信息要豐富；不能存在噪聲和掉線；側視角平原地區是不能小于25°，山區不能小于20°。

3 技術路線

從基礎底圖上采集控制點，結合高程數據，對其全色數據進行正射糾正，同時，對其多光譜數據進行波段重組，合成模擬自然真彩色，然后再將多光譜數據對全色數據進行配準、融合，再將融合后影像從基礎底圖上采集控制點，結合高程數據進行正射糾正，最后鑲嵌、裁切制作縣級轄區DOM。

4 衛星影像數據處理

4.1 原始數據預處理

由于原始數據tif格式存在掉線、黑印、地物不連貫等問題，將其轉換成img格式可避免這些問題。對原始數據中多光譜數據進行波段組合，利用Erdas中Model工具，采用兩種建模公式采用藍（blue）、紅（red）、綠（green）和近紅外（NIR）波段組合組合進行建模。

方法一為選擇3，2，1，4四個波段分別對應順序紅、綠、藍、近紅外進行組合來調色建模。

方法二為在ERDAS軟件中選擇3，2，1三個波段分別對應順序紅、綠、藍進行組合來調色建模。

結果表明，第一種方法組合出來的顏色更接近真彩色，所以，選用第一種方法作為本數據源的統一建模方法。

4.2 數據配準

在ERDAS中把預處理后的全色、多光譜數據轉為8 bit，本文以全色波段為基準，對多光譜影像進行配準，控制點精度保持在0.5個像素之內，采用二次多項式的模型將轉為8 bit的全色和多光譜數據進行手動配準。

4.3 數據融合

將配準好的全色及多光譜數據采用不同方法進行融合處理。

方法一為在ARCGIS中利用Create Pan-sharpened Raster Dataset工具融合處理。

方法二為在ARCGIS中利用ERDAS中HPF RESOLUTION MERGE工具融合處理。

方法三為在ARCGIS中利用ERDAS中RESOLUTION MERGE工具融合處理。

對比發現，使用方法三處理結果影像更接近真彩色。在ERDAS中RESOLUTION MERGE融合處理輸出結果，將融合后數據在ERDAS中使用QuickBird模型進行正射糾正。

4.4 數據正射糾正

數據正射糾正的過程從實現的過程看是指采用星歷參數、適當精度的控制點及DEM通過嚴格物理模型對原始影像進行的幾何糾正過程。

4.4.1 糾正模型

在對比了多種糾正模型后，本文選用QuickBird物理模型對融合后的單景影像進行正射糾正。

4.4.2 糾正控制點采集

采用基礎底圖和高程數據為基礎資料，選取融合后需糾正影像與基礎底圖上有同名明顯特征地物點為糾正控制點，不可在基礎底圖鑲嵌線附近、存在錯誤或誤差超限的區域采集控制點，以免影響精度與最終制圖效果。采集的控制點應在需要糾正的區域內分布均勻，并要大于待糾正區范圍。根據糾正過程中軟件自動記錄的控制點殘差，檢查正射糾正控制點點位精度。要求糾正控制點殘差中誤差應平地、丘陵地不大于1.0，山地、高山地不大于2.0.如果控制點精度超限，則應查找原因并重新選點。

4.4.3 重采樣

我們采集的點的數量、分布、精度都滿足要求后，就可以進行影像的重采樣工作，本文利用雙線性內插法對其進行重采樣，重采樣分辨率為1 m，采用雙線性內插法。重采樣過程就是以全色波段本身的地面分辨率為間隔，對原未糾正圖像經控制點邏輯配賦的像元值計算生成一幅糾正圖像的過程，即對影像進行物理正射糾正。

4.4.4 精度檢查

將糾正后影像與基礎底圖在同一窗口中打開，糾正后影像置于上方，采用拉動糾正后影像與基礎地圖進行同名地物對照進行逐屏幕檢查。當拉動影像過程中產生了明顯抖動或同名點錯位現象，要立刻測量該處同名點誤差，兩者相對誤差應滿足平地、丘陵地相對誤差小于采樣間隔的2倍，山地、高山地相對誤差小于采樣間隔的4倍。如果誤差超限，則應立刻調整點位使其符合精度要求，特殊情況例外（衛星側視角、控制資料精度造成相對誤差超限）。

5 結束語

通過采用不同方法對YG24數據進行處理，筆者認為，使用ERDAS中RESOLUTION MERGE融合處理，融合后數據在ERDAS中使用QuickBird模型進行正射糾正效果較為理想。根據以往影像處理的經驗，YG24數據很適合影像的生產，不管是前期的預處理，還是融合、糾正、鑲嵌，而且影像分辨率足夠高，色彩很接近真彩色，整個工作流程沒有遇到較大的問題。

［1］任悅鳴.遙感衛星二十四號成功發射［J］.中國航天，2014（19）.

［2］趙建輝.國土資源更新調查底圖生產中QuickBird影像數據處理方法研究［J］.測繪通報，2011（07）：40-41，63.

［3］陳卓寧，韓鎮.基于資源三號衛星影像的制圖研究［J］.測繪通報，2013（11）：78-80.