利用高分辨率卫片进行地形图修测.doc

　　　 利用高分辨率卫片进行地形图修测的研究　　　 摘 要：利用高分辨率的quick bird卫星进行卫片的几何精纠正，以地势平坦、地物密集的辽工大校区作为试验区，采用quick bird全色和多光谱融合遥感影像，利用必威体育精装版的1：500地形图选取地面控制点（gcp），采用多项式模型进行纠正，几何纠正后的影像平面坐标绝对误差精度均方根0.345米，将纠正后的卫片作为矢量图采集的参考，并与原有的矢量图进行比较，从单点实体精度到线实体的精度，给出定性定量的误差分析和精度报告。从以上处理过程中总结出高分辨率卫片的成图比例尺最大可以完成为1：2000的地形图更新。这项研究可以作为高分辨率卫片对城市基础地理信息数据实时更新要求的依据，具有实际生产意义。 关键词：快鸟 分辨率融合 几何精纠正 中误差 地面控制点 一、引言 （一）选题的背景、研究意义及目标 航天遥感技术在近一二十年内取得了突飞猛进的发展，在近几年内将会出现一个新的高潮。未来的卫星遥感计划将近可能地集多种传感器、多级分辨率、多谱段和多时相于一身，将以更快的速度、更高的精度和更大的信息量为gis提供更高空间分辨率和更高光谱分辨率的各类数据。目前，1999年9月24日发射成功的美国ikonos卫星是世界上第一颗提供高分辨率卫星的商业卫星，卫星的分辨率达到1米。2001年10月18日发射成功的美国quick bird卫星的分辨率全色影像可达0.61米、多光谱2.44米，今年年底分辨率可达27cm的ikonos2卫星也即将升空。 （二）本文研究的意义 社会的迅速发展要求测绘部门能够快速准确的对基础地理信息数据（信息）进行更新，但传统的测绘技术方法无法满足此要求，而高分辨率遥感卫星的出现给我们提供了解决这一问题的新途径。 由于高分辨率卫星是最近几年的才发展起来的，对高分辨率卫片的在测绘方面的应用还处于探索研究之中，国家没有统一的标准，各个生产部门进行生产依据是经验，因此非常有必要研究高分辨遥感影像测图的规律，为规范的制定提供科学依据。 （三）本文研究的目标 a.高分辨率遥感影像的质量评定 高分辨率遥感影像的分辨率和精度虽然很高，但是我们得到的影像到底成像质量如何，我们该如何评定，需要有一套科学的评价方法，此项研究的目标是探索影像质量评定方法，对影像质量进行评价，指导生产。 b.高分辨率遥感影像地形修测图的精度评定 采用实际测图成果与影像测图成果进行比较和误差分析，分析误差原因，对分析结果进行总结,并提出更新地形图宜采取的技术路线。 二、研究的技术路线 本文研究技术路线为：先获取高分辨率卫片，然后对卫片进行融合处理，再对卫片几何精纠正，接下来在cad下基于影像的矢量化，最后将矢量化好的影像与原矢量化地图进行精度比较分析。 三、实验数据处理 （一）高分辨率卫片 a.卫片基本情况 本次使用的实验数据是快鸟标准产品，单张全色卫片和多光谱卫片，卫片获取区域是辽宁省阜新市区；卫片获取时间：美国时间2003年1月7日，02时38分；地面采样分辨率0.636米，wgs-84参考椭球，横轴墨卡托投影；sunaz=159.672;sunel=23.0839；sataz=100.283; satel=76.8726。 b.参考数字地图的基本情况数据来源：阜新规划设计院数据获取时间：2002年 航飞比例尺：1：500投影方式：高斯—克吕格投影中央子午线：121度30分面积：1平方公里 （二）卫片的分辨率融合 分辨率融合（resolution merge）是对不同空间分辨率遥感图像的融合处理，使处理后的遥感图像既具有较好的空间分辨率，又具有多光谱性，从而达到图像增强的目的。图像分辨率融合的关键是融合前两幅图像的配准以及处理过程中融合方法的选择，只有将不同空间分辨率的图像精确地进行配准，才能得到满意的融合效果；而对于融合方法的选择，则取决于被融图像的特征以及融合的目的，同时，需要对融合方法的原理有正确的认识。 本次实验用到的全色和多光谱卫片是快鸟卫星同时成像具有相同的坐标关系和时间关系所以不需要配准，实验选用的融合方法是主成份变换法（pca,principal component analysis）。主成分变换融合是建立在图像统计特征基础上的多维线性变换，具有方差信息浓缩、数据量压缩的作用，可以更准确的揭示多波段数据结构内部的遥感信息，常常是以高分辨率数据代替多波段数据变换以后的第一主成分来达到融合的目的。具体过程是：首先对输入的多波段遥感数据进行主成分变换，然后以高空间分辨率遥感上数据代替变换以后的第一主成分，最后再进行主成分逆变换，生成具有高