基于erdas的數(shù)字正射影像的制作文獻(xiàn)綜述

1、<p>　　基于ERDAS的數(shù)字正射影像的制作</p><p>　　摘要：近幾年遙感圖像獲取技術(shù)的不斷進(jìn)步，為地理空間研究和應(yīng)用提供了更廣闊、更豐富的數(shù)據(jù)資料，ERDAS IMAGINE軟件為圖像處理工作者提供最好的工具，幫助我們將空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為有效信息。 基于ERDAS IMAGINE的遙感數(shù)字正射影像圖用途廣泛，備受親睞，特別是運(yùn)用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)制作正射影像圖。本文結(jié)合三種獲取地面控制點(diǎn)的設(shè)計(jì) ，來完成

2、正攝影像的制作，并簡要評價，提出看法，以便能更清楚的認(rèn)識正射影像圖的制作及其必要性。</p><p>　　關(guān)鍵詞：ERDAS ;衛(wèi)星遙感;正射影像;質(zhì)量控制</p><p>　　1．遙感技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢</p><p>　　1.1設(shè)計(jì)的主要方向</p><p>　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，運(yùn)用ERDAS IMGINE軟件進(jìn)行正

3、射影像圖的制作，采是一種新型的數(shù)字測繪產(chǎn)品,與傳統(tǒng)數(shù)字地圖相比較,它信息豐富、直觀、整體精度高、使用方便,最大的優(yōu)點(diǎn)是更新速度快。符合遙感數(shù)據(jù)可利用信息的快速、可靠、信息化等各種要求。</p><p><b>　　1.2發(fā)展現(xiàn)狀</b></p><p>　　遙感影象（衛(wèi)星，航空，地面近景）作為對地觀測獲取地球表面覆蓋與結(jié)構(gòu)信息的載體，在地學(xué)分析應(yīng)用領(lǐng)域是不可或缺的信息

4、源。而如何將地理影象轉(zhuǎn)化為有價值的信息對你成功實(shí)施GIS和制圖工程又是至關(guān)重要的。目前，在我們周圍越來越多的人們能夠利用全范圍的地理影象產(chǎn)品來提取和使用有價值的信息。 </p><p>　　另一方面，隨著地球環(huán)境惡化，資源匱乏，土地資源更是緊缺，因此在對測量信息的實(shí)時，有效，準(zhǔn)確，多層次全面方向的要求更為緊迫?；贓RDAS IMGINE的遙感影像的正射影像不僅影像信息豐富完整、生產(chǎn)方法快，而且具有很高的現(xiàn)勢性，

5、可有效地用于數(shù)據(jù)更新。</p><p>　　由于它包含地表的各種原始信息,而且通過糾正處理,比例尺和相關(guān)位置是準(zhǔn)確的,可用于城市規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)、資源調(diào)查、災(zāi)害防治以及軍事等多種領(lǐng)域。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示,我國城市數(shù)字正射影像圖相對于線劃圖無論是數(shù)量還是種類均少得多,覆蓋范圍也很有限［４］。世界上一些國家已用正射影像圖在許多場合來代替和補(bǔ)充地形圖，尤其是用于地形圖快速修測、資源清查、區(qū)域規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)、災(zāi)害預(yù)測與防治,以

6、及工程建設(shè)等領(lǐng)域。</p><p><b>　　1.3發(fā)展趨勢</b></p><p>　　遙感技術(shù)集中了空間、電子、光學(xué)、計(jì)算機(jī)通信和地學(xué)等學(xué)科的最新成就，是當(dāng)代高新技術(shù)的一個重要組成部分。國際上遙感技術(shù)的發(fā)展，將在未來15年將人類帶入一個多層。立體。多角度，全方位和全天候?qū)Φ赜^測的新時代。各種高、中、低軌道相結(jié)合，大、中、小衛(wèi)星相互協(xié)同，高、中、低分辯率互補(bǔ)的全球

7、對地觀測系統(tǒng)，將能快速、及時地提供多種空間分辯率、時間分辯率和光譜分辯率的對地觀測海量數(shù)據(jù)[1]。</p><p>　　自全數(shù)字?jǐn)z影測量工作站問世以來,數(shù)字?jǐn)z影測量的發(fā)展日新月異,但總離不開數(shù)字正射影像圖(DOM)的制作,正射影像圖是我們基礎(chǔ)測繪工作的底圖,其成果成圖的質(zhì)量直接影響到數(shù)字線劃圖(DLG)的精度,本文從數(shù)字正射影像的生產(chǎn)、數(shù)據(jù)的質(zhì)量,對數(shù)字正射影像圖的質(zhì)量檢查方法進(jìn)行探討。　　目前,數(shù)字正射影像圖

8、在世界范圍受到了廣泛的重視,特別是隨著1米分辨率衛(wèi)星影像投入使用,以及影像識別和單像特征提取技術(shù)的進(jìn)展,將會得到越來越廣泛的應(yīng)用。數(shù)字正射影像圖(DOM)是根據(jù)數(shù)字高程模型對中心投影的航攝影像進(jìn)行糾正處理、消除了投影差的垂直投影的影像地圖,它利用數(shù)字微分糾正技術(shù),改正原始影像的幾何變形,而要得到一幅標(biāo)準(zhǔn)圖幅,需多個像對的正射影像進(jìn)行拼接鑲嵌,所以 DOM 的質(zhì)量由鑲嵌決定。由于多個影像灰度和攝影角度不同,使接邊復(fù)雜程度遠(yuǎn)大于線劃圖接邊。

9、不僅包含地物幾何坐標(biāo)的拼接,同時影像色彩(灰度)的過渡會影響正射影像視覺的整體效果。</p><p>　　2 基于ＥＲＤＡＳ的數(shù)字正射影像制作</p><p>　　利用遙感數(shù)據(jù)制作正射影像的方法有生產(chǎn)速度快、效率高、費(fèi)用低等特點(diǎn)，更容易規(guī)模化生產(chǎn)。而這個過程充分利用了ERDAS強(qiáng)大的影像處理、自動生成連接點(diǎn)、空中三角測量及正射糾正功能，精度控制也要從這幾方面著手［６］。</p>

10、<p>　　2.１ 基于不同數(shù)據(jù)源的遙感正射影像圖的制作</p><p>　　隨著衛(wèi)星要干事業(yè)的不斷發(fā)展，越來越多的衛(wèi)星遙感為正射影像圖的制作提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持。如基于POS系統(tǒng)的正射影像圖的制作，基于高分辨率Quick Bird影像的正射影像圖的制作，基于ETM+衛(wèi)星遙感影像制作正射影像圖，基于SPOT-5衛(wèi)星遙感影像制作正射影像圖，VirtuoZo NT全數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)，利用IKｏNｏs衛(wèi)

11、星影像制作。它們提供了不同空間分辨 率、不同光譜分辨率和不同時相的多源遙感數(shù)據(jù)，形成 了空間對地觀測的影像金字塔，當(dāng)處理、分析和綜合利用這些多尺度的遙感數(shù)據(jù)、多源遙感信息的表示、融合及混合像元的分解時，必須保證各不同數(shù)據(jù)源之間幾何的一致性，進(jìn)行影像間的幾何配準(zhǔn)。同時高分辨率遙感影像的出現(xiàn)對幾何處理提出更高要求。 </p><p>　　在選擇合適的數(shù)據(jù)源之后，用ERDAS IMGINE軟件對數(shù)據(jù)源進(jìn)行處理獲得預(yù)期的

12、正射影像。</p><p>　　２．２基于不同GCP獲取方法的正射影像的幾何糾正</p><p>　　影像校正過程分為系統(tǒng)誤差校正和幾何精校正兩個步驟，系統(tǒng)誤差校正過程一般由影像接收站完成，幾何精校正由用戶完成。不同的GCP的獲取方法精度差別很大［８］。</p><p><b>　　２．２．１</b></p><p>　

13、　通過具體的實(shí)驗(yàn)得到不同控制點(diǎn)數(shù)量和三種不同的獲取GCP的方法制作DOM的方法過程和結(jié)果精度。實(shí)驗(yàn)表明在DOM的制作過程中，我們可以根據(jù)實(shí)際情況來選擇不同的方法。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)得到，控制點(diǎn)數(shù)量與分布和幾何精糾正精度存在一定的關(guān)系，在具體應(yīng)用中應(yīng)依據(jù)技術(shù)要求在保證精度的前提下選擇合適的控制點(diǎn)數(shù)量。我們可以靈活的選擇更為簡便和節(jié)約的方法來進(jìn)行DOM的制作，從而在具體應(yīng)用中節(jié)約大量的人力和物力［７］。</p><p>　　利

14、用外業(yè)采集控制點(diǎn)方式進(jìn)行影像正射糾正。第一，在利用外業(yè)控制點(diǎn)方式作業(yè)中，我們可以選擇控制點(diǎn)輸入方式為鍵盤輸入和文本讀入。為提高作業(yè)速度，選擇文本輸入方式，建立新文本，把控制點(diǎn)編號、X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)輸入，不輸入Z坐標(biāo)。然后讀入文本，建立控制點(diǎn)與影像鏈接。在鏈接成功后，各點(diǎn)點(diǎn)位會標(biāo)注在準(zhǔn)確點(diǎn)位的附近（一般均需要調(diào)整），依據(jù)點(diǎn)之記移動點(diǎn)位標(biāo)示符至準(zhǔn)確的位置上。然后將控制點(diǎn)“Type”設(shè)置為“Full”，根據(jù)點(diǎn)位分布設(shè)置控制點(diǎn)屬性進(jìn)行設(shè)置，將檢查

15、點(diǎn)的“Usaqe”屬性設(shè)置為“Check”［１０］。第二，利用已有同比例尺老影像獲取控制點(diǎn)進(jìn)行正射糾正。選取不同時相兩景影像共有特征點(diǎn)作為控制點(diǎn)進(jìn)行正射糾正。選點(diǎn)結(jié)束屬性設(shè)置與通過外業(yè)點(diǎn)方法的設(shè)置相同。第三，利用測區(qū)1:10000 DLG等數(shù)字產(chǎn)品獲取控制點(diǎn)進(jìn)行正射糾正。在影像上選擇相對較清晰的地物點(diǎn)或道路交叉口等明顯點(diǎn)，然后讀取該點(diǎn)坐標(biāo)，通過鍵盤輸入。選點(diǎn)結(jié)束屬性設(shè)置與通過外業(yè)點(diǎn)方法的設(shè)置相同［１３］。 </p><

16、;p>　?。?２.２ 精度評定與分析</p><p>　　為提高實(shí)驗(yàn)的可比性和科學(xué)性，可以在不同方法同類比較實(shí)驗(yàn)中選擇同樣的控制點(diǎn)和檢查點(diǎn)，作為精度評定依據(jù)。另外還可以通過分析點(diǎn)位中誤差（RMS）得到利用外業(yè)控制點(diǎn)進(jìn)行糾正的RMS最小，其次是利用已有同比例尺影像，利用DLG進(jìn)行的精度最差。利用內(nèi)業(yè)已有影像制作DOM的總體工作量最小，位置相對更容易把握，但先期影像精度對糾正結(jié)果影響較大，容易造成誤差傳遞；利用

17、外業(yè)控制點(diǎn)的工作量最大，費(fèi)用最多；利用現(xiàn)有的DLG找點(diǎn)的工作量相對較大，而且容易找錯點(diǎn)，同時DLG精度對DOM的精度影響比較大，產(chǎn)生誤差傳遞［１０］。因此在進(jìn)行糾正之前要檢查已有數(shù)據(jù)的精度、完整性和可讀性。檢查已有數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系統(tǒng)以及相關(guān)參數(shù)與要求是否相符。在利用DLG的同時還要注意包含在同一景影像的DLG不在同一個高斯帶內(nèi)。在進(jìn)行基于DLG進(jìn)行選點(diǎn)時，為了避免出現(xiàn)選點(diǎn)的失誤和提高作業(yè)精度，在做精確糾正之前可以粗劣糾正，從而為下一步的DL

18、G上選點(diǎn)做準(zhǔn)備。在選點(diǎn)過程中，應(yīng)盡量選在明顯地物點(diǎn)和可靠點(diǎn)位；對于難以明確點(diǎn)位處，最好不選點(diǎn)，以減少誤差產(chǎn)生的可能；例如點(diǎn)選在易于分辨而且目標(biāo)較小的特征點(diǎn)，利于目測判讀，譬如道路交叉點(diǎn)、橋梁、河流分叉點(diǎn)等。盡</p><p><b>　　3 總結(jié)</b></p><p>　　衛(wèi)星遙感影像以其實(shí)時性強(qiáng)，覆蓋面廣，已成為獲取和更新不同種類、不同尺度數(shù)據(jù)庫所需信息的重要途徑

19、［１２］。特別是國內(nèi)外空間信息利用的快速發(fā)展，正射影像圖的廣泛應(yīng)用，運(yùn)用衛(wèi)星遙感影像進(jìn)行正射影像圖制作將愈來愈有其現(xiàn)實(shí)意義。因此，利用遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)制作正射影像是一項(xiàng)有前景的工作，也是遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)自身典型應(yīng)用研究工作的一項(xiàng)內(nèi)容。隨著此項(xiàng)應(yīng)用程度的提高和應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，其工作將有待于進(jìn)一步的深入研究。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　?。?

20、］周清華，李德仁.遙感影像鑲嵌接縫線自動生成方法綜述，武漢大學(xué)學(xué)報 2005年第12期 </p><p>　?。?］宋偉東，陳靜波，王偉璽.高分辨率遙感影像單片定位及正射糾正方法，遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報 2005年第4期</p><p>　?。?］楊日紅，王治華，賈韶輝.數(shù)字遙感技術(shù)在宣漢縣天臺鄉(xiāng)滑坡研究中的應(yīng)用，吉林大學(xué)學(xué)報 2009年第7期</p><p>　?。?/p>

21、4］王瀟，謝俊峰.一種新的正射影像生成算法，武漢大學(xué)學(xué)報 2006年第1期</p><p>　?。?］楊靖宇，張永生，李國正.遙感影像正射糾正的GPU-CPU協(xié)同處理研究，武漢大學(xué)學(xué)報 2010年第3期</p><p>　?。?］盧小平，鄧安健，馬劍.基于ERDAS9.1／ ER MAPPER軟件快速制作航空遙感DOM的方法，河南理工大學(xué)學(xué)報 2006年第4期</p><

22、;p>　?。?］王競雪.基于ERDAS遙感影像圖幅整飾方法研究，地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報 2005年第2期</p><p>　?。?］閆建偉，顧和和，蔡海永.基于ERDAS的遙感影像自動匹配精度提高的研究，地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報 2006年第2期 </p><p>　　［9］方德平，曹雪梅.1：10000航攝數(shù)字正射影像圖生產(chǎn)中的質(zhì)量控制技術(shù)與創(chuàng)新管理，第29卷第3期 2008年5月</

23、p><p>　?。?0］王丹，韓月嬌.高分辨率遙感影像圖的制作與研究，北京交通大學(xué)學(xué)報 2006年第2期</p><p>　　［11］田野，郭嗣琮.基于BP網(wǎng)遙感影像分類研究與應(yīng)用，中南大學(xué)學(xué)報 2003年第5期</p><p>　?。?2］王 巖，楊愛玲，劉秀娟.基于ERDAS軟件遙感正射影像圖的制作，測繪與空間地理信息，第30卷第5期 2007年10月</p&

24、gt;<p>　?。?3］欒慶祖，劉慧平，肖志強(qiáng).遙感影像的正射校正方法比較，中國科技論文在線，第22卷第6期2007年12月</p><p>　?。?4] Pamela Whitney　Ch ris J. Johannsen ．Using Remote Sensing in State and Local Government：Information for Management and Deci

25、sion Making Volume 12, No. 3 December 2004　</p><p>　?。?5]Ali Gholami Study of Remote Sensing and Satellite Images ability in preparing Agriculture Land　Use Map　Advances in Environmental Biology，5(6)：1089-109