卫星遥感影像的区域正射纠正

2018-02-13张欣欣

建材与装饰 2018年5期

张欣欣

（河北省第三测绘院河北省石家庄市 050000）

引言

在较为经典的正射影像图生产的过程中一共有三个较为重要的环节，即匀光匀色、影像正射纠正以及影像镶嵌。但现阶段在大区域影响的正射纠正过程中还存在着许多问题，如单景正射纠正模式中，每个影像都只需要一个地面控制点来进行定位，而如果需要大区域影像，那么所需要控制点的数量是非常庞大的，这不单单要消耗掉大量的人力物力来把控地面控制点的量测质量，如果测量区域处于一些地势复杂或较为荒凉的地区，则会大大增加测绘人员的工作难度，甚至会出现生命危险，有些地面点甚至不通过外业测量的方法得到。在纠正后的单景正射影像中，相邻影像之间有着接边精度低等问题，所以极易出现错位现象，现阶段通常情况下处理接边问题常常用的办法就是将影像接边不合要求的地方用人工方式选出同名点，并在此基础上进行二次局部正射纠正，这种返工大大提升了工作量，并且不能满足大区域接边的质量与精度要求，由此我们需要在处理这些卫星影像正射纠正中发现的问题时，应充分考虑到正射纠正区域影像之间的弱交汇条件。

1 DOM技术

DOM技术说的是一种数字影像地图，它是在消除各种影像变形后形成与地物外形相似的，具有一定比例的，并且能够有坐标作为支撑的数字正射影像图。在进行实际测绘的过程中，4d产品中的DOM、DEM、DRG、DLG是现阶段其最重要的四个内容，在这其中DOM作为一种新型的正射影像图，其优势十分明显，如直观性强、信息内容丰富等，这种技术已经成为测绘工作中所必须的一部分。在DOM产品的指标中，其主要内容是地面的色彩、分辨率、反差等，这其中一个关键性的指标就是影像坐标的精准度，若不同相片中的DOM坐标不能保持一致，那么这些相片就不当作影像来进行使用，而且在相互拼接的过程中也会发生各种问题，导致其不能正常拼接，从而使得DOM产品质量不合格。不管我们用哪种影像来进行DOM生产，但其生产原理都是一样的，首先我们要将其建立在传感器或其他装置的空间姿态与内部参数的基础之上，保障精准性，再根据地面上的有效控制点与DEM数据集中处理因地面起伏所造成的影像变形，从而保障影像DOM的质量，确保其位置与地形图一直，而在这个过程中，摄影测量中的共线方程则是较为重要的具有基础性的理论公式。

在实际生产的过程中，若DOM是由航空像片产生的，则一般情况下是由业内空三计算出各像片的外方位元素之后，利用绝对相对的定位建立像对，之后在立体模型之上对地物特征信息数据进行采集，此步骤所生成的DEM拥有较高的精度，最后结合已经定向好的立体模型，改正影像的高差投影差。在单张像片之中，如果我们不知道其外方向，还能够运用地面上的有效控制点对其进行单向空间后方交汇，从而得到像片的外方位关系，并利用DEM开展纠正工作。而针对卫星影像来说，能够有效构成立体像对的并不在多数，其中更多的还是针对单张影像，由此为了有效的消除地形投影差，一般情况下，有关卫星数据提供的单位会在其产品中加入每张像片的RPC文件或者是轨道参数等等，这样能够有效的确定卫星进行拍摄时的传感器数据，即姿态或位置等等，为消除地面高差投影差提供理论依据。RPC文件指的是数学意义的集合成像模型，RPC结合了传感器的轨道参数等数据，并经过一定数量的地面控制点与复杂的计算从而得到变化系数矩阵。但在实际的生产之中，并不是所有的卫星数据供应单位都会提供这类文件给用户，碰到这种情况，有关的纠正软件通常会采用多项式拟合法来开展纠正工作，而卫星影像的比例尺相对其他影像来说是比较小的，地势起伏较小的地区不会对DOM点位的精准性产生较大影响，而一些地势起伏较大的地区，有些影像中的高差投影差基本无法消除。

2 卫星遥感影像区域正射纠正

2.1 在弱交汇背景下的卫星影像平面区域网平差

通常情况下需要进行正射纠正的多位近似垂直角度拍摄的卫星影像，由此当相邻两个影像之间的交会角度不超过10°的情况下，我们称之为弱交会，在这时如果直接利用立体平差的模式对其开展处理工作则会产生一系列不良后果。

我们把像方补偿的仿射项参数当作平面区域网平差中的地面点与未知数的平面坐标，记为（X，Y），但是我们现在并不急于解出地面点的高程坐标，要将所有未知数进行统一求解，并在每次平差计算结束后对连接点的新平面坐标进行计算，可以运用高程模型DEM当作高程约束，当连接点处通过DEM内插该电的地面坐标高程值Z，将平面坐标与其一起导入到平差系统之中，并开始进行下次计算，直至整个平差过程收敛。