基于ASTER遥感数据的DEM提取与制作正射影像图的研究

基于ASTER遥感数据的DEM提取与制作正射影像图的研究 基于ASTER遥感数据的DEM提取与制作 正射影像图的研究 科科技l论I坛 基于ASTER遥感数据的DEM提取与制作 正射影像图的研究 王军飞王俊刚丁建闯李凯 (中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京100083) 摘要:基于ENVI软件,利用ASTER立体像对提取DEM,并对其进行精度评价和误 差来源分析.结果表明,利用ENVI软件提取ASTER—DEM 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 可行,提取的DEM效果较好,高程精度可达30m.利用生成的DEM来对影像 进行正射纠正,方法简单,可靠,易行,较好的纠正了地形对影像的 影响. 关键词:正射纠正;真彩色合成;立体像对;DEM 引言 ASTER卫星数据是近年来使用较多的一 种新型遥感数据源.具有高空间分辨率,光谱范 围广,可进行立体量测等特点ll1.目前人们提取 DEM研究较多的是Landsat影像,SPOT影像, Ikonos影像,但是现在用于立体测图的卫星数 据往往是在异轨立体成像.因为异轨立体成像 立体像对是在不同时段获得的,由于时间不一 致,地面可能发生变化,或由于云的遮挡,不能 构成立体像对,影像无法匹配. lASTER—DEM提取与真彩色正射影像图 制作步骤 1.1ASTER卫星数据特性 ASTER是美国NASA(宇航局)与日本 METI(经贸及工业部)合作并有两国的科学界, 工业界积极参与的项目.搭载于Terra卫星(地 球观测系统EOS星座的第一颗卫星)的高空间 分辨率,多光谱/超光谱的传感器,它可以从三 个子系统的l4个波段获取数据.ASTER第三 波段有两个通道3N和3B,其中3B具有后视 (27.6.)的能力,可以同轨立体观测,其沿径 向的基高比B/H为0.6,每景幅宽为60kinx 60km[21. 1.2由ASTER立体像对提取DEM 立体像对获取DEM的原理是:在天空两点 (P.和P:)拍摄地面同一点A时形成一P1A 夹角,当P.和空间位置确定后,该角度越大 地物点越高,反之,角度越小地物越低【引.将地面 所有点的高程解算后就得到了数字高程模型. 利用基于ENVI的全自动提取软件,无需用户 指定任何参数即可自动运行.除此之外,ER— DAS软件公司推出的OrthoBase模块也可以进 行DEM提取. (1)Aster立体像对提取DEM的步骤:首先 从ASTERHDF文件中提取垂视(3N)和后视 (3B)图像,然后定义输出DEM的投影方式和 分辨率,控制点的投影方式.在ENVI主菜单 Topographic\DEMExtractionWizard\New新建 立体像对向导,以星下点波段为左片,以侧视波 段为右片,输入相应的地面控制点. (2)DEM的编辑:在DEM提取过程中,由 于大量的阴影,对比度较低等原因可能导致一 些像素的匹配失败;同时由于传感器自身或外 界一些因素的影响会带有许多噪声,导致图像 不清晰,这时就要对生成的DEM进行编辑. DEM的编辑包括DEM的内插,滤波和平滑等. 1.3ASTER数据的真彩色合成 计算机显示器的彩色显示系统是根据三原 色加色法合成原理,即由三个电子枪分别在屏 幕上形成红,绿,蓝三个原色像而合成彩色图 像,选择其中的某三个波段,分别赋予红,绿,蓝 三种原色,即可在屏幕上合成彩色图像. 由于ASTER数据没有蓝光波段,正常的波 段合成无法形成真彩色影像,本文利用加色法 原理,运用波段运算来生成蓝光波段.计算公式 为B3=(3*B1+B2)/4,其中B3为蓝光波段,B1 为绿光波段,B2为红光波段,效果还是不错. 真/假彩色合成的结果如图1,假彩色合成的图 像用R:B2,G:B3N,B:BI,真彩色合成图像用 R:B2,G:B3N,B:B3. ??(a)真彩色合成(b)假彩色合成 图1真/假彩色合成的图像 Figure1True/falsecolorsynthesisimage 从左右两副图像的植被区,岩石裸露区,裸 地区比较看出,真彩色图像较接近的表现了实 地的真实色彩,对地物识别和信息提取更加直 观. 1.4正射影像图的制作 所谓正射影像,是指改正了因地形起伏和 传感器误差而引起的像点位移的影像.数字正 射校正的实质就是将中心投影的影像通过数字 校正形成正射投影的过程,其原理是将影像化 为很多微小的区域,根据有关的参数利用相应 的构像方程式或按一定得数学模型用控制点解 算,求得解算模型,然后利用数字高程模型对原 始非正射影像进行纠正,使其转换为正射影像. 2实验 选取某地区的2009年1月份的ASTER LIB数据进行提取DEM,正射影像图制作试 验.从1:10万地形图作为GCP的数据源,共获 取了18个GCP控制点,另外根据地物的明显 程度自动提取匹配了40个连接点均匀分布整 副图像,经手工交互编辑删除两个连接点,最终 连接点的匹配精度小于一个像素. 利用3N和3B波段的数据构成的立体像 对生成DEM,以生成的DEM纠正ASTER真彩 色合成影像(利用上述方法)得到正射影像.精 度的检验采用检查点的办法,整幅图像均匀布 设10个检查点,用已知坐标的部分点为检查 点,和所得到的DEM对应点坐标比较高程.对 于相对DEM坐标中误差为15,30m,坐标的中 误差为7-50m,绝对DEM的坐标中误差主要决 定于地面的控制点质量,这两种坐标中误差又 决定于连接点的提取精度以及影像的自动相关 结果.用生成的DEM来纠正真彩色合成的图 像,真彩色正射影像图较理想的显示了地物的 真实色彩信息,改正了因地形起伏和传感器误 差而引起的像点位移的影响. 3结论 这里的GCP控制点的选取采用地形图插 值求出的坐标,采用GPS测量的办法布设控制 点,精度将会有很大提高.ASTER数据的立体 像对生成的DEM模型,配合控制点坐标,利用 真彩色合成技术,能生成较满意的真彩色正射 影像图. 参考文献 『l1陈雨常,白峰,汤翠莲等.KONOS立体影像全 数字摄影测量实验研究『J1.地理空间信息, 2006,8(4):19—22. 【2降海涛,田庆久.ASTER数据产品的特性及其 计划介绍『Jl_遥感信息,2004,9(3):53—55. [3】张祖勋,张建清.数字摄影测量学[M].武汉:武 汉大学出版社,2002. 『4]杜培军,陈云浩等.遥感科学与进展[MI.徐州: 中国矿业大学出版社.2007. 责任编辑:张雨 (上接88页)向成熟时期转变的过程中经历 的各个阶段,以及马克思所付出的努力,青年时期 的马克思穿越重重的幻想,突破沉重的意识形态 襁褓,与自己做激烈的斗争,从而走向成熟.马克 思为寻求自己的道路付出了艰辛的努力,在许多 方面做出惊人的理论努力去寻找现实和追求真 理,从远离终点的起点出发,在被歪曲的事实中, 看到现实的真相,在对历史的研究中,获得了关于 阶级斗争和意识形态斗争丰富的经验,在对传统 哲学的思辨过程中, 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 出抽象思维的方法. 参考文献 ?路易-阿尔都塞.保卫马克思嗍北京:商务印书 馆.1954 【2易-阿尔都塞,艾蒂安?巴里巴尔.读《资本论》 J.北京:中央编译出版社,2001. 13旧克思恩格斯选集fMI.北京:人民出版社,1995. 14l阿尔都塞哲学与政治[~q.长春:吉林人民出版牡, 2003. 责任编辑:孙卫国 一 20—