[整理版]高分辨率遥感影像进行地形图修测的研究

[整理版]高分辨率遥感影像进行地形图修测的研究 高分辨率遥感影像进行地形图修测的研究 边建国 (1. 中铁十九局集团工程有限公司.辽阳 111000) 摘要:为了研究高分辨遥感影像在地形图修测中的适应情况，选取地势平坦、地物密集的辽工大校区作为试验区，采用Quick Bird的全色和多光谱融合遥感影像为实验对象，利用最新的1:500地形图选取地面控制点(GCP)，采用多项式模型进行纠正， 对纠正后的影像进行矢量数据采集，通过与原有的矢量图进行比较和定性定量的误差评价。结果证明如利用Quick Bird高分 辨率影像最大可以满足1:2000的地形图平面精度要求，因此可采用高分辨率影像对城市基础地理信息数据进行实时更新。 关键词:快鸟;融合;几何精纠正;中误差;地面控制点; RESEARCHES ON HIGHT-RESOLUTION REMOTE SENSING IMAGE FOR RESUVEYINGING THE MAP Bian Jian-guo th(The 16 Engineering Bureau of the Ministry of Railwy,Bejing 100018 China ) Abstract In order to make researches on high-resolution remote sensing image for resurveying the map, we take using of Quick Bird satellite image and the experimentation section of Liaoning technical university with flat topography and denseness nature, and then adopt panchromatic and multispectral products by merging resolution. The Image is corrected with polynomial model through the last relief map with the scale of 1:500 to collecting the ground control points (GCPS). The processed image’s plane absolute error is less than 0.5 meter. The vector graph is updated by using the processed image, and then given the precision reporting comparing with the old vector map. The absolute precision of single point reaches the demand of 1:2000 relief maps. This research can be warranting for urban basic geographic information data updating with high-resolution photo. Key words: Quick bird; Resolution Merge; Image Geometric Correction; RMS; GCP 1.引言 引言 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 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 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 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 的新途径。目前对高分辨率 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 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ，因此非常有必要研究高分辨遥感影像 修测图的规律，为实际生产提供技术支持。 2. 实验数据情况 2. 实验数据情况 a.卫片基本情况 本次进行的实验卫片是Quick Bird 标准产品的单张全色卫片和多光谱卫片，辽宁省阜新市区，卫星获 取影像时间;美国时间2003年01月07日02时38分，地面采样分辨率0.636米，WGS84参考椭球，横轴墨卡托 投影，太阳水平角159.671度，高度角23.0836度，卫星水平角99.4251度，高度角76.867度，轨道方向视角 0.0473414度，垂直轨道方向视角12.2236度，卫星位置和姿态精确测定，卫片质量Good，重采样地面间距纵 横向各0.6米，重采样方式二次卷积。多光谱卫片和全色卫片除具有蓝、绿和红三波段及地面采样间距2.542 米、重采样间距2.4米外，其它信息基本相同。 b.参考数字地图的基本情况 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:2平方公里。 3(实验数据处理 3(实验数据处理 3(1 影像的裁剪和融合 将全色影像和多波段影像进行融合，融合采用Erdas软件主成分法，重采样方式二次卷积，影像显示采用1、2、3波段组合。考虑到数据量和处理方便，特截取辽宁工程技术大学校区周围1平方公里范围的影像，该区域地势平坦，高差不超过1米，楼房密集。 3.2 卫片的几何精纠正 3.2 卫片的几何精纠正 本实验卫片的几何纠正采用多项式法(二阶)，控制点从2002年辽宁工程技术大学校区1:500数字线划图选取，选取位置都为明显的楼房角，控制点30个和检查点15个。 图1控制点坐标表 Fig.1 Groud control point table 3.3 纠正后的卫片精度 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 3.3 纠正后的卫片精度分析 3(3(1检查点的RMS误差 在几何纠正后的影像上均匀选取15个检查点检查影像几何纠正情况，检查点的误差情况见表五。 表一几何纠正后检查点的误差情况 纠正后检查点坐标 检查点实际坐标 检查点点位误差 单点 点号 RMS X(m) Y(m) X(m) Y(m) ΔX ΔY i 1 2786.582 4575.946 2786.729 4575.862 -0.146 0.085 0.169 2 3037.078 4965.980 3037.264 4966.274 -0.186 -0.294 0.348 3 3043.664 4680.989 3043.990 4681.072 -0.325 -0.083 0.335 4 3392.585 5043.752 3392.375 5043.483 0.211 0.269 0.342 5 3528.144 4788.863 3528.105 4788.748 0.039 0.116 0.122 6 3043.898 4159.423 3043.674 4159.180 0.224 0.243 0.331 7 2912.767 4784.418 2912.791 4784.256 -0.024 0.162 0.164 8 3087.597 4566.234 3087.801 4566.552 -0.204 -0.317 0.377 9 3880.312 4107.977 3880.067 4107.837 0.246 0.140 0.283 10 3259.602 5028.677 3259.780 5028.585 -0.177 0.092 0.200 11 3101.071 4059.198 3101.634 4059.462 -0.562 -0.263 0.621 12 3508.374 4478.696 3508.741 4478.865 -0.366 -0.169 0.403 13 3130.338 3667.748 3130.263 3667.400 0.076 0.349 0.357 14 3266.919 4262.850 3266.556 4262.573 0.364 0.277 0.457 15 3603.459 3996.682 3603.349 3996.299 0.111 0.384 0.399 122说明:， 2RMS,,,x，,yRMS,,RMS,,0.350miiii总n 检查点的总RMS误差为0.350m,由于检查点和几何校正的地面控制点来源于1:500数字地形图，因此 222222m,,RMS,m,,0.35,0.1,,0.335m,所以。从检查点单点的精度RMS,,m，m总控实总控实 看已达到1:2000地形图测图的精度。 4 影像的矢量化 4 影像的矢量化 对纠正后的影象进行矢量化，对影象进行分析发现: (1)公寓区的楼房，房屋的结构和纹理多是水泥 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 ，所以成像效果很好，但也因为高度的原因导致了有较大的倾斜角，此种成像特点的结果是房顶的房角、边界线清晰可见，。 (2)家属区的楼房，家属区的楼房建造的年限较早，建筑的结构、材料和纹理也是以砖房居多，年头较久，色调灰暗，而且楼高也不是太高，这种房屋成像后只能看清房顶的边界线而看不清房屋角点。 (3)食堂区，多是一，二层的矮房屋，倾斜的影响不大，但地物较繁杂，而且面积较小，所以不宜看清，轮廓范围不清晰。 (4)煤厂附近的家属楼，因为空气的浑浊，所以影响了成像质量，房顶的边界线不清晰。 (5)东西走向的八一路，这条路可分为两部分来看，首先是北边的路基线基本可以看清，基本的意思是说由于树木的遮挡不能确定路基线的位置，但根据八一路与人民大街的交汇出可以看清路基线，便能够确定八一路的路基线;南边的路基线因为有楼房的遮挡，有阴影的存在，所以不好分辨。用与北边同样的方法找到人民大街与八一路的交汇，在根据南边路基线周围的影像象素特征也可以判断出来。 (6)公寓区的路边线，也是被公寓楼挡住的一面看不到，煤厂附近的路边线也看不清。 其他地物如下水井，路灯，独立树等均看不清，无法进行数字化。 图2 影像矢量化完的图 Fig.2 Vectorgraph base on image 4.2 矢量数据精度分析 4.2 矢量数据精度分析 在影像矢量化后的图上，对照原矢量图选了114个点，相应的在原矢量图的同名点也取了这114个点。精度比较如下图表(取一部分)。 图3 点位精度比较表 Fig.3 Precision compare table 通过分析发现#84是个误差大的点之一，它位于煤厂东侧的留学生楼，因为楼房的年头较久，纹理与地面近似、空气浑浊影响了点位的选取，造成了较大的误差。类似这样的点还有两个，都去掉，最后参加精度评定的点是111个。 剩下111个点的误差仍然偏大，分析这些点的位置，发现，只有#85，#86是在地面上的点，而其他109点楼房都取自楼房顶面的楼角点，因此它们存在高程引起的点位位移。由于没有DEM,考虑对点位进行简单的修正: ,h,设 为卫星高度角， 为卫星水平角 ， 为楼房高度，则简化的修正公式为: (1) X,X,h,tan,,cos,,Y,Y，h,tan,,sin, 图4 高程改正后精度表 Fig.4 Precision table after rectification on height 通过分析图3，就会发现进行过高程纠正的矢量化的点位精度大大的提高，完全可以满足1:2000修测图的要求。5.结论及建议 1)纠正的结果和点的精度分析说明了0.6m影像图基本达到1:2000的地形图修测精度标准 2)对高分辨率卫片，以多项式方法进行的几何精纠正，是可行的，精度比较高，本次几何精纠正后得到的卫片检查点总RMS误差为0.420米，运用公式得到的实际中误差为0.345米; 3)作为更新数据源的Quick Bird卫星影像，其质量的好坏直接影响更新地物的精度。一定要选择清晰度较好的卫星影像，除线状地物要比较清晰外，还要能辨别居民地，水域等面状地物的轮廓; 4)高程对点位精度影响较大，所以在选择地面控制点时应注意这些点的点位高程一致。 5)利用卫星高度角、方位角和地物高程可以对地物矢量后的坐标进行修正，能明显提高点位精度。 6)最后利用高分辨率卫片进行大比例尺的地形图的修测还处于一个起步，一个探索阶段，虽然这次实验说明了基本上可以满足1:2000的地形图修测的应用，但也只是局限于地势平坦地区，对于地形起伏较大的地区的应用还需继续研究，总结经验～ 参考文献: [1]王崇倡、石吉宝.Quick Bird遥感全色影像平面精度分析[J].测绘工程，2004，(1). [2]冯纪武、潘菊婷主编 遥感制图，测绘出版社，1991年 [3]党安荣、王晓栋、陈晓峰、张建宝编著.ERDAS IMAGINE遥感图像处理方法[M].清华大学出版社，2002年. [4]王长耀.空间遥感图像的分析应用[M].国防工业出版社，1985. [5]陈述彭、童庆禧、郭华东.遥感信息机理研究[M].科学出版社，1998年7月. [6]ERDAS Inc., ERDAS IMAGINE 8.5 On-line Help, Atlanta,Georgia,2001 [7]T.M.勒桑德、R.W.基费德著，黎勇奇译.遥感与图像判读[M].高等教育出版社，1984.