多源卫星遥感影像区域网联合平差技术

针对地理国情普查数字正射影像底图制作过程中数据源种类多、数据量大以及传统的单景正射纠正方法费时费力等问题,该文提出了多源卫星遥感影像区域网联合平差法,对大区域多景多源卫星影像进行正射纠正的方法。先利用各影像间的连接点进行自由网平差,建立一个稳固的网形;然后在自由网中均匀地添加少量地面控制点,对整个区域进行控制网平差。平差过程中利用仿射变换模型对RFM进行像方改正,以减小其系统误差。实践证明该方法可以获得较高的成图精度,满足地理国情普查底图DOM制作的精度要求,且能提高DOM的生产效率。     

利用GPS公路网数据进行影像纠正

结合国家1：50000数据库更新工程中影像正射纠正的需要,充分利用GPS公路网数据作为控制源,结合控制点和控制线混合的广义点光束法区域网平差策略和算法．实现遥感影像的快速正射纠正,避免或减少了外业控制点的采集。经过分析两个试验区的正射纠正检查精度,基本上可以满足1：50000比例尺正射影像的生产需要。     

PCI Geomatica 2013（GXL）软件在地理国情监测卫星影像生产中的应用

根据第一次全国地理国情普查项目的实际需求,本文首先阐述了利用RPC参数进行卫星影像区域网平差的原理,然后结合GXL软件的特点,介绍了GXL软件的影像纠正方案,最后分析了地理国情监测卫星影像正射校正工作的解决思路。通过实践证明,在进行大量的卫星影像纠正任务时,使用GXL软件的区域网平差模块能够获得高效精确的正射影像,而且可以减少大量的野外控制点测量时间。     

卫星遥感影像的区域正射纠正

针对大区域卫星影像正射纠正所面临的问题,提出了利用平面平差的方法来求解卫星影像定向参数然后进行区域正射纠正的策略。该方案能够保证大区域卫星影像正射纠正后绝对定位精度以及相邻影像接边处相对定位精度的一致性。通过资源三号测绘卫星正视全色影像的实验表明,仅利用少量平面精度为5m的地面控制点,大区域影像经过平面平差后独立检查点的平面精度优于7m,满足了我国1∶5万地形图的精度要求。此外,利用平面平差后每景影像的定向参数进行区域正射纠正,相邻影像接边处连接点的像方精度优于0.5个像素,达到了几何上无缝镶嵌的程度。     

DEM约束的卫星影像定位法

作为"云控制"摄影测量理论和方法的发展,研究了DEM约束的立体卫星影像区域网平差方法。与DEM仅作为高程控制信息使用,或者是通过DEM表面匹配实现绝对定向的间接定位方法不同,DEM作为平高控制信息被直接引入至基于RFM模型的卫星影像区域网平差之中。本文方法将连接点地面高程与DEM格网内插高程之差作为虚拟观测值构建约束方程,不仅利用了DEM高程信息,并且利用了其地形曲面包含的平面信息,以"云控制"方式在区域网平差过程中有效消除卫星影像RPC参数中包含的整体偏移及区域网内部的扭曲变形,实现了无地面控制点条件下卫星影像平面及高程绝对定位精度的大幅提升。使用覆盖山东全境的330景天绘一号立体卫星影像进行试验,分别以AW3D30、ASTER GDEM和SRTM GL3共3种开源DEM作为控制信息,并使用100个外业实测控制点进行精度评测。试验表明,以DEM作为控制可显著提高区域网平差的平面与高程精度,卫星影像绝对定位精度与DEM自身精度有关。当使用AW3D30作为控制时,可以取得与使用100个外业控制点平差同等精度,平面中误差为5.0 m(约1像素),高程中误差为2.9 m。试验结果证明了DEM替代外业控制点作为平差控制信息的有效性与可行性。     

基于资源三号卫星影像的区域网平差控制点布设方案研究

以资源三号影像作为试验数据,以全野外像控点测量成果作为区域网平差的地面控制点和检查点,利用PixelGrid软件根据不同的控制点布设方案进行区域网平差,分析不同控制点布设方法对资源三号卫星影像平差精度的影响,探索出既能满足平差精度的要求,又能减少外业工作量的合理布点方案。     

期刊博览

卫星遥感影像的区域正射纠正武汉大学学报(信息科学版)2014年第7期针对大区域卫星影像正射纠正所面临的问题,提出了利用平面平差的方法来求解卫星影像定向参数然后进行区域正射纠正的策略。该方案能够保证大区域卫星影像正射纠正后绝对定位精度以及相邻影像接边处相对定位精度的一致性。通过资源三号测绘卫星正视全色影像的实验表明,仅利用少量平面精度为5m的地面     

困难区域Quick Bird正射影像制作及精度分析

采用Quick Bird影像按常规方法制作困难地区的正射影像,存在着外业控制点选取量测不便、成本过高且精度有限等诸多不利因素。本文提出的区域重心方法,解决了如何在无外业控制点且保证成果精度的情况下制作完成此类地区的正射影像的问题。区域重心法的基本思路,是利用有理函数模型参数,采用多景影像联合平差的思想,在区域内比较平坦的地区,选取不同轨道但相互间有部分重叠的影像,每个轨道一张,进行多景影像联合平差。在两个不同地区,按照区域重心法进行了制作正射影像的试验。用已有外业点资料,对成果的地理精度进行了验证。结果发现利用区域重心法的思路进行正射纠正,能够满足困难地区成图的限差要求。     

基准网辅助的大区域卫星影像区域网平差技术

针对目前使用数字正射影像图(DOM)作为控制资料,纠正卫星影像,容易造成几何形变的误差传递的问题,该文提出了构建原始影像基准网,进行大区域卫星影像区域网平差的方法。该方法使用外业控制点作为地面控制资料,激光点云生产的数字高程模型(DEM)数据作为高程资料,利用区域网平差技术解算基准网影像的有理多项式系数(RPC)文件,配合DEM辅助弱连接点检测技术增强基准网的稳健性,而后利用高精度连接点匹配基准网解算同源待平差影像的RPC文件。该文使用该方法建立了基于39景高分二号影像的河南安阳、鹤壁地区的基准网,并对两景新增影像进行平差处理。结果表明,平面中误差为1.6m,达到1∶10 000数字正射影像生产的精度要求,相邻影像之间的几何拼接精度优于1个像素,满足了无缝拼接。     

GeoEye-1卫星影像定向精度初步分析

利用北京市某地区的GeoEye-1卫星影像、外业控制资料等数据来进行卫星影像区域网平差解算试验.试验与分析表明:GeoEye-1卫星影像采用RPC+二维仿射变换的区域网平差时,当在试验区的四角和中心位置分别布设一个控制点时,试验结果可以满足国家1:5 000地形图绝对定向后的平面与高程限差.     

轨道约束的资源三号标准景影像区域网平差

考虑到同轨道拍摄的长条带卫星影像具有相同的误差分布特性,针对资源三号的标准景影像产品,提出了基于轨道约束的卫星影像区域网平差方法。首先,根据同轨相邻影像的偏移量计算轨道影像坐标系下的像点坐标;其次,通过同轨每景影像的RFM重新生成轨道影像的RFM,同时生成补偿格网;然后,根据基于像方仿射变换的RFM对轨道影像进行区域网平差;最后,利用求得的轨道影像的仿射变换参数重新计算原始单景影像的仿射变换参数。利用不同地区资源三号测绘卫星影像数据的试验表明,基于轨道约束的卫星影像区域网平差（以下简称轨道平差）在稀疏控制条件下,其精度明显好于单景影像平差的精度。在6控情况下,太行山试验区达到平面2.504m高程3.117m,在渭南试验区达到了平面4.061m高程2.895m。试验结果证明了轨道平差的有效性和可行性。     

直线特征约束的资源3号卫星影像自检校平差

针对控制点获取较困难地区卫星影像定位精度不高的情况,对直线特征作为控制信息提升卫星影像定位精度进行了研究。以"像方直线上任意一点必然位于物方直线和投影中心所构成的平面"作为几何约束条件,通过对直线的参数化表示,建立了基于直线特征的共面模型;在该模型基础上,针对航天传感器的成像特点,分析建立了8标定参数的内方位元素模型和简化的外方位元素模型,最终构建了直线特征约束的卫星影像自检校平差模型。利用资源3号(ZY-3)卫星获取的华盛顿地区数据对构建的平差模型进行实验验证。结果表明,该模型能够解决缺乏地面控制点地区影像定位精度差的问题,可达到与常规自检校平差相同量级的精度。     

附加视线向量修正的卫星影像区域网平差

针对传统有理函数模型(RFM)区域网平差方法局限于姿态和轨道测量误差小、相机视场角小及影像交会角良好的情况,提出了附加视线向量修正的卫星影像区域网平差方法。首先利用影像附带的有理多项式系数(RPC)计算出像元视线向量,其次根据该视线向量恢复成像时刻虚拟位置和姿态信息,然后对恢复的虚拟位置和姿态构建误差补偿模型,最后通过最小二乘方法整体解算模型参数和连接点物方坐标。该方法从系统误差产生的原因构建补偿模型,可以规避传统区域网平差方法的近似假设和条件限制。通过对模拟数据以及多套测绘卫星和非测绘卫星数据进行试验的结果表明,该方法处理大姿态角误差、大视场角以及弱交会角等各种严苛条件下的卫星影像能达到比传统方法更好的效果。     

ICESat激光高程点辅助的天绘一号卫星影像立体区域网平差

无地面控制点（简称无控）区域网平差是实现卫星影像无控测图的一项重要技术,对于境外和外业测控困难区域的测图具有重要意义。然而,无控区域网平差的定位精度一般难以满足对应比例尺测图规范要求。利用公开、可稳定获取的公众地理信息数据辅助区域网平差,是提高卫星影像无控定位精度的有效途径,其中ICESat激光高程点便是一种良好的高程控制数据。为了提高天绘一号卫星影像无控定位精度,本文提出ICESat激光高程点辅助的卫星影像模型法立体区域网平差方法。首先,以30 m分辨率SRTM估算的地形坡度作为限制条件,结合激光高程点自身质量评价信息,自动提取高质量ICESat激光高程点;其次,利用自动匹配的连接点进行模型法自由网平差,实现卫星影像几何定位精度的相对一致性（内部一致性）;最后,将激光高程点自动量测至卫星影像作为控制点,其平面坐标根据自由网平差结果前方交会计算而得,高程坐标取自激光点高程,再次进行区域网平差精化定向参数,提高卫星影像的绝对高程精度。最后本文利用山东全省的天绘一号卫星影像进行试验,验证了本文方法的有效性和可行性。     

资源三号测绘卫星影像平面和立体区域网平差比较

针对弱交会条件下卫星遥感影像区域网平差无法正确求解的问题,本文提出了利用数字高程模型（DEM）作为高程约束的平面区域网平差方法提高其对地目标定位精度的策略。首先,选取带仿射变换项的有理函数模型（RFM）作为卫星影像平面区域网平差的数学模型。其次,在平差过程中更新连接点的地面坐标时仅求解地面点的平面坐标,高程值利用DEM进行内插获得。最后,在布设少量控制点的情况下通过平面区域网平差求解所有参与平差的卫星影像定向参数和连接点的地面平面坐标。利用两个地区的资源三号正视影像的平面区域网平差以及前正后三视影像的立体区域网平差的对比试验表明,对于资源三号卫星影像在1:50000DEM的支持下,平面平差可以达到和立体平差相当平面精度。对于近似垂直正视的资源三号影像,全球1km格网的DEM和90m格网的SRTM可以取代1:50000DEM作为高程控制,平面精度几乎没有损失。最终,试验结果证明了平面区域网平差方法的有效性和可行性。     

CBERS-02B卫星遥感影像的区域网平差

针对中巴资源一号卫星(CBERS-02B)卫星遥感影像姿态角误差较大的特点,提出了利用区域网平差方法提高其对地目标定位精度的策略和具体计算过程。首先对参与平差的每景影像选取4个地面控制点进行影像姿态角常差检校,然后采用与地形无关方案解求各自的RPC参数,最后选取带仿射变换项的有理函数模型(RFM)进行多重覆盖影像的区域网平差。对两个地区的0级CBERS-02B单条CCD立体影像对的区域网平差试验表明,对地目标定位的平面和高程精度均达到了±3个像元的水平,且高程精度明显优于平面精度。相对于常规的卫星遥感影像区域网平差方法,平面和高程精度均有明显提升,几乎达到国外同等高分辨率卫星遥感影像的几何定位精度。这说明中国卫星遥感影像亦具有较好的几何定位潜力,在区域网平差之前进行系统误差预改正是必要和可行的。     

利用稀少卫星影像控制点生产1:10 000 DOM

针对在野外像控点测量困难区域如何使用控制点快速纠正高分辨率卫星影像的问题,本文提出了基于稀少像控点的区域网平差方法,以实现在高精度、强现势性DEM的限制下,利用卫星影像快速制作1:10 000 DOM。并以阿拉善盟测区为例,进行了精度评价。结果表明,使用稀少像控点即可满足1:10 000 DOM的精度,可实现基于稀少控制点的遥感影像快速生产,有效地解决控制点难以获取时,造成DOM精度低且生产进度缓慢的问题。该方法能够为沙漠、林区等控制点缺乏地区提供一定的借鉴与参考。     

基于资源三号卫星影像的立体测图技术研究

随着国产卫星影像资源的日益丰富,基于国产卫星影像的应用与研究也成为测绘相关行业竞相探究的焦点。本文以此为背景开展研究,总体目标是以资源三号国产卫星遥感影像为影像源,利用多种基础资料(控制资料、地形图数据、调绘成果、DEM成果、DOM成果等),应用区域网平差立体模型成果通过各种成果精度比对,得出资三影像成果应用范围,对基础测绘项目的开展具有指导性作用。     

利用已有像控点的多期航空影像光束法区域网联合平差

为了充分利用已有航空影像与控制成果,节约作业成本,缩短作业周期,提出一种利用已有像控点联合多期航空影像进行整体平差加密的数学模型,并采用我国南方某地区的数据资料进行了试验证明。结果表明,联合平差能将已有像控点的控制作用通过多期影像间的同名点传递到最新航空影像上,联合平差加密点的平面精度与常规光束法区域网平差加密精度基本一致,而高程精度则取决于多期影像间同名点的观测值个数,同名点观测值越多,加密点高程精度越高,因此只要多期影像间存在足够多的同名点观测值,则联合平差的加密精度完全能够满足摄影测量地形图测绘的生产需要。     

Orientation of MOMS-02/D2 and MOMS-2P/PRIRODA imagery

This paper deals with the orientation of three-line imagery which has been taken during the MOMS-02/D2 experiment in spring 1993, and during the MOMS-2P/PRIRODA mission since April 1996. The reconstruction of the image orientation is based on a combined adjustment of the complete image, ground control, orbit and attitude information. The combined adjustment makes use of the orientation point approach or the orbital constraints approach. In the second case, the bundle adjustment algorithm is supplemented by a rigorous dynamical modeling of the spacecraft motion. The results of the combined adjustment using MOMS-02/D2 imagery and control information of orbit #75b are presented. Based on the orientation point approach an empirical height accuracy of up to 4 m (0.3 pixel) is obtained. In planimetry the empirical accuracy is limited to about 10 m (0.7 pixel), since the ground control points (GCP) and check points could not be identified in the imagery with the required accuracy. Computer simulations on MOMS-2P/PRIRODA image orientation based on realistic input information have shown that good accuracies of the estimated exterior orientation parameters and object point coordinates can be obtained either with a single strip and a few precise GCP or even without ground control information, if a block of several overlapping and crossing strips with high geometric strength (q≈60%) is adjusted.