TerraSAR影像干涉测量数据的地理编码方法

InSAR技术广泛用于获取高精度的地形信息,但是经过干涉处理获得的干涉测量数据必须经过地理编码,才能得到可实用的DEM。本文针对高分辨率TerraSAR影像,提出了利用InSAR的影像和高度信息,结合卫星的位置矢量和速度矢量以及SAR距离-多普勒构像模型,进行高程图地理编码处理的方法,直接将干涉生成的DEM校正到所需的地面参考坐标系统中,以获取干涉数据的地面三维信息。通过试验,证明了该方法的可行性。     

月球遥感制图回顾与展望

对月球探测任务、月球遥感制图技术与产品进行综述。从1958年开始,全世界已开展126次(其中70次成功)月球探测工程任务,其中月球遥感制图是其必需的基础性工作。由于月球环境的特殊性,其遥感制图技术与对地观测制图相比具有很大的挑战和更大的难度。目前,中国嫦娥二号轨道器获取的7 m分辨率立体影像是覆盖全月球分辨率最高的立体影像数据,美国月球侦察轨道器LRO任务的激光雷达高度计LOLA数据是精度和密度最高的激光测高数据,LRO NAC影像的分辨率最高(0.5—2 m)但未覆盖全球。在各个探测任务中,基于月球遥感数据和摄影测量技术,已经制作了大量的全球及区域的影像拼图、正射影像图和数字高程模型等制图产品。对月球遥感制图技术发展进行展望,探讨了利用国际多探测任务数据建立新一代控制网和进行精细制图的必要性及技术思路。     

利用SPOT影象提取高程信息的研究

本文从理论上分析了以全数字化方法从SPOT影象提取高程信息关键环节上的问题和所采取的方法。根据影象成象特点,采用时序变化的外方位元素数学模型,其中精确选取控制点、合理选取初值和确定等效焦距、线元素和角元素分开解算迭代是十分重要的措施。采用新的数据组织方法可以避免高程内插中的精度损失。利用卫星影象特点,实现由粗到精的多级影象匹配,同时引人改化的高精度最小二乘匹配,使整个匹配过程既保障了可靠性又满足精度要求。马赛地区SPOT象对窗的DEM生成结果表明,在影象质量得到保证,时差不大的前提下,可以达到10米高程精度。     

定位定向系统数据的航空高光谱影像几何校正

针对航空高光谱数据几何畸变严重的问题,该文探索了利用POS数据辅助航空高光谱影像几何校正的研究现状,分析了基于POS系统的导航数据的线阵推扫高光谱数据解算成像瞬间外方位元素的原理,以及行方位数据支持的线中心投影影像通过改进的共线方程方法几何校正的过程,实现了无地面控制点数据的直接几何校正。采用高光谱影像分块处理方法,实现了高吞吐快速几何校正。HySpex SWIR-384高光谱影像的实验结果表明,该文的校正算法可达到9.15m的绝对定位精度,最终利用少量地面控制点进行几何精校正,其均方根误差达到0.93m。     

基于RD模型的SAR影像正射纠正研究

介绍了基于RD模型进行SAR影像正射纠正的基本原理,并将不同方案的试验结果进行定量分析.实验研究表明,利用RD模型进行SAR影像正射纠正是正确、有效的,利用稀少控制点便能获得高精度.不使用任何控制点和DEM,只利用卫星参数进行纠正,导致系统误差大,在实际生产中的应用不广泛.高程误差对平面位置误差影响较大,DEM的高程误差越小,DOM精度越高.参考DEM的高程误差是DOM产品精度的关键因素.     

Extraction and validation of cartosat-1 DEM

CARTOSAT-1 satellite, launched in May, 2005 is a dedicated along track stereo mission providing high quality data for topographic and cartographic applications. The present paper describes the evaluation of the Cartosat-1 stereo data, mainly through the generation and validation of DEM for moderately undulating and hilly areas. Photogrammetric techniques have been used for generation of DEM and Orthoimage for two cases i.e. 1) using RPCs (Rational Polynomial Coefficients) and 2) using RPCs along with ground control points. Root Mean Square Error (RMSE) in elevation values for the moderately undulating (Dehradun) and hilly area (Shimla), are found to be 4.38 and 3.69m respectively.     

基于LiDAR数据与数字相机快速生成正射影像技术研究

介绍机载LiDAR系统获取地表三维信息的基本原理以及DSS数字相机与LiDAR系统的硬件组成和数据处理流程,讨论LiDAR设备的检校方法,利用GPS/INS提供的像片外方位元素信息和LiDAR提供的高精度DEM,避免空中三角测量数据处理,快速生成正射影像.摄区试验证明,快速生成正射影像周期短,节约成本,满足了应急测绘需求.     

SPOT卫星影象严密数字几何校正的直接法

由于SPOT卫星影象的行中心投影成象方式和外方位元素时序变化特点,在实施严密数字几何校正的过程中,直接法的应用显示了很大的优越性。为此,本文提出了应用直接法的原理和方法,指出了技术关键和确保锚点坐标解算精度和可靠性的方法。由于直接法可较精确地确定锚点所在行的外方位元素,不需要迭代计算,因而不仅计算速度快,而且从实验结果包括锚点坐标计算精度,锚点网格内插精度估计和几何校正结果之正射影象精度的分析都表明直接法优于间接法,证实了所提出的原理方法的合理性和正确性。     

地性线的山地区域的卫星影像几何精纠正

提出了一种山地区域基于DEM地性线的控制纠正新方法,该方法以数字地形模型DEM为无几何变形的控制基准纠正卫星影像。阐述了提取沟谷、山脊、山峰和凹地区域的地性线的原理和算法,给出了山地区域基于地性线进行卫星图像几何精纠正实施步骤,进一步讨论了地性线提取、控制点采集存在的问题,以及解决问题的途径。实验结果表明,对于山地区域,地性线的空间数量数倍于水系、道路等常规地图层;地性线来源于DEM,其空间稳定性和可靠性更高,可以用于山地区域的卫星影像的严格控制纠正。用该方法进行几何纠正处理,几何误差能控制在一个像元的水平上。     

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。     

基于星载激光雷达和雷达高度计数据的南极冰盖表面高程制图

南极数字高程模型DEMs(Digital Elevation Models)是研究极区大气环流模式,南极冰盖动态变化和南极科学考察非常重要的基础数据。目前,科学家已经发布了五种不同的南极数字表面高程模型。这些数据都是由卫星雷达高度计,激光雷达和部分地面实测数据等制作而成。尽管如此,由于海洋与冰盖交接的南极冰盖边缘区随时间的快速变化,有必要根据新的卫星数据及时更新南极冰盖表面高程数据。因此,我们利用雷达高度计数据(Envisat RA-2)和激光雷达数据(ICESat/GLAS)制作了最新的南极冰盖高程数据。为提高ICESat/GLAS数据的精度,本文采用了五种不同的质量控制指标对GLAS数据进行处理,滤除了8.36%的不合格数据。这五种质量控制指标分别针对卫星定位误差、大气前向散射、饱和度及云的影响。同时,对Envisat RA-2数据进行干湿对流层纠正、电离层纠正、固体潮汐纠正和极潮纠正。针对两种不同的测高数据,提出了一种基于Envisat RA-2和GLAS数据光斑脚印几何相交的高程相对纠正方法,即通过分析GLAS脚印点与Envisat RA-2数据中心点重叠的点对,建立这些相交点对的高度差(GLAS-RA-2)与表征地形起伏的粗糙度之间的相关关系,对具有稳定相关关系的点对进行Envisat RA-2数据的相对纠正。通过分析南极冰盖不同区域的测高点密度,确定最终DEM的分辨率为1000 m。考虑到南极普里兹湾和内陆地区的差异性,将南极冰盖分为16个区,利用半方差分析确定最佳插值模型和参数,采用克吕金插值方法生成了1000 m分辨率的南极冰盖高程数据。利用两种机载激光雷达数据和我国多次南极科考实测的GPS数据对新的南极DEM进行了验证。结果显示,新的DEM与实测数据的差值范围为3.21—27.84 m,其误差分布与坡度密切关系。与国际上发布的南极DEM数据相比,新的DEM在坡度较大地区和快速变化的冰盖边缘地区精度有较大改进。     

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。     

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。     

利用轨道参数修正的无控制点星载SAR图像几何校正方法

使用距离多普勒模型进行SAR图像几何校正时,卫星轨道误差、系统成像参数误差和DEM高程的误差会影响几何校正精度。本文提出了一种基于轨道参数修正的星载SAR图像几何校正方法。首先利用多项式对卫星轨道进行参数化,然后使用模拟SAR图像与真实SAR图像进行匹配得到控制点来修正轨道参数,最后利用修正后的参数进行几何精校正,从而提高几何校正精度。该方法无需地面控制点,适用于不易于人工测量获取地面控制点地区的SAR图像几何校正,与基于模拟SAR图像匹配并使用多项式改正的几何校正方法相比,本文方法具有更高的精度。使用Radarsat-2图像进行试验,并使用地面实测GPS控制点验证了本方法的有效性。     

基于缺失RPC文件的卫星影像正射校正研究

对于缺失RPC文件的卫星遥感影像可以通过ENVI平台,根据地面控制点（GCP）或外方位元素（XS,YS,ZS,Omega,Phi,Kappa）建立通用的RPC文件,并结合数字高程模型（DEM）和控制点对影像进行正射校正。实践表明,其建立的RPC模型文件不仅能满足相机或卫星模型的参数要求,而且能获得比较高的校正精度。     

光学航天传感器几何建模与DEM生成新进展

高分辨率光学卫星成像系统正越来越多地应用于遥感和摄影测量领域。根据新型的高分辨率卫星影像系统主要特点及高分辨率卫星测图的关键技术的发展趋势,以第21届国际摄影测量与遥感大会“光学航天传感器几何建模与DEM生成”专题中的51篇文章为参考,总结了目前典型的光学卫星影像（主要是IRS—P5和ALOS／PRISM）的几何建模方法,影像匹配与DEM提取方法以及光学航天传感器在其他方面的应用。     

基于机载LiDAR数据的鄱阳湖地区高精度DEM生产研究

大面积湖泊周边地势平坦,利用航空摄影等常规手段实现此类地区精细DEM生产,需要依靠外业控制和大量人工编辑,作业周期长,成本高。本文结合国家基础航空摄影项目,基于ALS60完成了鄱阳湖地区大面积机载LiDAR数据的获取及预处理,并通过地面检校和精度验证,对传感器的系统误差进行修正,在此基础上对点云数据进行精细化处理及DEM高效生产,产品精度满足测绘相关规范要求。该项目的成功开展,为基于航空新型技术手段的大面积湖泊周边等常规作业困难地区的高精度测绘提供了借鉴。     

光学卫星摄影无控定位精度分析

"全球连续覆盖"和"局部区域覆盖"是卫星摄影测量常用的两种摄影模式,两种模式应用目标和无控定位实现途径也各有特点。本文简要介绍了两种模式典型的卫星无控定位精度情况,阐述了光束法平差的关键技术,重点对前方交会和光束法平差无控定位精度进行试验分析。试验结果表明,姿态误差是影响无控定位精度的重要因素,影像分辨率对其影响较小。当外方位角元素误差大于0.5″时,即使影像分辨率为5m,光束法平差后,其无控定位精度也优于0.5m分辨率影像前方交会精度。     

GF-4卫星影像几何定位仿真分析

针对GF-4卫星静止轨道、高时间分辨率、面阵成像的特点,本文通过构建严格成像模型,实现了GF-4卫星影像几何定位仿真模拟。在对初始仿真定位结果进行分析后,建立了几何外检校模型,利用在轨真实成像影像和SRTM DEM对严格成像模型进行外检校处理,同时探讨了仿真控制点分布对相机姿态角常差检校的影响。试验结果表明,经过外检校处理后,构建的仿真模型能够有效模拟GF-4卫星在轨真实影像几何定位误差。     

高分辨率卫星影像几何精度真实性检验方法

以日本ALOS卫星为例,分析了线阵推扫式卫星影像成像特征,从理论上阐述利用严密成像几何模型建立卫星影像像点与物点之间的成像几何关系,并利用光束法区域网平差技术对影像几何精度进行真实性检验的方法。在实验部分,基于中国嵩山遥感几何定标场的参考数据,对ALOS卫星影像的几何精度进行了验证,获取了它的有控和无控的定位精度,并用解算的外方位元素建立立体模型,检测不同地形生成DEM精度。