高分三号数据在地形图测制中的应用研究

为探索高分三号数据在地形图测制方面的应用潜力,利用高分三号高分辨率SAR立体像对,通过区域网平差、构建立体模型、立体描绘和几何纠正等步骤制作了1∶10 000地形图;并从几何位置精度、要素采集能力等方面初步分析了利用高分三号SAR数据测制地形图的可行性。结果表明:①高分三号SAR数据立体测图的位置精度可满足1∶10 000地形图山地地形类别的规范要求;②立体采集地貌走势与已有成果基本一致,但一些地貌细节特征无法准确描绘;③地物采集能力不足,可准确采集面状水系以及达到一定宽度、无遮挡的河渠和道路,可识别成片居民地、街区和耕地,但难以准确提取边界,较难判读其他地物要素。在地物要素较少的山地区域,利用高分三号SAR数据进行1∶10 000地形图测图是可行的,但必须有外业调绘或光学资料辅助地物采集,因此高分三号数据可作为光学影像获取困难地区地理信息的重要补充影像源,但作为主要影像源目前还无法满足地形图生产需要。     

基于高分七号进行1∶10000基础测绘的研究

高分七号是我国第一颗民用亚米级高分辨率立体测绘卫星^[1],按照设计要求,高分七号卫星可以满足民用1∶10 000比例尺利用卫星影像立体测图需求。本文选取新疆阿勒泰地区为试验区,利用获取的高分七号卫星影像数据,采取不同的控制点布设方案进行区域网平差,并根据外业实测的检查点与散点来检测区域网平差成果,提出地形类别为平地区域的最优控制点布设方案,为高分七号在1∶10 000基础测绘中的推广应用提供参考与支持。     

中国小比例尺卫星影象地图的设计与制作

利用数字化的NOAA AVHRR数据进行小比例尺、准同步宏观制图是一种低成本和快速的制图方法。笔者应用本文方法制作了第一幅小比例尺的、完整的中国假彩色卫星影象地图。它包含了全部的南中国海,这是使用其他的遥感数据(如陆地卫星或SPOT卫星)难以做到的。该图采用了热红外、近红外和可见光的红波段所构成的假彩色合成方案,提供了丰富的色彩和影象信息。本图制作时实施的数据处理内容包括:地图投影变换、影象反差增强和锐化、彩色平衡调整、去云处理和海陆分离处理、利用植被指数原理的影象时相修正和数字镶嵌操作等。根据影象地图的载负量和视觉效果,图上精心选取并设计了地理要素、地图符号和注记。该图是应用遥感新技术开发的地图新产品,被十七届国际摄影测量与遥感会议选为展示成果,并被该会评为获奖成果。     

基于卫星影像整合公开资料生产数字线划图方法的研究

随着科技的进步,目前卫星影像成果的精度已经可以满足一些特定比例尺地形图的生产要求。互联网作为公共资料的共享平台,可以提供不同来源的资料数据。本文利用现有的卫星影像成果,整合公开资料,进行了数字线划图的制作,为如何利用公共测绘资源提供了实例。     

基于遥感影像的交通专题图制作

交通专题图是以交通信息为主要专题要素,以遥感影像为底图要素制作的专题图。本文以高分二号卫星影像作为专题图制作的底图要素,在ENVI 5.2上对其进行正射校正、影像配准等底图制作的预处理操作;然后,在Arc GIS 10.2上进行地理配准,影像裁剪等生成工作底图;最后在工作底图上叠加矢量数据以及相应的符号库进行地图表达,输出交通专题图。采用不同平台预处理和制图的方式,提高了制图的效率和精度,实现了专题图制作的数字化。     

南极查尔斯王子山脉1∶50000基础地理信息获取方法

南极查尔斯王子山脉实地科学考察的顺利开展需要该区域1∶50 000基础地理信息数据作为支撑。国产高分辨率资源三号立体影像为基础地理信息数据的获取提供了必要的遥感数据支持。充分利用资源三号立体数据,在冰、云和陆地高程卫星(the ice,cloud,and land elevation satellite,ICESat)上的地学激光测高系统(Geoscience Laser Altimeter System,GLAS)等多源遥感信息的辅助下,制作了南极查尔斯王子山脉1∶50 000基础地理信息成果,并对其进行了精度分析。分析结果表明,数字高程模型(DEM)的高程精度优于5.31m,数字正射影像图(DOM)成果与南极洲陆地卫星影像镶嵌图比较的较差中误差为16.30m。因此,在南极地区利用资源三号立体数据集成各种遥感数据制作1∶50 000基础地理信息成果是高效实用的。     

基于像素工厂的京津冀地区GF-1正射影像制作

本文选择京津冀地区高分一号卫星影像作为研究对象,制定像素工厂平台下大区域高分一号正射影像制作方案。研究了利用像素工厂对大区域高分辨率遥感影像进行空三优化、正射校正、影像融合、影像镶嵌等关键技术,完成了京津冀地区高分一号正射影像的制作。精度评价结果表明,利用像素工厂能够生产在定位精度上满足要求的大区域高分一号卫星遥感影像正射影像,像素工厂在处理高分一号卫星遥感影像上具有大批量、精度高的优势。     

国产高分辨率遥感影像几何定位精度分析

随着卫星、计算机和传感器技术的不断发展,高分辨率遥感影像在国民经济中的作用越来越明显,其高精度几何定位成了获取基础地理数据的关键步骤。本文以资源三号和高分二号影像为研究对象,通过数字正射校正,分析了在无控制点和不同控制点下的国产高分辨率遥感影像定位精度。实验结果表明：资源三号影像在无控制点情况下定位精度满足1∶100 000比例尺数字正射影像图生产要求,在1个控制点时定位精度满足1∶50 000比例尺数字正射影像图生产要求,不低于3个控制点时定位精度满足1∶25 000比例尺数字正射影像图生产要求;高分二号影像在无控制点时能够满足1∶5 000比例尺数字正射影像图生产要求,在不少于3个控制点时能满足1∶5 000比例尺数字正射影像图生产要求。     

基于像素工厂的海量遥感卫星影像处理方法

像素工厂是当今世界一流的遥感影像自动化处理系统,具有超强的影像处理能力,可以自动处理多种传感器的海量数据,生产各种基础地理信息成果。高分一号卫星是中国高分辨率对地观测系统的第一颗卫星,为经济社会发展建设提供丰富的影像资源。本文以国产高分一号卫星影像数据为基础数据源,结合实际生产,探索了一套基于像素工厂系统的高效处理高分一号卫星影像的关键技术及工艺流程。     

高分七号卫星足印影像激光光斑质心提取方法

足印影像激光光斑质心提取是精确获取激光指向位置的基础,对于提升高分七号卫星激光测高数据精度具有重要意义.设计一种基于最小二乘椭圆拟合的激光光斑提取方法,并根据反馈结果利用累计矩阵对序列影像进行粗差剔除,实现了高分七号足印影像激光光斑提取.通过仿真数据和高分七号真实足印影像进行实验,验证了该方法具有较好准确性和稳定性.未来我国在星载激光测高领域将拥有更广阔的前景,所研究的相关成果可以为后续国产激光测高技术研究提供参考.     

制作高质量天绘彩色正射影像的方法分析

随着数字正射影像(DOM)的广泛应用,对正射影像的质量要求也越来越高。影像匀光、匀色处理是制作正射影像时的一个重要环节,它决定着正射影像色彩的优劣。本文主要介绍以低层级谷歌影像为参考基准色,对天绘多光谱影像DGP进行颜色匹配法匀光、匀色;利用波段调整功能对天绘多光谱影像DGP进行绿色增强;采用Pansharp最小二乘法对多光谱影像DGP和高分辨率影像GFB进行影像融合,从而获得如谷歌影像一样丰富的纹理层次感强、色彩真实的彩色天绘正射影像。     

地质灾害遥感调查与监测中高分二号卫星数据应用研究——以湖南新化示范区为例

高分二号成功发射,标志着我国已可进行1 m空间分辨率的遥感监测。为了使高分二号数据能更快地在地质灾害调查领域得到推广,本文针对地质灾害调查与监测中高分二号遥感数据的处理方法进行研究。试验表明,通过对示范区高分二号影像的处理,可获得满足1∶10 000比例尺的平面精度要求的正射影像图,且结果非常适合地质灾害遥感调查与监测。经过多次试验,采用Band1、Band4×0.25+Band2×0.75、Band3组合方法效果较佳,基于ENVI软件的Gram-Schmidt Spectral Sharpening算法进行融合效果较好。     

面向对象与卷积神经网络模型的GF-6 WFV影像作物分类

GF-6 WFV影像是中国首颗带有红边波段的中高分辨率8波段多光谱卫星的遥感影像,对于其影像及红边波段对作物分类影响的研究利用亟待展开。本文结合面向对象和深度学习提出一种适用于GF-6 WFV红边波段的卷积神经网络(RE-CNN)遥感影像作物分类方法。首先采用多尺度分割和ESP工具选择最佳分割参数完成影像分割,通过面向对象的CART决策树消除椒盐现象的同时提取植被区域,并转化为卷积神经网络的输入数据,最后基于Python和Numpy库构建的卷积神经网络模型(RE-CNN)用于影像作物分类及精度验证。有无红边波段的两组分类实验结果表明:在红边波段组,卷积神经网络(RE-CNN)作物分类识别取得了较好的效果,总体精度高达94.38%,相比无红边波段组分类精度提高了2.83%,验证了GF-6 WFV红边波段对作物分类的有效性。为GF-6 WFV红边波段影像用于作物的分类研究提供技术参考和借鉴价值。     

基于高分一号与Landsat-8影像的水体浊度反演比较

为分析高分一号WFV传感器16 m遥感影像在水质反演方面的能力,本文选取南四湖为研究区,以高分一号卫星影像与Landsat-8卫星OLI影像为数据源,结合地面同步实测水体浊度数据,建立反演水体浊度的原始光谱反射率模型、归一化反射率模型和波段比值模型,并对各模型进行精度评价,分别比较两个传感器在浊度反演能力方面的差异。结果表明:利用高分一号WFV 16m遥感影像进行水质反演具有较高的精度,且具备更高的空间分辨率和更短的重访周期,可以替代Landsat-8多光谱数据。     

基于航空影像的1:2000彩色数字正射影像图(DOM)生产

结合利用航空摄影影像制作1:2 000比例尺彩色数字正射影像图(DOM)的作业流程,阐述了彩色数字正射影像图(DOM)的生产过程和工艺方法。经检测比较,成果符合成图的精度要求,结论认为这项生产作业能够应用于测绘生产。     

高分七号卫星激光测高仪无场几何定标法

无场几何定标是未来多波束激光测高卫星面临的一个关键问题。本文针对高分七号（GF-7）线性体制全波形激光测高仪,提出了一种基于地形和波形匹配的无场分步定标方法。在深入分析高分七号卫星激光测高仪特点的基础上,构建了严密几何定位模型,采用公开版的地形参考数据和某地区1∶2000高精度的DOM和LiDAR-DSM基础地理信息成果,开展了在轨无场几何定标试验,显著提高了高分七号卫星激光测高数据精度。在2020年上半年受新冠肺炎影响未进行外场定标期间,有效解决了激光测高数据处理无定标参数的实际困难。本文对无场定标结果与高分七号实际外场定标结果进行对比验证,结果表明,无场定标结果与实际落点位置的平面误差为11.597±3.693 m,最小值为7.115 m,平坦地区高程精度优于0.3 m,虽然略低于外场定标结果,但能满足1∶10 000高程控制点测量需求。     

POS辅助机载LiDAR无地面控制点DEM,DOM制作

DEM和DOM已成为航空遥感生产的重要产品,机载Li DAR系统获取的具有三维坐标信息的点云数据,经系统误差校正和滤波分类后,结合机载POS数据和数码影像,可进行无地面控制点的DEM和DOM制作。经实践分析,成果精度满足1∶2 000比例尺DEM和1∶5 000比例尺DOM精度指标,该方法产品制作周期短,成果质量较高,满足了无人区和应急情况下的测绘需求。     

多源高分辨率卫星影像监测黑臭水体的适用性研究

高分辨率卫星的幅宽一般很小,受云雨和轨道回访周期影响,单颗卫星的短时段内覆盖能力有限,因此,单一高分辨率卫星常常无法满足一定时段内的黑臭水体监测需求,需要多源卫星协同监测黑臭水体。为了分析多源高分辨率影像对黑臭水体遥感监测的适用性,本文基于地物光谱仪实测的水体遥感反射率数据,以GeoEye-1、WorldView-2、北京二号(DMC3)、高景一号SV1(SuperView-1)以及GF-PMS系列(GF-1/1B/1C/1D、GF-2、GF-6)传感器波段进行等效计算,结果表明:(1)采用反射率比值模型——BOI(Black and Odorous water Index)模型,GeoEye-1、WorldView-2、SuperView-1和GF-1/1B/1C/1D/2/6影像识别黑臭水体正确率均较高,分别为89.5%、89.5%、92.1%和92.1%。(2)BOI模型不适用于DMC3,这里采用了归一化水体指数NDWI≤0.55判别黑臭水体,识别正确率为89.5%。(3)BOI模型应用于仅有的2景同步卫星影像——GF-2影像,经实测数据验证,识别精度为83.3%,精度较高。针对通州区内的某重叠区,2016年—2021年10颗多源卫星影像协同观测的结果一致性较好,表明了多源遥感影像监测黑臭水体的适用性较好。综合考虑卫星影像空间分辨率和采购成本,给出了合理的协同观测建议。     

国产高分卫星遥感影像融合方法比较与评价

选择适宜的融合方法有利于卫星遥感影像融合产品更好地服务于生产实践及科学研究。本文在总结现有影像像素级融合算法原理的基础上,选用Pansharp、Gram-Schmidt、HPF、Ehlers、Subtractive、Modified IHS、Brovey、PCA、NNDiffuse等多种常用的影像融合方法对国产高分影像的全色和多光谱数据进行了融合处理,并从定性和定量的角度对融合结果进行了详细评价,试图寻找适用于国产高分卫星遥感影像的最佳融合方法。结果表明：针对国产高分一号卫星遥感数据,超分辨率贝叶斯算法融合效果在视觉效果与影像质量定量评价指标中综合表现最佳;Gram-Schmidt、NNDiffuse、Subtractive和HPF融合结果地物边界最为清晰;Modified IHS、PCA、Brovey融合影像色彩失真较为明显;NNDiffuse在可见光波段表现较突出;Gram-Schmidt在近红外波段表现效果最佳。     

基于机载雷达(SAR)影像生产1∶50000数字正射影像图(DOM)方法的探讨

简要介绍了利用机载雷达(SAR)影像进行1∶50 000数字正射影像图(DOM)的试验生产,通过具体的生产过程,对机载雷达影像生产1∶50 000 DOM的数据特点、生产流程、精度指标等方面进行了分析研究,为大批量制作机载雷达影像产品提供了相应的生产技术方案。