利用卫片制作正射影像图

摘要： 本文介绍了在工作实践中利用卫星影像制作正射影像，着重分析卫片的合成和融合、正射校正，几何校正、影像镶嵌等处理环节中的方法，软件选择应用的原因，坐标的建立及转换，数据格式的转换等， 以及此过程中遇到的问题，及其分析和解决方法。

Abstract： This paper describes the practice of producing orthophotos with satellite images， analyzes the ways for synthesis and integration， ortho-rectification， geometric correction， image mosaic and other processing sectors of satellite images， reasons for software selection application， establishment and conversion of coordinates， data format conversion， as well as the problems encountered in this process and its analysis and solutions.

关键词： 卫片的融合；正射校正；几何校正；影像镶嵌

Key words： guardian piece fusion；ortho-rectification；geometric correction；image mosaic

中图分类号：P237 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）23-0188-02

0 引言

随着经济和科技的快速发展，根据图像的几何特征和物理性质，进行综合分析，从而揭示出物体或现象的质量和数量特征，以及它们之间的相互关系，进而研究其发生发展过程和分布规律，也就是说根据图像特征来识别它们所代表的物体或现象的性质。因此对卫片的正射影像分辨率、色彩要求高，波段的排列顺序有要求。

不同的卫星，不同的分辨率影像利用ERDAS和ENVI软件快速制作正射影像成为新的课题。

1 数据分析和实现目标

我们接受的数据源是WGS84坐标系的WorldView标准级产品， 波段有：blu、grn、nir、red，以及0.5m分辨率的全色波段（pan）， 西安80坐标系的10m等高距DEM， 2m分辩率的西安80坐标系6度带的影像为参考基准影像。利用WorldView 数据按blu、grn、red、nir波段顺序制作哈密地区的1：50000卫星影像图，便于甲方寻找矿藏开采的位子和范围，用于矿山监测和执法。

其作业流程如下：

2 卫片的合成和融合

合成：各个波段的卫片按一定顺序合成。

融合：合成多波段彩色卫片与高精度的全色影像融合成高精度的彩色卫片。

合成： 点击主菜单Interprete Utilities Layer Stack 利用Input和Add 把单波段按一定作业需求添加上 Output（另存为：HC.img）

融合：点击主菜单Interprete spatial enhancement resolutinon merge High resolution pan.tif multispectral： HC.img Output（另存为：RH.img）

3 正射纠正

正射纠正：把高精度的彩色卫片与DEM进行正射纠正。山地高山地，由于高程的影起地形的变形，通过做正射纠正可以改善，平地则可不用做此项操作。正射纠正必须在统一坐标系下进行，因此涉及到在ENVI下建西安80坐标系并将融合后的数据RH投影到在该坐标系下。

下面以ENVI操作：

3.1 建坐标：将西安80的托球体参数拷贝到ENVI安装目录下的map-proj文件夹的ellipse文件中，其基准面拷贝到的map-proj文件夹的datum文件中，点击ENVI主菜单mapcustomize mp projection：

projection name：xian 80

projection type：transverse mercator

projection datum：D xian 80

False easting：500000

Longitude：93

scale factor：0.9996

投影：打开RH影像，主菜单mapconvert map projection projectio选RH文件选坐标系名称（xian 80）choose（另存为：TY）。

3.2 投影后的RH与其DEM关联上：右键RH文件edit headeedit attributesassociate DEM fileopennew file选DEMOK。

3.3 正射纠正：MaporthorectificationWorldView orthorectify worldview选RH文件ok选rpc.txtokchoose（另存为：ZS.img）。

4 几何纠正

几何纠正：将正射纠正的影像与带坐标的二调卫片进行几何纠正。在前面作的正射纠正基础上再作几何纠正，产品的平面精度与高程精度会更高。

用ENVI作几何纠正，其窗口缩放受限制不如ERDAS灵活，下面用ERDAS软件操作。

polynomial（多项式法）其使用上简单灵活，且可适用于各种类型的影像，erdas软件中将使用此方法，多项式阶数给2即可。具体操作如下：

4.1 在viewer窗口中打开ZS.img文件，Raster Geometric correctionpolynomial2applycloseimage layer参考影像。

4.2 用■工具布点（GCP），点的个数看实际RMS误差值而定（这里RMS的值小于15），可把误差较大的GCP剔除，一般为15～20个点就可以了，点多精度不一定好。把控制点导出保存好。

布点的精度直接影响到成图精度， GCP的选择应注意以下几点：①点要布在特征点上，如路交叉、山顶、细小的白块等上。②点选择要精确，在影像要精确到像元。③像房角、围墙角、目标过大的不要选，影响高程和平面精度。④布点要均匀，平面和山顶都要布点。⑤景与景接边处要多布点，且布点精度高。

5 镶嵌

镶嵌：把同一区同一分辨率的不同景镶嵌成一幅图。

若分辨率不同时，把高的分辨率降低成同一分辨率再作镶嵌。

降分辨率：interpreterutilitiedegrade。

镶嵌：Dataprepmosaic imagesmosaic toolEditAdd images■■自动生成镶嵌线或点击■手工画镶嵌线，保存aoi文件，通过■倒入aoi文件processrun mosaic。

得到一个大的影像，再按甲方要求的范围裁图。

6 裁图

甲方提供给我们的是shp格式的整个哈密行政界线。镶嵌好的大影像按照哈密的行政界线裁切出来。

当其图框是*.Shp格式时，首先将Shp格式转换成Aoi格式。在Viewer窗口打开*.Shp文件，可见shp文件覆盖了一定的区域，用鼠标点击该区域，变成黄色。选择AOI菜单下的copy selection to aoi，然后在File菜单下保存该文件：SaveAOI Layer As。

裁图：点击ERDAS主菜单中Dataprepsubset Image。Input file：（选择）影像"1.img"，Output file：（成果文件名）。选中Ignore Zero in Output Stats复选框，点击AOIAOI File，导入刚保存的文件，点击OK。

7 分析与总结

此项目结束后，把好的经验记录下来，也为后面的工作少走弯路铺垫：按波段由短到长合成；数据投影时分辨率按全色影像分辨率输出；几何纠正时布点要匀，山高处和线状地物要布点，景与景间接边处要加强布点。

在矿山监测这个项目里，技术路线和应用软件都是全新的，所以要及时认真地把好每一程序的质量，为下一程序的顺利进行做好准备。融合时波段叠加的顺序是否对和分辨率是否降低。正射纠正时，把握好高程误差；几何纠正时，把握好平面误差。我们仅用几天时间高效完成90幅图的DOM，并得到甲方高精度成果的好评。

参考文献：

[1]邓书斌编著.ENVI遥感图像处理方法[M].北京科学出版社，2010.

[2]杨昕，汤国安，邓凤东，吕恒编著.ERDAS遥感数字图像处理实验教程[M].北京科学出版社，2009.

[3]王之卓编著.摄影测量原理[M].测绘出版社，1979.