高分辨率遥感影像正射影像图制作

摘要：以Quick Bird遥感数据为例，本文介绍了从原始卫星图像的收集到在ENVI遥感图像处理软件中进行遥感图像正射图制作的方法和步骤。描述了在正射影像图制作过程中融合、纠正等步骤以及其原理。遥感卫星数据具有时效性好、覆盖范围大、成本低廉。因此利用商业化的遥感图像处理软件直接对遥感卫星图像产品进行正射校正，继而制作正射影像图，是一条好的路线，能够取得好的结果。

关键词：卫星遥感 QuickBird影像 数字正射影像图（DOM） ENVI

1.引言

遥感影像是通过遥感技术获得的地球表面客体或事物的图像，高分辨率的卫星影像是指像素空间分辨率在10m以内的遥感影像，正射影象是指消除了由于传感器倾斜、地形起伏及地物等引起的畸变以后的影响。正射影象图直观、生动，影像所记录的信息量非常丰富，细节表达的也很清楚，同时更新速度非常快。利用高分辨率卫星影像制作的正射影像精度高，时效性好，生产周期短、更新速度快，能够满足很多行业的要求，可以大大地节省生产成本提高生产效率。

2.DOM的特点

数字正射影象图是利用DEM对遥感图像逐像元进行辐射改正、微分纠正和镶嵌，按照规定图幅范围裁剪生产形象数据，同时它带有公里网格、图廓整饰和注记的平面图。DOM具有地图精度和影响特征，精度高、信息量丰富、直观性好、制作周期短、连续性好。

3.正射影像制作原理：数值微分纠正

根据已知影像的参数（内、外方位元素）与数字地面模型，利用相应的构像方程式，或按一定的数学模型用控制点解算，从原始非正射投影的数字影像获取正射影像，这种过程是将影像化为很多微小的区域逐一进行。通过解求像素的位置，然后进行灰度内插与赋值运算，实现像素与相应地面元素的几何变换。

4.正射影像图制作

数字正射影像（Digital Orthophoto Map，简称DOM）是利用数字高程模型（DEM）对经扫描处理的数字化航空影像，经逐像元进行投影差改正、镶嵌，按国家基本比例尺地形图图幅范围裁剪生成的数字正射影像数据集。它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像，具有精度高、信息丰富、直观真实等优点。

4.1实验区概况

本文采用的是一幅分辨率为2.4m的快鸟遥感影像图，此图是美国的一个城市城区地图，精度、纬度分别为112.05362548W、33.37717660N。具体如下图所示。

4.2数据预处理

分辨率2.40m的多光谱遥 感影像有1、2、3、4（蓝、绿、红、近红外）4个波段。合成影像时采用了多种合成方式进行对比，经试验最后选择使用1、2、3（蓝、绿、红）波段形成标准假彩色图像，经过ENVI软件的自然色彩变换后输出自然色彩图像，输出后影像色彩效果比较真实。

4.3 影像纠正

数据在使用时，必须具有较高的空间配准精度，这就需要对获取的原始影像进行高精度的几何纠正。本次作业地形起伏较小，地势比较平坦，所以选用了多项式法。

4.3.1控制点输入

为了保证选点的正确性，控制点输入应该采用键盘输入坐标，在进行纠正。GCP的选择对于几何校正的精度有着显著的影响。GCP应是在原始图像上分布均匀并能正确识别和定位、在地形图上可以精确定位的特征点以及特征线的重点。

4.3.2 重采样校正输出

选择的GCP的RSM误差必须小于1个像素，只有满足这个条件，才能保证几何校正的精度。如若选择的GCP的RSM误差大于1个像素，它是不符合要求的，必须将其删除。

在几何校正的控制点位置输入计算完成后，进行重采样输出，计算内插新像素的灰度值。重采样是计算被校正图像的文件值，并生成新文件的处理。有三种重采样方法：最近邻点法、双线性插值、三次卷积法。本试验选择双线性插值输出经校正的卫星影像。

4.3.3精度分析。（图 2误差分析图略）

从图2可以看出，采用多项式方法对原图进行校正，GCP的RSM误差在一个像素左右，基本上满足了校正的精度。在校正的时候，尽量选取易于判读的点可以确保GCP的位置精度，进而基本上可以达到校正的目的。

4.4 影像剪切

数字正射影像图具有地形图垂直投影的特性，地形图直观，内容丰富。数字正射影像可作为影像地图浏览系统的基础数据使用。此类系统可以应用于规划、土地、水利、林业、房管、交通、公安等部门及GPS导航查询、电子地图等领域。如果没有数字正射影像的支持，则无法显示细部，所以应该按照标准制图形式进行制图，每幅图还得加上图名、比例尺、图幅经纬度等信息，以便于以后更好的应用。

4.5图幅整饰

本文运用ENVI软件，采用快速制图方法，在纠正后影像图上加上了图幅名、比例尺以及该影像图的经纬度，最终，制成正射影像图如图3。

5.结束语

随着卫星技术的发展，卫星获得的遥感影像分辨率越来越高，利用专业的遥感图像处理软件对遥感图像进行正射纠正，然后制作正射影像图。不断提高卫星的分辨率，努力开发更好的遥感图像处理软件，从而使DOM更好的为人类生产、生活做贡献。

参考文献：

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