遙感影像圖片如何立體

㈠ 衛星遙感數據的正射影像圖的製作

衛星遙感數據的正射影像圖的製作【1】

【摘 要】 隨著衛星遙感技術的斷發展，影像圖的成圖精度越來越來高。

衛星遙感技術融合了現代信息技術以及智能化遙感信息處理技術，其為城市規劃、了解區域環境等方面提供了技術支撐。

正射影像圖是利用DEM對衛星遙感影像進行微分糾正、輻射改正以及鑲嵌等，並依據規定對影像數據進行裁切，從而製作成正射影像圖。

【關鍵詞】 衛星遙感 影像圖 製作

隨著科學技術的快速發展，人類社會已步入數字化信息時代。

數字信息在促進我國國民經濟以及社會發展中發揮著重要作用。

傳統的數字正射影像生產過程主要包括：DEM的生成及數字正射影像的生成、內業的空中三角測量加密、外業控制點的測量、航空攝影等，在數字影像處理過程中，其耗時長、成本高，精確度低等特點[1]。

因此，傳統的地形圖已無法滿足快速發展的現代社會需求。

數字正攝像圖具有信息豐富、直觀性強、精確度高的特性，其正被廣泛應用於土地動態監測、道路設計、農田水利建設、防洪抗災等領域，隨著科技的飛速發展，高精確度的正攝影像圖對我國具有非常重要的意義。

1 數字正射影像圖的發展現狀

近年來，計算機技術及數字正攝影像圖生產技術迅猛發展，數字正射影像圖在城市規劃、建設及管理中發揮著重要作用。

數字正射影像圖正被城市規劃專家廣泛認同，其在實踐中的應用也得到進一步發展。

目前，城市在獲取基礎信息以及更新圖像資料庫時，大多採用數字正射影像圖。

自20世紀60年代以來，遙感一詞受到社會的廣泛關注。

遙感是指通過對遙遠地方的目標物進行探測，並對獲取的信息進行分析研究，進而確定目標物的特有屬性，以及目標物之間的關系[2]。

而衛星遙感影像是指運用現代衛星遙感技術獲取地球表面的客觀實在物，並對物體進行數據分析，然後製作成影像圖，最後服務於實際應用。

目前，世界各國政府及有識之士已達成“數字地球”的共識，他們都在為取得信息時代的戰略制高點兒付出巨大的努力。

在此背景下，我國也將“數字中國”提上議事日程，而“數字城市”是“數字中國”的重要組成部分，其在我國經濟發展中發揮著重要作用。

遙感信息是“數字城市”的重要內容，正影像圖的精確度關系著我國數字城市的發展進程。

隨著遙感信息技術的快速發展，人們對遙感信息的內在規律也日益了解，遙感信息已被廣泛應用與城市的多個領域中。

數字正射影像圖在規劃城市建設、提高城市環境及社會經濟效益方面起著非常重要的作用。

城市景觀模型是城市現狀的表現形式，其對於城市規劃中具有重要的作用。

傳統的城市景觀模型無法展現城市的真實情況，應用數字正射影像圖建立數字城市三維景觀模型，既提高了精度，又可多角度瀏覽城市景觀，為城市建設和國民經濟發展提供決策依據。

當前，利用遙感信息構建數字景觀模型的技術已日漸成熟，應用衛星遙感數據採集城市的平面信息並利用已有數字高程模型數據，可以製作成高精度的數字正射影像圖。

2 數字正射影像圖的製作存在的主要技術難點

2.1 攝像圖像拼接縫隙較明顯

當前，立體像對之間存在很大的灰度反差，如果重疊區域的鑲嵌線處理不當，那麼，人們會發現一幅圖中存在幾條很明顯的反差縫隙，從而造成視覺上的不接邊。

因此，為了保證影像的質量，提高影像圖的額鑲嵌效果，作業員應在投影差較小的區域鑲嵌反差線，並盡可能選擇靠近街道、河流、公路等區域，並禁止利用向前線分割整體的建築物。

在鑲嵌影像時，作業員應採用羽化的方式，並避免出現硬街邊。

完成影像鑲嵌後，作業員應開始對影像進行分幅，對於出現的雜點應進行再次處理。

2.2 建築物變形嚴重

在對數字正射影像圖進行糾正時，大多採用平均高程建構地面圖形，並突出平均高程平面的建築物。

由於高程建築存在較大的投影差，因此，數字正射影像圖容易發生變形。

在採集突出建築物的數據時，作業員應分別採集突出建築物以及非突出建築物，並保證這兩者的特徵線不相交。

在刪除非突出建築物特徵線的數據時，作業員應對突出建築物的特徵線進行數據計算，並計算生成DEM，唯有這樣糾正影像，才能保證建築物不變形;在刪除突出建築物特徵線的數據時，作業員應保留其特徵線的數據，並計算生成DEM。

2.3 正射影像圖內色彩不均勻

利用衛星遙感進行圖像拍攝的過程中，其中間亮而四周暗，有些上邊亮而下邊暗，因此，在拍攝過程中，作業員如果對攝像圖片處理不得當，那麼後期製作出的DOM色彩將失真，並出色彩不均勻的情況，其嚴重影像數據判斷。

當前，作業員在處理原理影像時，大多採用中科院的DUX航測影像處理軟體。

運用DUX航測影像處理軟體對原始影像的色彩進行勻光勻色。

勻光處理參數主要有兩類：一是確定有效范圍以及景物處理系數;二是調整影像的亮度、色彩、敏感度參數。

其具體步驟是：首先，對原始影像進行勻光處理;然後，成批打開相關影像數據，並分批進行勻光處理，在做勻色處理時，作業員應調整每條航帶首尾影像，並採用“λ自適應”進行調整;最後，根據調整紅啊的首尾影像對中間影像進行自動匹配，並分批處理勻色生成的影像。

3 數字正攝影像圖的製作原理

數字正射影像圖(Digital Orthophoto Map，縮寫DOM)是利用DEM對經過掃描處理的數字化航空像片或遙感影像(單色或彩色)，經逐像元進行輻射改正、微分糾正和鑲嵌，並按規定圖幅范圍裁剪生成的形象數據，帶有公里格網、圖廓(內、外)整飾和注記的平面圖[3]。

數字正射影像圖與我們平時看到的地圖不同，它是我們地面信息在影像圖上的真實反映，它不僅不存在變形，還比普通地圖豐富，其可讀性更強。

數字正射影像圖可作為背景信息，我們可從中提取所需的自然資源以及社會信息，其為防治自然災害以及規劃公共設施等方面提供了很多可要的依據。

數字正攝影像圖的製作原理是：依據正攝影像的特點，應用專業的地理信息遙感軟體對原有的影像圖進行輻射矯正以及幾何矯正後，它可以消除各種因畸形及位移誤差，從而獲得較為准確的地理細膩下以及各種衛星遙感數字正射影像圖。

當前，國內外使用的數字攝影測量儀主要是：Jx-4A全數字攝影測量系統，其是我國四維北京公司開發的測量系統;ImageS-tation工作站，它是美國Intergraph公司開發的測量系統;VituoZo系統，它是武漢適普公司開發的系統。

這些測量系統都能製作出各種比例的正射影像圖，而且，他們的製作原理是一樣的，他們都是對數字進行微分糾正[4]。

數字正攝影像圖的製作原理是：首先，依據影像紋理配成立體像對，在此基礎上，生成數字高程的模型;然後，對配成的像元進行數字微分糾正，並生成正射影像圖[5]。

這種制圖方式，可以保證圖像質量，並延長器成圖周期，其對作業員的綜合素質要求很高。

因此，在運用數字正射影像圖進行制圖時，作業員應深入了解全數字攝影測量系統，並提高自身計算機圖形圖像處理知識，從而不斷提高自身工作能力。

4 遙感正射影像圖的製作

4.1 收集原始衛星影像圖

近年來，遙感技術不斷發展，遙感衛星影像層出不窮。

在利用遙感方法製作圖時，原始衛星影像數據主要選用Ikonos、World View及QuickBird等。

這些影像數據具有文件數據量大、地面解析度高、便於管理的優勢，因此，被廣泛應用於高精度正射影像圖製作。

4.2 影像圖的糾正、配准及融合

第一，利用GPS控制點對影像進行糾正。

利用衛星遙感數據製作正攝影像圖時，作業員採集到第一批衛星影像資料後，就開始對影像進行影像控制，並利用GPS做影像控制。

影像圖糾正的實質是對中心投影的影像數源進行正射糾正，並形成正射影像圖[6]。

作業員可利用現有的1：500、1：2000以及1：5000對地形圖資料進行影像糾正，在一定程度上可節約成本，縮短了工期，從而提高了工作效率，並確保了影像精確度。

第二，在完成影像糾正後，作業員應對多光譜影像進行配准。

影像配準的目的是識別兩幅或多幅影像之間的同名像點。

其中，影像配準的方法有：灰度配准;特徵配准。

第三，在完成影像配准後，作業員應對不同解析度的遙感圖像進行融合處理，並確保融合後的遙感圖像既具備良好的空間解析度，有具有多光譜的特徵，從而實現增強圖像的目的。

在融合圖像解析度的過程中，作業員應配准前兩幅圖像並在處理處理過程中，選擇合適的融合方法。

只有精確地配准不同空間解析度的圖像時，作業員才能得到滿意的融合效果。

第四，在支座遙感正射影像圖時，作業員應選用具備遙感影像配准標準的融合系統Cyberland，來對影像圖進行糾正、配准及融合。

當前，QcickBird全色影像以及QcickBird多光譜影像是應用較為廣泛的影像制圖軟體。

4.3 無縫鑲嵌影像圖

影像圖鑲嵌是指對若干幅相鄰的遙感數字圖像進行幾何鑲嵌、去重疊、色彩調整等數字化處理，然後將其拼合成一幅完整的新影像圖。

在應用遙感圖像時，幾幅影像圖的交接處可能會存在較大的縫隙，需多幅圖像才能覆蓋縫隙，因此，他們需要研究該區域的圖像配准，並將這些圖像鑲嵌氣力啊，從而更好得進行處理、分析及研究。

影像鑲嵌過程如下：

第一，確定影像重疊區域。

相鄰圖像的重疊區域是遙感圖像鑲嵌工作的實施地，也是其他工作的基準。

例如，影像色調的調整、影像的幾何鑲嵌、去影像重疊區都是以影像圖的重疊區作為基準的。

因此，影像圖之間的重疊區域的確定是否准確直接關繫到影像圖鑲嵌的效果。

第二，調整影像色調。

影像圖的色調調整是遙感影像圖鑲嵌工作的重要內。

由於影像圖存在不同的時相以及不同的成像條件，再加上需鑲嵌的影像圖具有不同水平的輻射以及較大的亮度差異，必須對影像的色調進行調整。

如果不對影像圖進行色調色調，那麼即使影像圖的幾何位置配准很優秀，鑲嵌在一起的影像圖也無法應用於實際工作中。

色調調整時影像制圖中的重要環節。

雖然有些遙感影像圖的成像時相與成像條件相接近，但是，衛星遙感器的隨機誤差會導致圖像的色調不一致，這將影像圖像的實際應用效果，因此必須對衛星遙感影像圖進行色調調整。

第三，圖像鑲嵌。

在完成重疊區域確定以及色調調整後，作業員可對相鄰影像圖進行鑲嵌。

圖像鑲嵌是指找出相鄰影像圖需鑲嵌圖像的重疊區的接縫線。

因此，重疊區域接縫線的質量直接關繫到影像圖的鑲嵌效果。

在對影像圖進行鑲嵌的過程中，作業員即使對影像圖進行色調調整後，影像圖接縫處的色調也會不一致，因此，作業員需對影像重疊區域的色調進行平滑，提高鑲嵌的亮度，這樣才能保證影像鑲嵌後的無縫隙存在。

第四，在對影像圖進行鑲嵌的過程中，作業員應採用專業的影像處理系統。

ImageXuite是專業的影像處理系統，其影像勻光及鑲嵌功能較為強大。

作業員通過對影像圖進行勻光、勻色以及色調調整等，從而生成無縫鑲嵌的影像。

ImageXuite是影像圖鑲嵌的重要軟體，其在大多數情況下勻光效果顯著，並實現較好的無縫影像鑲嵌。

但是ImageXuite軟體具有一些缺陷，例如，對影像的調色功能不強，在勻光的所有影像都偏暗時，ImageXuite的處理效果不佳，這是，作業員需配以Photoshop軟體，通過運用Photoshop軟體對影像進行調整，直到較好效果，然後將調整好的影像作為主影像，最後再對其他影像進行勻光處理，經過這些程序後，作業員即可獲得一幅效果較好的影像圖。

5 結語

隨著科學技術的迅猛發展，衛星遙感技術取得了長遠的進步，其影像圖的成圖精度越來越來高。

目前，人類社會已步入數字化信息時代，數字信息在促進我國國民經濟以及社會發展中發揮著重要作用。

衛星遙感技術融合了現代信息技術以及智能化遙感信息處理技術，其為城市規劃、了解區域環境等方面提供了技術支撐。

正攝影像圖是利用DEM對掃描出的衛星遙感影像進行微分糾正、輻射改正以及鑲嵌等，並依據規定裁減出形象數據，從而形成影像圖。

數字正攝像圖具有信息豐富、直觀性強、精確度高的特性，其正被廣泛應用於土地動態監測、道路設計、農田水利建設、防洪抗災等領域，隨著科技的飛速發展，高精確度的正攝影圖對我國具有非常重要的意義。

參考文獻：

[1]孔娟，薛倩，錢躍磊，陳慧娟.淺析數字正射影像圖製作質量的改進[J].許昌學院學報，2012，(5)：120.

[2]李海洋，王麗英.基於PCI的遙感正射影像圖製作[J].礦山測量，2009，(4)：44.

[3]張玉方，歐陽平，程新文，蔡沖.基於LiDAR數據的正射影像圖製作方法[J].測繪通報，2008，(8)：44.

[4]姜淼，張麗霞，龔偉.正射影像地圖的製作方法與應用研究[J].測繪與空間地理信息，2009，(5)：150.

[5]劉利紅，吳海寬.基於立體像對的DEM提取和正攝影像正射影像圖製作研究[J].內蒙古科技與經濟，2011，(7)：101.

衛星遙感數據的正射影像圖的製作【2】

【摘要】衛星遙感是一種採用人們通過航空技術發射在地球外層空間的人造衛星對地球地面、地面以上的空間以及外層太空天體進行綜合性觀測的技術。

而衛星遙感所得數據在正射影像圖的製作上應用價值廣泛，本文通過闡述衛星遙感數據以及衛星影響圖的來源以及所具有的特徵，並分析了衛星遙感數據用於製作正射影圖過程中出現的糾錯、配准以及最後統一融合的方法及原理，簡要介紹了正射影像圖的構型、調色以及去重疊等數據信息處理的方式和過程。

【關鍵詞】衛星遙感技術;數據;信息;正射影像圖;製作

引言

21世紀信息科技時代的到來，衛星遙感技術也在不斷的更新、完善之中。

目前的衛星遙感技術在用於製作正射影像圖方面效果顯著，並且成圖的精準度越來越高，遠遠超過比例尺地形圖的精準度。

衛星遙感技術在城市建設、城市規劃以及了解環境狀況和資源狀況方面具有強大的支撐作用。

採用衛星遙感技術製作的城市影像圖具有目標辨認難度小、內容清晰、比例尺大以及轉釋較容易的優勢，這項技術已經廣泛應用於社會生產和發展的各個層面。

該項技術還有助於治理生態環境、搜集專業信息、監測工程項目以及防止各種自然災害等工作的開展。

1.國內外普遍流行的衛星影像圖收集方式

隨著新科技革命的不斷深入，衛星遙感技術日新月異，目前國際上較為早期出現的衛星遙感技術是來自美國的Earth watch 衛星數據資源庫的QuickBird衛星影像，這款衛星影像的地面全色解析度達到0.61m，成像款幅度達到16.5×16.5/km2，隨後美國相繼推出了Space imaging Ikonos和Land sat TM衛星遙感影像，這寬兩款衛星遙感較Earth watch的QuickBird的影像效果以及成像款幅度都有所提升。

俄羅斯生產了一款Spin-2衛星影像，這款衛星影像在地面解析度方面雖然不及美國的Land sat TM衛星遙感，但是其成像款幅度可以達到200×300/km2卻與美國的三種衛星影響有明顯的優勢。

2.衛星影像圖的糾錯、配准以及統一融合

2.1 數字糾錯

光學糾錯儀是一款用於將航拍模擬攝影片轉化為平面圖的工具，主要適用於傳統的框架模幅式的航拍攝像畫面的數字影像[1]。

現階段出現了許多新鮮的衛星數字遙感技術，這些技術的影響數據採用傳統的光學糾錯儀就不能很好地轉化。

因此，數字微分糾錯技術由此誕生。

這是一項通過地面的有效參數以及數字地面的基本雛形，在設置適當的構想公式，並依據適當的數學模型控制范圍和控制點將航拍攝像畫面的數字影像轉化為正射影像圖的。

這種技術不僅簡單、方便，而且適用范圍較廣，已經成為國內外普遍使用的數字糾錯技術。

2.2 影像糾錯

在影像糾錯過程中首先要明確兩點：

其一，GPS控制點是影像糾錯的關節點。

其二，採用相應的比例尺糾錯是完善影像糾錯的後續工作。

在利用遙感衛星數據製作正射影像圖時，首先利用GPS的各個方位的控制點將影像的大致形體構造穩定，然後手動微調影像控制畫面。

最後在根據不同的比例尺的標准(一般以1：5000、1：2000、1：500為參考標准)，對已經做好影像畫面的地形圖資料最後的影像糾錯[2]。

在明確這兩個關鍵點後，製作出來的正射影像圖必然更加逼真、精準。

2.3 多光譜影像的配准

在應經完成糾錯的影像資料上在加以多光譜影像的配准，換句話說就是兩幅或者兩幅以上的影像進行對比、匹配，找出差異點，並在最終定稿的影像資料上進行補充。

多光譜影像的配准一般根據特徵和灰色度來進行。

2.4 影像的統一與融合

影像的`統一與融合是指，將不同解析度的衛星遙感數據影像資料進行統一並融合處理，經過統一融合處理過的影像資料其空間解析度較高、目標識別較容易、有具有多光譜的效果，讓人初次看上去就有生動形象的畫面感[3]。

在進行這部分操作的關鍵在於影像數據的糾錯以及多光譜影像的配准，只有這兩個步驟做到完備，那麼影像的統一融合效果就會更佳。

3.衛星影像圖的構型

衛星影像正射圖的製作是一項極其復雜、涉及面廣泛的工作，主要包括前期的衛星遙感影像數據資料的採集，數字與圖像資料的糾錯、多光譜影像的配准、影響的統一和融合以及影像製作後期對重疊區、色調以及圖像的調整和嵌入等[4]。

圖像的調整和嵌入需要將大量解析度不同、形狀不同、研究區和交界處不同的圖像資料整合起來，再進行糾錯、配准和最後圖片的鑲嵌。

因此，製作一幅效果良好、比例均衡的數字影像鑲嵌圖要經歷以下三個步驟。

首先，找准重疊區。

衛星影像正射圖的製作過程中面對大量的圖片，可能會出現研究區域重疊、交接處重疊或者圖形重復等情況，這些情況是非常常見的。

但是如何將這些重疊區尋找出來並在圖形資料中標記，有利於後期的圖像鑲嵌呢?這里就必須要注意到以下兩個方面：其一，找准相鄰圖像的重疊區域;其二，確定重疊區域後要以不同的記號標注。

其次，調整色調。

調整色調是正射影像圖製作中一個重要環節，不同解析度、不同成像條件或者圖片之間存在許多差異的圖像，由於要實現衛星影像正射圖的完整效果，因此鑲嵌的圖像的差異性較大、輻射水平不同的話，會嚴重因想到圖像形成的最後質量，圖像的光感度、亮度的差異也就會千姿百態，不能夠成為一幅比例均衡的衛星影像正射圖。

因此，這個環節中要注重圖像色彩、色調的調節。

因此，在調節色彩和色調時要尋找顏色相近、色調差異小的圖像，而色彩差異較大的圖像，要採用專門的技術對其進行調整，以實現整體效果。

最後，圖像嵌入。

在確認重疊區和調整色調兩個步驟完成之後，就是最後的圖像嵌入工作了。

這個環節必須要注意的就是尋找色彩相近、位置相鄰的圖像進行鑲嵌，嵌入時須在兩幅待嵌入的圖像中確認一條連接縫合線。

這條連接縫合線的質量與最後圖像嵌入的效果好壞息息相關，因此連接縫合線的選擇必須萬無一失。

兩幅嵌入的圖像在嵌入過程中在連接縫處也許會出色調不一致的情況，這時必須利用亮度潛入的方法對兩幅的圖像的色調進行最後的調整，調整至視覺感官和諧為止，這樣一來，連接縫合處的破綻才不至於一眼就能探出。

4.結束語

衛星影像正射圖的製作是一項極其復雜、涉及面廣泛的工作，主要包括前期的衛星遙感影像數據資料的採集，數字與圖像資料的糾錯、多光譜影像的配准、影響的統一和融合以及影像製作後期對重疊區、色調以及圖像的調整和嵌入等。

利用衛星遙感數據來製作正射影像圖時，在實施數字與圖像資料的糾錯、多光譜影像的配准、影響的統一和融合這三項操作時一般使用真悶的遙感影像操作軟體Cyberland，在進行影像製作後期對重疊區、色調以及圖像的調整和嵌入這三項操作時，一般採用專業的影像處理系統ImageXuite。

參考文獻

[1]林躍春，王睿.淺談數字正攝影像的製作技巧與心得[J].測繪與空間地理信息，2011(34)：110.

[2]劉鵬，黃國清，車風.淺談高質量數字正射影像圖的製作[J].城市勘測，2012(5)：80.

[3]答星.基於OrthoVista 的數字正射影像快速成圖的方法研究[J].測繪通報，2011(8)：54-56.

㈡ 實驗二十一 遙感圖像立體像對DEM提取

一、實驗目的

通過利用ASTER影像立體像對進行高程信息（DEM）提取實驗，掌握運用ENVI Topographic功能從ASTER影像數據中提取DEM 的操作，加深對遙感影像信息與DEM 關系的理解。

二、實驗內容

①運用ASTER 可見光近紅外波段（VNIR）的Band3N和Band3B立體像對數據提取高程信息（DEM）的原理分析；②運用ENVI Topographic功能從廣西姑婆山地區ASTER數據提取DEM的操作。

三、實驗要求

①掌握利用立體像對提取DEM 的基本操作方法；②掌握DEM 編輯方法。編寫實驗報告。

四、技術條件

①微型計算機；②廣西姑婆山地區ASTER 數據；③ENVI軟體；④Photoshop軟體（ver.6.0以上）和ACDSee軟體（ver.4.0以上）。

五、實驗步驟

（1）打開廣西姑婆山地區ASTER數據：打開「File>Open Image Files」，將ASTER數據放入「Available Bands List」中，可以看到，ASTER數據包含從可見光到熱紅外共14個光譜通道，分為可見光近紅外（VNIR）、短波紅外（SWIR）、熱紅外（TIR）。其中可見光近紅外（VNIR）中的Band3 分為Band3N 和Band3B, Band3N 為星下點數據， Band3B為後視波段，在本次實驗中將利用這兩個波段進行立體像對觀測及DEM 提取。

（2）輸入立體像對：打開「Topographic>DEM Extraction>DEM Extraction Wizard>New」，將出現「DEM Extarction Wizard Step 1 of 9」輸入立體像對對話框，如圖21-1所示，選擇「Select StereoImage …」，在「LeftImage」輸入星下點數據Band3N；在「Right Image」輸入後視數據Band3B，輸入完畢後將會自動算出該地區最高點和最低點高程。

（3）選擇地面控制點：輸入立體像對影像後，選擇【Next】按鈕進行下一步操作，出現「DEM Extraction Wizard Step 2 of 9」選擇地面控制點對話框，如圖21-2所示，本次實驗選擇「No GCPs（relative DEM values only）」選項，即不選擇地面控制點，這種方法提取的高程信息為相對高程。

圖21-1 選擇立體像對影像對話框

圖21-2 選擇地面控制點對話框

（4）定義連接點：選擇地面控制點後，選擇【Next】按鈕進行下一步操作，出現「DEM Extraction Wizard Step 4 of 9」定義連接點對話框，在連接點來源選項中，選擇「Generate Tie Points Automaticalyl」選項，即自動生成連接點，自定義生成連接點參數，包括連接點數量（Number of Tie Points）、選擇窗口大小（Search Window Size）、移動窗口大小（Moving Window Size）、區域海拔（Region Elevation）四項，如圖21- 3所示，設定適當的參數後選擇【Next】按鈕進行下一步操作。

等待連接點自動產生後，將會出現左右兩幅影像及「DEM Extraction Wizard Step 5 of 9」編輯連接點對話框，如圖21-4所示，按動「Current Tie Point」左右箭頭，選擇目前連接點，將誤差較大的連接點進行手動調節，或者直接按【Delete】按鈕刪除；或者選擇【Add】按鈕在左右兩幅影像上添加新的連接點，確保「Maximum Y Parallax」最大視角誤差小於10。

編輯連接點完成後，選擇【Next 按鈕進行下一步操作，出現「DEM Extraction Wizard Step 6 of 9」對話框，生成左右兩幅核線影像，選擇保存路徑，並可以選擇下方「Examine Epipolar Results」檢查核線結果，如圖21-5所示。

（5）設置DEM 提取參數：保存和檢查核線結果後，選擇【Next】按鈕進行下一步操作，出現「DEM Extraction Wizard Step 7 of 9」對話框，選擇輸出DEM 的投影坐標以及像元大小，選擇好後點擊【Next】按鈕進行下一步操作，將出現「DEM Extraction Wizard Step 8 of 9」設置DEM 參數對話框，如圖21-6所示。

圖21-3 定義連接點對話框

圖21-4 編輯連接點對話框

圖21-5 保存核線影像文件對話框

圖21-6 DEM 提取參數設置對話框

在DEM 提取參數（DEM Extraction Parameters）列表中可以設置最小相關系數（Minmum Correlation）、背景值（Background Value）、邊緣圓滑（Edge Trimming）、移動窗口大小（Moving Window Size）、地形精度（Terrain Relief）、地形級別（Terrain Detail）。

在DEM結果輸出列表中，可以選擇輸出數據類型（分整型和浮點型兩種）、選擇輸出文件存儲路徑，如圖21-6所示。

（6）編輯DEM：輸出DEM 數據後，出現「DEM Extraction Wizard Step 9 of 9」對話框，點擊【Load DEM Result to Display with Editing Tool】按鈕，可以顯示提取出的DEM數據和「DEM Editing Tool」對話框，可以用DEM 編輯工具對生成的DEM 數據進行編輯，如圖21-7所示。

圖21-7 DEM 編輯工具對話框

六、實驗報告

（1）簡述實驗過程。

（2）回答問題：①ASTER有15個波段，提取DEM 數據依靠哪些波段數據？為什麼？②本次實驗提取了相對DEM 數據，如果要提取絕對DEM數據，需要如何操作？

實驗報告格式見附錄一。

㈢ ∶遙感影像地圖製作

1∶250000遙感影像地圖是1∶250000遙感地質解譯和其他比例尺遙感專項解譯必備的基礎圖像，它包括1∶250000遙感影像地圖和遙感正射影像地圖兩種。主要應用於地質、礦產及水文等常規地質調查，以及生態環境因子信息的解譯提取與分類等工作中。製作過程包括地理數據(資料)處理、全波段數據輻射校正、幾何校正、配准、圖像鑲嵌、數據融合及地理編碼等。雖然兩種影像地圖製作的方法大致相同，由於在正射影像地圖製作過程中利用了數字高程模型數據(DEM)進行了高程糾正，因此圖像的幾何精度較高，適用於地形高差較大的山地地區;而影像地圖更加適用於地形高差較小的平原、丘陵地區。為此，在實際工作中，應根據工作區的具體地形高差及切割程度自行選擇，以充分滿足解譯成圖的精度為目的。

4.2.1 地理資料處理

包括對以紙介質形式存在的1∶250000、1∶100000地形圖和數字高程模型(DEM)、柵格地圖(DRG)數據的處理。目的是為遙感影像地圖、遙感正射影像圖的製作提供地理要素與控制資料，同時為遙感地質解譯、野外地質調查提供工作數字化用圖。

4.2.1.1 數字高程模型(DEM)製作

DEM數據可直接從國家基礎地理信息中心購買，也可從地形圖上採集獲取。從地形圖上獲取方法是:首先，將1∶100000地形圖掃描，使用人機互動式等高線矢量化的方法，按照一定的等高距由地圖快速錄成系統對等高線進行細化、矢量化、編輯、賦值、空間坐標定向處理;然後，按內插點的分布范圍，將內插分為整體內插、分塊內插和逐點內插三類，根據一定的插值方法(如Kriging法等)，進行等高線的插值獲取，提取高程信息;再根據糾正單元進行DEM鑲嵌與數據格式轉換，生成全區的鑲嵌DEM;最後，檢查拼接精度是否滿足要求，方法是通過生成DEM暈渲圖檢查DEM是否存在誤差。

4.2.1.2 柵格地圖(DRG)製作

DRG是由1∶100000比例尺的地形圖經掃描、幾何糾正及色彩校正後形成的，其內容、幾何精度和色彩與原圖保持一致的柵格數據文件。製作方法及步驟如下。

(1)地形圖掃描

將紙質地形圖按照一定的掃描解析度(一般150～300dpi)進行掃描，存儲為TIF圖像格式。

(2)圖幅生成控制點

利用用戶設置的標准圖幅信息，將自動計算公里格網交點作為控制點。在生成圖幅控制點前，需要先設置圖幅信息，指定內圖廓點，其步驟如下:

1)設置圖幅信息。

a.圖幅號。地圖的標准圖幅號。

b.格網間距。標准圖幅的格網間距，其值應與校正圖的格網間距保持一致。

c.坐標系。地圖採用的坐標系統，主要是54坐標系和80坐標系。如選擇大地坐標，則生成的標准圖幅採用大地坐標(單位:m)，否則採用圖幅坐標。

2)設置生成圖幅控制點信息。

a.圖幅坐標。通過在影像上選擇圖幅坐標點，定位內圖廓點。

b.最小間隔。生成控制點時舍棄控制點的最小間距。

3)定位內圖廓點。

在圖像上確定四個內圖廓點的位置。完成參數設置和內圖廓點信息的輸入，自動計算出控制點的理論坐標，並根據理論坐標反算控制點的圖像坐標。

(3)順序修改控制點

由圖幅生成控制點的圖像坐標是根據相應的公里格網交點理論坐標反算出的圖像坐標，但由於原始圖像存在一定的扭曲變形。因此，該值和原圖上對應的公里格網交點的坐標值並不一定相同，需要對點位進行修正。

(4)逐格網校正

需輸入影像范圍(即校正影像的邏輯坐標范圍)、影像輸出解析度、影像外廓(即相對內圖廓的外擴距離，單位與圖幅坐標一致)。通過設置外廓距離，可使圖幅內廓邊界以外一定距離內的影像不會在影像校正過程中發生變形。

(5)柵格地圖控制精度要求

糾正控制點殘差小於1m;重采樣間隔1m;圖廓點、公里格網及其交點坐標偏差不得大於1m。

1∶100000DEM格網間隔與高程中誤差要求為:平地DEM格網間距50m，高程中誤差6m;丘陵DEM格網間距50m，高程中誤差10m;中低山DEM格網間距50m，高程中誤差10m;高山及極高山地區的高程中誤差按可相應放寬至1.5倍。

(6)精度評價

柵格地圖精度評價，包括對原始圖質量評估的圖幅質量評價，對校正生成DRG的質量評估以及標准圖框套合檢查。

1)原始圖質量評估。該項是對柵格地圖製作的原始數據進行質量評價，主要反映的是原始圖是否有折皺，掃描時是否置平等。若原始圖質量不好，則校正出的柵格地圖肯定會受到一定的影響。

要對原始圖進行質量評價，首先需要順序修改控制點，當所有的控制點修改完畢後，圖幅質量文件中的數值反映了原始地圖影像的質量情況，其文件參數為圖像糾正前的最大殘差和中誤差。其中的中誤差值反映了原始圖的整體質量，數值越大，質量越差;最大殘差值反映了原始圖中偏差最大的控制點的點號及偏差值。

2)校正圖質量評估。該項用於評估校正生成DRG數據的質量。在完成逐格網校正後，根據圖幅信息和按照圖幅生成控制點部分中添加內圖廓點的方法，定位影像的四個內圖廓點，生成反映影像校正情況的質量評估文件，其文件參數為圖像糾正後的中誤差，中誤差值反映了校正後影像的整體質量。圖廓邊長及對角線尺寸檢查(單位:m):上邊、下邊、左邊、右邊、對角1、對角2，圖廓邊長及對角線尺寸檢查，通過對圖幅圖廓邊長的檢測值與理論值進行比較，檢驗圖廓邊長、對角線各條邊長是否符合精度要求。

3)圖框套合檢查。在評估校正生成DRG數據質量時，還可以用生成的理論格網與校正圖上公里網進行套合比較的方法檢驗公里格網精度是否在規定的限差之內。通過檢查其套合情況，可判斷校正生成的DRG數據質量。

(7)存儲格式

利用ENVI軟體製作的DRG存儲格式是*.tif和*.img;用MapGIS系統製作的DRG存儲格式是*.MSI。

(8)用途

柵格地圖圖件是遙感影像圖製作、數字高程模型數據生成以及幾何校正的基礎地理參照圖像。

4.2.2 圖像預處理

在保持足夠信息量和清晰度的前提下，對雜訊和條帶較多的圖像，需通過鄰近像元灰度值替代法、低通濾波法、整行替代法和傅里葉變換法進行去雜訊、條帶的濾波處理，對輻射度畸變較大的圖像進行輻射糾正處理。

4.2.3 糾正與配准

4.2.3.1 糾正與配准模型選取

多採用物理和擬合多項式兩種糾正模型。糾正與配准應對所有波段進行。

物理模型適用於能提供嚴格衛星星歷參數的影像數據，要求同時具備DEM數據且控制點整景分布;有理多項式模型適用於難以獲得線性感測器的外部幾何參數且其姿態十分復雜的衛星數據，要求同時具備DEM數據且控制點整景分布;幾何多項式模型適合於平坦地區，通常用於處理難以提供獲取影像的衛星星歷參數和DEM數據的地區。一般根據數據源情況，對地形高差大的地區優先採用物理模型，其次有理多項式模型利用DEM數據進行正射精校正，平原區利用1∶100000DRG資料和幾何多項式模型對圖像進行幾何校正。

4.2.3.2 控制點選取

控制點應控制影像四周，且分布均勻。控制點個數應根據糾正模型和地形情況等條件確定。物理模型根據衛星星歷參數建立嚴密模型，選9個控制點即可，通常20個以上，該模型要求整景數據均有控制點分布;擬合多項式模型與其糾正階項(n)相關，當n=1時，要求每景最低不少於7個控制點，一般9個以上;當n=2時，每景選13～16個控制點為宜。該模型要求整景數據均有控制點分布。

4.2.3.3 糾正與配准控制點誤差要求

平地地形糾正控制點中誤差為1～1.5個像素，丘陵地形糾正控制點中誤差為1～1.5個像素，山地地形糾正控制點中誤差為1.5～2個像素，糾正控制點最大殘差不超過2倍中誤差。

平地地形配准控制點中誤差為0.5～1個像素，丘陵地形配准控制點中誤差為0.5～1個像素，山地地形配准控制點中誤差為1～1.5個像素，配准控制點最大殘差不超過2倍中誤差。

重采樣方法:包括鄰元法、雙線性內插法及立方卷積法。

對於數字正射影像圖(DOM)重采樣，其重采樣間隔應根據成圖比例尺確定，1∶250000比例尺重采樣間隔30m;1∶100000比例尺重采樣間隔15m;DOM接邊限差要求平地地形接邊限差為0.8mm，丘陵地形接邊限差為0.8mm，山地地形接邊限差為1.2mm。對於道路、河流等線狀地物，即使接邊限差符合上述規定，當鑲嵌影像出現重影、模糊時，應進行接邊處理。DOM影像應清晰、紋理信息豐富，景與景之間影像盡量保持色調均勻、反差適中。

4.2.4 影像融合

影像融合是指採用一種復合模型結構，將不同感測器的遙感數據或與不同類型的數據源所提供的信息加以綜合，以獲取高質量的影像信息，同時消除各感測器間信息冗餘，降低不確定性，提高解譯精度和可靠性，以形成對目標相對完整一致的信息顯示。對全色數據與多光譜數據、SPOT與TM數據糾正成果進行融合，例如，ETM⁺(全色)與TM7、4、1，TM5、4、3，TM5、3、2;SPOT與TM5、3、2融合等，形成兼具高解析度空間信息和多光譜彩色信息的融合影像。融合方法有主成分分析法、加權相乘法、IHS變換法等多種方法。

影像融合匹配精度檢查可採用影像融合法或影像疊合法進行，要求平原和丘陵地區匹配精度為0.5個像素，最大不超過1個像素;山地地區可適當放寬至1.5個像素。融合前須對影像進行色調調整，提高高解析度數據的亮度，增強局部反差，突出紋理細節，降低雜訊;對多光譜數據進行色彩增強，拉大不同地類之間的色彩反差，突出其多光譜彩色信息。

融合後檢查是否出現重影、模糊等現象。檢查影像紋理細節與色彩，判斷融合前的處理是否正確，如果存在問題，返回重處理。如果融合後影像亮度偏低、灰階范圍較窄，則可採用線性拉伸、調整亮度對比度等方法進行處理，在處理過程中，應盡量保留融合數據的光譜信息和空間信息。

4.2.5 影像鑲嵌

標准圖幅涉及多景數據或多個糾正分區，須考慮影像間接邊，其接邊限差平地和丘陵均為0.8mm;山地為1.2mm。

數字鑲嵌方法是在相鄰圖像重疊區內選擇同名點作為鑲嵌控制點，要求兩景同名地物嚴格對准，擬合中誤差在1個像元左右;兩景圖像間需進行亮度匹配，以減少亮度差異;鑲嵌拼接線的選擇無論是採用交互法還是自動選擇，均需是一條折線或曲線;在拼接點兩旁需選用「加權平均值方法」進行亮度圓滑，進一步提高圖像鑲嵌的質量。

接邊檢查可採用影像疊合法或檢查點選取法。影像疊合法對接邊影像進行疊合，結合目視判讀與點位量算提取誤差;檢查點選取法通過選取DOM影像公共區的同名點，計算其較差的中誤差。

當接邊誤差超過規范要求，應分析原因，並返回上道工序檢查和修改控制點;如果接邊誤差滿足要求，但某些特徵地物(如道路、河流)錯位，導致鑲嵌影像出現重影、模糊，應進行接邊糾正處理。

鑲嵌影像應保證色調均勻、反差適中，接邊重疊帶不允許出現明顯的模糊或重影。為保證接邊自然，接邊影像要有10～50個像素的重疊。

4.2.6 圖幅整飾與信息管理

4.2.6.1 圖廓整飾

圖廓整飾內容包括內圖廓、外圖廓及坐標注記，要求如下:

1)內圖廓線應是曲線，東西圖廓可以繪成直線，南北圖廓為弧線，可以分段表示成直線。圖廓線寬度為1個像元。

2)圖廓線平行於內圖廓線，與內圖廓線間隔為10mm，主圖廓線寬度為1mm，副圖廓線寬度為1個像元，兩者相互平行，距離為2mm。

3)圖廓線坐標注記內容是經緯度和公里網。在外圖廓上以經差15'、緯差10'間隔注記經緯度坐標，注記2mm長、1個像元寬的短線在主圖廓與副圖廓之間，貫通圖面的公里網間隔為10km。

圖廓四角的經緯度注記標於內圖廓四角的延長線兩側，字頭朝上。經度注記跨經線的左右，左注「度」，右注「分」「秒」;緯度注記跨緯線上下，上注「度」，下注「分」、「秒」。

公里網注記要求每條方里線在圖廓間注出其坐標值的兩位數(km)，首末方里線及百公里數方里線注記應注出完整數(km)，在南、北圖廓間的兩位公里數注在方里線的右側，百位以上數字注在方里線的左側，東、西圖廓間的兩位公里數注在方里線上方。

坐標注記採用宋體。注記整10km字高為3mm，帶號與整千千米字高為2mm。

4.2.6.2 圖面整飾與注記

1)圖面整飾要求標注圖名、圖幅接合表、數字比例尺和線比例尺、密級等。

a.圖名。用橫向注記在北圖廓外居中位置，字體採用黑體，字高為10mm，字間距為10mm;圖名下方注記圖幅編號，字體採用黑體，字高為5mm。

b.比例尺。標注於南圖廓外正中位置。應同時繪制數字比例尺和直線比例尺。

c.圖例內容。包括地理要素和專題要素。一般配置在東圖廓外側，沿外圖廓線從上而下排列，上方與北內圖廓線持平。

d.圖幅接合表配置。在北圖廓外西面。

e.圖件密級。劃分機密、秘密、內部用圖3種。密級標注在北圖廓外東面，最後一個字對齊東內圖廓線。字體用宋體，字高為5mm。

f.南圖廓外西面注記。包括所採用的遙感資料種類、時相和波段組合，控制資料等。字體用宋體，字高為5mm。

g.南圖廓外東面注記。作業單位，字體用宋體，字高為8mm。

2)按照應用的要求注記地理名稱、矢量要素、專題要素等信息。名稱注記用宋體，字高為線劃地形圖的2倍。

4.2.6.3 信息管理

以1∶100000地形圖標准圖幅為單元，分幅生成DOM影像。以此為基礎，分層疊加圖幅整飾內容，形成DOM信息管理文件，各圖層內容和順序為圖廓整飾、注記、行政境界和DOM。

4.2.7 檢查與驗收

1)影像地圖需嚴格符合技術設計和任務書的要求，滿足應用的需要。

2)影像地圖圖面要求影像清晰、反差適中、色調不偏色、信息豐富、層次突出。

3)圖廓線尺寸、公里網、經緯度、圖幅內外整飾及注記要符合要求。

4)數學精度的檢查:在每幅圖內隨機抽取25個以上均勻分布點位，在1∶100000或以上比例尺的線劃地形圖、數字地圖或影像地圖上讀取同名地物點的坐標作為真值，計算隨機取樣點的中誤差。

1∶250 000 遙感地質解譯技術指南

式中:m為點位中誤差，mm;Δx、Δy為隨機取樣點坐標差，mm;n為隨機取樣點點數。

隨機取樣點最大殘差不超過2倍中誤差為合格。

4.2.8 1∶250000遙感影像地圖應用

4.2.8.1 不同波段組合影像地圖的應用

遙感影像地圖波段組合應根據影像地圖的應用目的、制圖區地物的情況和圖像的信息量大小等因素加以選擇。對TM/ETM⁺和ASTER多光譜數據，要求波段組合應覆蓋可見光(B1、B2、B3)、近紅外(B4)到中紅外(B5、B7)的各個波段，波段之間相關系數最小，地質信息最為豐富，能夠具有最大的信息量，對解譯岩性和大的構造信息有利，常用的波段組合為B5、B4、B3。在乾旱裸露區，選擇B7、B4、B1波段組合;在植被覆蓋區，首選冬季低植被季節的圖像，盡量降低植被的影響，選擇B5、B3、B2波段組合，受植被影響比較低，對圖像解譯的可識別性較好，地質解譯效果最佳;ETM⁺(全色)分別與TM7、4、1，TM5、4、3及TM5、3、2融合後的圖像，地質解譯效果較好。

CEBRS數據通常選擇B2、B3和B4組合。

4.2.8.2 不同數據源、不同比例尺影像地圖的應用

1)為了滿足1∶250000比例尺遙感地質調查的精度要求，其影像地圖比例尺應為1∶100000。

2)1∶50000比例尺融合圖像是1∶250000遙感地質調查的重要遙感資料。

3)TM/ETM⁺和ASTER影像圖層次多、色彩豐富、信息量大，不同地質現象上均有較好的反映。因此TM/ETM⁺和ASTER數據應是1∶250000遙感地質調查的最佳數據源。

4)SPOT與TM所形成的融合圖像由於解析度高、立體感強，在解譯古火山機構方面作用突出，但其色調沒有TM本身圖像豐富，而且陰影偏大，所以在岩性劃分方面只能起輔助作用。

5)Radar與TM融合圖像在色調層次方面沒有TM豐富，與雷達圖像相比，在立體效果和影紋方面沒有更大的優勢，該片種不是1∶250000遙感填圖的優選圖像。

6)從數據的可獲取性、綜合應用效果和解決地質問題的能力角度出發，1∶250000遙感地質調查中遙感地質解譯應以1∶250000比例尺影像地圖為主，1∶100000為輔，進行交互解譯以確保解譯結果具有重現性。

7)室內解譯應充分利用遙感正射影像地圖與GIS系統相整合的優勢，進行多源數據的復合處理與解釋。

8)正射遙感影像地圖及三維可視化遙感影像圖能夠更好地突出地形地貌的景觀特徵，能更加直觀地提取構造、岩性分區、生態地質因子，進行地貌單元劃分等，因此地質解譯效果更加突出。