遥感影像图片如何立体

㈠ 卫星遥感数据的正射影像图的制作

卫星遥感数据的正射影像图的制作【1】

【摘 要】 随着卫星遥感技术的断发展，影像图的成图精度越来越来高。

卫星遥感技术融合了现代信息技术以及智能化遥感信息处理技术，其为城市规划、了解区域环境等方面提供了技术支撑。

正射影像图是利用DEM对卫星遥感影像进行微分纠正、辐射改正以及镶嵌等，并依据规定对影像数据进行裁切，从而制作成正射影像图。

【关键词】 卫星遥感 影像图 制作

随着科学技术的快速发展，人类社会已步入数字化信息时代。

数字信息在促进我国国民经济以及社会发展中发挥着重要作用。

传统的数字正射影像生产过程主要包括：DEM的生成及数字正射影像的生成、内业的空中三角测量加密、外业控制点的测量、航空摄影等，在数字影像处理过程中，其耗时长、成本高，精确度低等特点[1]。

因此，传统的地形图已无法满足快速发展的现代社会需求。

数字正摄像图具有信息丰富、直观性强、精确度高的特性，其正被广泛应用于土地动态监测、道路设计、农田水利建设、防洪抗灾等领域，随着科技的飞速发展，高精确度的正摄影像图对我国具有非常重要的意义。

1 数字正射影像图的发展现状

近年来，计算机技术及数字正摄影像图生产技术迅猛发展，数字正射影像图在城市规划、建设及管理中发挥着重要作用。

数字正射影像图正被城市规划专家广泛认同，其在实践中的应用也得到进一步发展。

目前，城市在获取基础信息以及更新图像数据库时，大多采用数字正射影像图。

自20世纪60年代以来，遥感一词受到社会的广泛关注。

遥感是指通过对遥远地方的目标物进行探测，并对获取的信息进行分析研究，进而确定目标物的特有属性，以及目标物之间的关系[2]。

而卫星遥感影像是指运用现代卫星遥感技术获取地球表面的客观实在物，并对物体进行数据分析，然后制作成影像图，最后服务于实际应用。

目前，世界各国政府及有识之士已达成“数字地球”的共识，他们都在为取得信息时代的战略制高点儿付出巨大的努力。

在此背景下，我国也将“数字中国”提上议事日程，而“数字城市”是“数字中国”的重要组成部分，其在我国经济发展中发挥着重要作用。

遥感信息是“数字城市”的重要内容，正影像图的精确度关系着我国数字城市的发展进程。

随着遥感信息技术的快速发展，人们对遥感信息的内在规律也日益了解，遥感信息已被广泛应用与城市的多个领域中。

数字正射影像图在规划城市建设、提高城市环境及社会经济效益方面起着非常重要的作用。

城市景观模型是城市现状的表现形式，其对于城市规划中具有重要的作用。

传统的城市景观模型无法展现城市的真实情况，应用数字正射影像图建立数字城市三维景观模型，既提高了精度，又可多角度浏览城市景观，为城市建设和国民经济发展提供决策依据。

当前，利用遥感信息构建数字景观模型的技术已日渐成熟，应用卫星遥感数据采集城市的平面信息并利用已有数字高程模型数据，可以制作成高精度的数字正射影像图。

2 数字正射影像图的制作存在的主要技术难点

2.1 摄像图像拼接缝隙较明显

当前，立体像对之间存在很大的灰度反差，如果重叠区域的镶嵌线处理不当，那么，人们会发现一幅图中存在几条很明显的反差缝隙，从而造成视觉上的不接边。

因此，为了保证影像的质量，提高影像图的额镶嵌效果，作业员应在投影差较小的区域镶嵌反差线，并尽可能选择靠近街道、河流、公路等区域，并禁止利用向前线分割整体的建筑物。

在镶嵌影像时，作业员应采用羽化的方式，并避免出现硬街边。

完成影像镶嵌后，作业员应开始对影像进行分幅，对于出现的杂点应进行再次处理。

2.2 建筑物变形严重

在对数字正射影像图进行纠正时，大多采用平均高程建构地面图形，并突出平均高程平面的建筑物。

由于高程建筑存在较大的投影差，因此，数字正射影像图容易发生变形。

在采集突出建筑物的数据时，作业员应分别采集突出建筑物以及非突出建筑物，并保证这两者的特征线不相交。

在删除非突出建筑物特征线的数据时，作业员应对突出建筑物的特征线进行数据计算，并计算生成DEM，唯有这样纠正影像，才能保证建筑物不变形;在删除突出建筑物特征线的数据时，作业员应保留其特征线的数据，并计算生成DEM。

2.3 正射影像图内色彩不均匀

利用卫星遥感进行图像拍摄的过程中，其中间亮而四周暗，有些上边亮而下边暗，因此，在拍摄过程中，作业员如果对摄像图片处理不得当，那么后期制作出的DOM色彩将失真，并出色彩不均匀的情况，其严重影像数据判断。

当前，作业员在处理原理影像时，大多采用中科院的DUX航测影像处理软件。

运用DUX航测影像处理软件对原始影像的色彩进行匀光匀色。

匀光处理参数主要有两类：一是确定有效范围以及景物处理系数;二是调整影像的亮度、色彩、敏感度参数。

其具体步骤是：首先，对原始影像进行匀光处理;然后，成批打开相关影像数据，并分批进行匀光处理，在做匀色处理时，作业员应调整每条航带首尾影像，并采用“λ自适应”进行调整;最后，根据调整红啊的首尾影像对中间影像进行自动匹配，并分批处理匀色生成的影像。

3 数字正摄影像图的制作原理

数字正射影像图(Digital Orthophoto Map，缩写DOM)是利用DEM对经过扫描处理的数字化航空像片或遥感影像(单色或彩色)，经逐像元进行辐射改正、微分纠正和镶嵌，并按规定图幅范围裁剪生成的形象数据，带有公里格网、图廓(内、外)整饰和注记的平面图[3]。

数字正射影像图与我们平时看到的地图不同，它是我们地面信息在影像图上的真实反映，它不仅不存在变形，还比普通地图丰富，其可读性更强。

数字正射影像图可作为背景信息，我们可从中提取所需的自然资源以及社会信息，其为防治自然灾害以及规划公共设施等方面提供了很多可要的依据。

数字正摄影像图的制作原理是：依据正摄影像的特点，应用专业的地理信息遥感软件对原有的影像图进行辐射矫正以及几何矫正后，它可以消除各种因畸形及位移误差，从而获得较为准确的地理细腻下以及各种卫星遥感数字正射影像图。

当前，国内外使用的数字摄影测量仪主要是：Jx-4A全数字摄影测量系统，其是我国四维北京公司开发的测量系统;ImageS-tation工作站，它是美国Intergraph公司开发的测量系统;VituoZo系统，它是武汉适普公司开发的系统。

这些测量系统都能制作出各种比例的正射影像图，而且，他们的制作原理是一样的，他们都是对数字进行微分纠正[4]。

数字正摄影像图的制作原理是：首先，依据影像纹理配成立体像对，在此基础上，生成数字高程的模型;然后，对配成的像元进行数字微分纠正，并生成正射影像图[5]。

这种制图方式，可以保证图像质量，并延长器成图周期，其对作业员的综合素质要求很高。

因此，在运用数字正射影像图进行制图时，作业员应深入了解全数字摄影测量系统，并提高自身计算机图形图像处理知识，从而不断提高自身工作能力。

4 遥感正射影像图的制作

4.1 收集原始卫星影像图

近年来，遥感技术不断发展，遥感卫星影像层出不穷。

在利用遥感方法制作图时，原始卫星影像数据主要选用Ikonos、World View及QuickBird等。

这些影像数据具有文件数据量大、地面分辨率高、便于管理的优势，因此，被广泛应用于高精度正射影像图制作。

4.2 影像图的纠正、配准及融合

第一，利用GPS控制点对影像进行纠正。

利用卫星遥感数据制作正摄影像图时，作业员采集到第一批卫星影像资料后，就开始对影像进行影像控制，并利用GPS做影像控制。

影像图纠正的实质是对中心投影的影像数源进行正射纠正，并形成正射影像图[6]。

作业员可利用现有的1：500、1：2000以及1：5000对地形图资料进行影像纠正，在一定程度上可节约成本，缩短了工期，从而提高了工作效率，并确保了影像精确度。

第二，在完成影像纠正后，作业员应对多光谱影像进行配准。

影像配准的目的是识别两幅或多幅影像之间的同名像点。

其中，影像配准的方法有：灰度配准;特征配准。

第三，在完成影像配准后，作业员应对不同分辨率的遥感图像进行融合处理，并确保融合后的遥感图像既具备良好的空间分辨率，有具有多光谱的特征，从而实现增强图像的目的。

在融合图像分辨率的过程中，作业员应配准前两幅图像并在处理处理过程中，选择合适的融合方法。

只有精确地配准不同空间分辨率的图像时，作业员才能得到满意的融合效果。

第四，在支座遥感正射影像图时，作业员应选用具备遥感影像配准标准的融合系统Cyberland，来对影像图进行纠正、配准及融合。

当前，QcickBird全色影像以及QcickBird多光谱影像是应用较为广泛的影像制图软件。

4.3 无缝镶嵌影像图

影像图镶嵌是指对若干幅相邻的遥感数字图像进行几何镶嵌、去重叠、色彩调整等数字化处理，然后将其拼合成一幅完整的新影像图。

在应用遥感图像时，几幅影像图的交接处可能会存在较大的缝隙，需多幅图像才能覆盖缝隙，因此，他们需要研究该区域的图像配准，并将这些图像镶嵌气力啊，从而更好得进行处理、分析及研究。

影像镶嵌过程如下：

第一，确定影像重叠区域。

相邻图像的重叠区域是遥感图像镶嵌工作的实施地，也是其他工作的基准。

例如，影像色调的调整、影像的几何镶嵌、去影像重叠区都是以影像图的重叠区作为基准的。

因此，影像图之间的重叠区域的确定是否准确直接关系到影像图镶嵌的效果。

第二，调整影像色调。

影像图的色调调整是遥感影像图镶嵌工作的重要内。

由于影像图存在不同的时相以及不同的成像条件，再加上需镶嵌的影像图具有不同水平的辐射以及较大的亮度差异，必须对影像的色调进行调整。

如果不对影像图进行色调色调，那么即使影像图的几何位置配准很优秀，镶嵌在一起的影像图也无法应用于实际工作中。

色调调整时影像制图中的重要环节。

虽然有些遥感影像图的成像时相与成像条件相接近，但是，卫星遥感器的随机误差会导致图像的色调不一致，这将影像图像的实际应用效果，因此必须对卫星遥感影像图进行色调调整。

第三，图像镶嵌。

在完成重叠区域确定以及色调调整后，作业员可对相邻影像图进行镶嵌。

图像镶嵌是指找出相邻影像图需镶嵌图像的重叠区的接缝线。

因此，重叠区域接缝线的质量直接关系到影像图的镶嵌效果。

在对影像图进行镶嵌的过程中，作业员即使对影像图进行色调调整后，影像图接缝处的色调也会不一致，因此，作业员需对影像重叠区域的色调进行平滑，提高镶嵌的亮度，这样才能保证影像镶嵌后的无缝隙存在。

第四，在对影像图进行镶嵌的过程中，作业员应采用专业的影像处理系统。

ImageXuite是专业的影像处理系统，其影像匀光及镶嵌功能较为强大。

作业员通过对影像图进行匀光、匀色以及色调调整等，从而生成无缝镶嵌的影像。

ImageXuite是影像图镶嵌的重要软件，其在大多数情况下匀光效果显着，并实现较好的无缝影像镶嵌。

但是ImageXuite软件具有一些缺陷，例如，对影像的调色功能不强，在匀光的所有影像都偏暗时，ImageXuite的处理效果不佳，这是，作业员需配以Photoshop软件，通过运用Photoshop软件对影像进行调整，直到较好效果，然后将调整好的影像作为主影像，最后再对其他影像进行匀光处理，经过这些程序后，作业员即可获得一幅效果较好的影像图。

5 结语

随着科学技术的迅猛发展，卫星遥感技术取得了长远的进步，其影像图的成图精度越来越来高。

目前，人类社会已步入数字化信息时代，数字信息在促进我国国民经济以及社会发展中发挥着重要作用。

卫星遥感技术融合了现代信息技术以及智能化遥感信息处理技术，其为城市规划、了解区域环境等方面提供了技术支撑。

正摄影像图是利用DEM对扫描出的卫星遥感影像进行微分纠正、辐射改正以及镶嵌等，并依据规定裁减出形象数据，从而形成影像图。

数字正摄像图具有信息丰富、直观性强、精确度高的特性，其正被广泛应用于土地动态监测、道路设计、农田水利建设、防洪抗灾等领域，随着科技的飞速发展，高精确度的正摄影图对我国具有非常重要的意义。

参考文献：

[1]孔娟，薛倩，钱跃磊，陈慧娟.浅析数字正射影像图制作质量的改进[J].许昌学院学报，2012，(5)：120.

[2]李海洋，王丽英.基于PCI的遥感正射影像图制作[J].矿山测量，2009，(4)：44.

[3]张玉方，欧阳平，程新文，蔡冲.基于LiDAR数据的正射影像图制作方法[J].测绘通报，2008，(8)：44.

[4]姜淼，张丽霞，龚伟.正射影像地图的制作方法与应用研究[J].测绘与空间地理信息，2009，(5)：150.

[5]刘利红，吴海宽.基于立体像对的DEM提取和正摄影像正射影像图制作研究[J].内蒙古科技与经济，2011，(7)：101.

卫星遥感数据的正射影像图的制作【2】

【摘要】卫星遥感是一种采用人们通过航空技术发射在地球外层空间的人造卫星对地球地面、地面以上的空间以及外层太空天体进行综合性观测的技术。

而卫星遥感所得数据在正射影像图的制作上应用价值广泛，本文通过阐述卫星遥感数据以及卫星影响图的来源以及所具有的特征，并分析了卫星遥感数据用于制作正射影图过程中出现的纠错、配准以及最后统一融合的方法及原理，简要介绍了正射影像图的构型、调色以及去重叠等数据信息处理的方式和过程。

【关键词】卫星遥感技术;数据;信息;正射影像图;制作

引言

21世纪信息科技时代的到来，卫星遥感技术也在不断的更新、完善之中。

目前的卫星遥感技术在用于制作正射影像图方面效果显着，并且成图的精准度越来越高，远远超过比例尺地形图的精准度。

卫星遥感技术在城市建设、城市规划以及了解环境状况和资源状况方面具有强大的支撑作用。

采用卫星遥感技术制作的城市影像图具有目标辨认难度小、内容清晰、比例尺大以及转释较容易的优势，这项技术已经广泛应用于社会生产和发展的各个层面。

该项技术还有助于治理生态环境、搜集专业信息、监测工程项目以及防止各种自然灾害等工作的开展。

1.国内外普遍流行的卫星影像图收集方式

随着新科技革命的不断深入，卫星遥感技术日新月异，目前国际上较为早期出现的卫星遥感技术是来自美国的Earth watch 卫星数据资源库的QuickBird卫星影像，这款卫星影像的地面全色分辨率达到0.61m，成像款幅度达到16.5×16.5/km2，随后美国相继推出了Space imaging Ikonos和Land sat TM卫星遥感影像，这宽两款卫星遥感较Earth watch的QuickBird的影像效果以及成像款幅度都有所提升。

俄罗斯生产了一款Spin-2卫星影像，这款卫星影像在地面分辨率方面虽然不及美国的Land sat TM卫星遥感，但是其成像款幅度可以达到200×300/km2却与美国的三种卫星影响有明显的优势。

2.卫星影像图的纠错、配准以及统一融合

2.1 数字纠错

光学纠错仪是一款用于将航拍模拟摄影片转化为平面图的工具，主要适用于传统的框架模幅式的航拍摄像画面的数字影像[1]。

现阶段出现了许多新鲜的卫星数字遥感技术，这些技术的影响数据采用传统的光学纠错仪就不能很好地转化。

因此，数字微分纠错技术由此诞生。

这是一项通过地面的有效参数以及数字地面的基本雏形，在设置适当的构想公式，并依据适当的数学模型控制范围和控制点将航拍摄像画面的数字影像转化为正射影像图的。

这种技术不仅简单、方便，而且适用范围较广，已经成为国内外普遍使用的数字纠错技术。

2.2 影像纠错

在影像纠错过程中首先要明确两点：

其一，GPS控制点是影像纠错的关节点。

其二，采用相应的比例尺纠错是完善影像纠错的后续工作。

在利用遥感卫星数据制作正射影像图时，首先利用GPS的各个方位的控制点将影像的大致形体构造稳定，然后手动微调影像控制画面。

最后在根据不同的比例尺的标准(一般以1：5000、1：2000、1：500为参考标准)，对已经做好影像画面的地形图资料最后的影像纠错[2]。

在明确这两个关键点后，制作出来的正射影像图必然更加逼真、精准。

2.3 多光谱影像的配准

在应经完成纠错的影像资料上在加以多光谱影像的配准，换句话说就是两幅或者两幅以上的影像进行对比、匹配，找出差异点，并在最终定稿的影像资料上进行补充。

多光谱影像的配准一般根据特征和灰色度来进行。

2.4 影像的统一与融合

影像的`统一与融合是指，将不同分辨率的卫星遥感数据影像资料进行统一并融合处理，经过统一融合处理过的影像资料其空间分辨率较高、目标识别较容易、有具有多光谱的效果，让人初次看上去就有生动形象的画面感[3]。

在进行这部分操作的关键在于影像数据的纠错以及多光谱影像的配准，只有这两个步骤做到完备，那么影像的统一融合效果就会更佳。

3.卫星影像图的构型

卫星影像正射图的制作是一项极其复杂、涉及面广泛的工作，主要包括前期的卫星遥感影像数据资料的采集，数字与图像资料的纠错、多光谱影像的配准、影响的统一和融合以及影像制作后期对重叠区、色调以及图像的调整和嵌入等[4]。

图像的调整和嵌入需要将大量分辨率不同、形状不同、研究区和交界处不同的图像资料整合起来，再进行纠错、配准和最后图片的镶嵌。

因此，制作一幅效果良好、比例均衡的数字影像镶嵌图要经历以下三个步骤。

首先，找准重叠区。

卫星影像正射图的制作过程中面对大量的图片，可能会出现研究区域重叠、交接处重叠或者图形重复等情况，这些情况是非常常见的。

但是如何将这些重叠区寻找出来并在图形资料中标记，有利于后期的图像镶嵌呢?这里就必须要注意到以下两个方面：其一，找准相邻图像的重叠区域;其二，确定重叠区域后要以不同的记号标注。

其次，调整色调。

调整色调是正射影像图制作中一个重要环节，不同分辨率、不同成像条件或者图片之间存在许多差异的图像，由于要实现卫星影像正射图的完整效果，因此镶嵌的图像的差异性较大、辐射水平不同的话，会严重因想到图像形成的最后质量，图像的光感度、亮度的差异也就会千姿百态，不能够成为一幅比例均衡的卫星影像正射图。

因此，这个环节中要注重图像色彩、色调的调节。

因此，在调节色彩和色调时要寻找颜色相近、色调差异小的图像，而色彩差异较大的图像，要采用专门的技术对其进行调整，以实现整体效果。

最后，图像嵌入。

在确认重叠区和调整色调两个步骤完成之后，就是最后的图像嵌入工作了。

这个环节必须要注意的就是寻找色彩相近、位置相邻的图像进行镶嵌，嵌入时须在两幅待嵌入的图像中确认一条连接缝合线。

这条连接缝合线的质量与最后图像嵌入的效果好坏息息相关，因此连接缝合线的选择必须万无一失。

两幅嵌入的图像在嵌入过程中在连接缝处也许会出色调不一致的情况，这时必须利用亮度潜入的方法对两幅的图像的色调进行最后的调整，调整至视觉感官和谐为止，这样一来，连接缝合处的破绽才不至于一眼就能探出。

4.结束语

卫星影像正射图的制作是一项极其复杂、涉及面广泛的工作，主要包括前期的卫星遥感影像数据资料的采集，数字与图像资料的纠错、多光谱影像的配准、影响的统一和融合以及影像制作后期对重叠区、色调以及图像的调整和嵌入等。

利用卫星遥感数据来制作正射影像图时，在实施数字与图像资料的纠错、多光谱影像的配准、影响的统一和融合这三项操作时一般使用真闷的遥感影像操作软件Cyberland，在进行影像制作后期对重叠区、色调以及图像的调整和嵌入这三项操作时，一般采用专业的影像处理系统ImageXuite。

参考文献

[1]林跃春，王睿.浅谈数字正摄影像的制作技巧与心得[J].测绘与空间地理信息，2011(34)：110.

[2]刘鹏，黄国清，车风.浅谈高质量数字正射影像图的制作[J].城市勘测，2012(5)：80.

[3]答星.基于OrthoVista 的数字正射影像快速成图的方法研究[J].测绘通报，2011(8)：54-56.

㈡ 实验二十一 遥感图像立体像对DEM提取

一、实验目的

通过利用ASTER影像立体像对进行高程信息（DEM）提取实验，掌握运用ENVI Topographic功能从ASTER影像数据中提取DEM 的操作，加深对遥感影像信息与DEM 关系的理解。

二、实验内容

①运用ASTER 可见光近红外波段（VNIR）的Band3N和Band3B立体像对数据提取高程信息（DEM）的原理分析；②运用ENVI Topographic功能从广西姑婆山地区ASTER数据提取DEM的操作。

三、实验要求

①掌握利用立体像对提取DEM 的基本操作方法；②掌握DEM 编辑方法。编写实验报告。

四、技术条件

①微型计算机；②广西姑婆山地区ASTER 数据；③ENVI软件；④Photoshop软件（ver.6.0以上）和ACDSee软件（ver.4.0以上）。

五、实验步骤

（1）打开广西姑婆山地区ASTER数据：打开“File>Open Image Files”，将ASTER数据放入“Available Bands List”中，可以看到，ASTER数据包含从可见光到热红外共14个光谱通道，分为可见光近红外（VNIR）、短波红外（SWIR）、热红外（TIR）。其中可见光近红外（VNIR）中的Band3 分为Band3N 和Band3B, Band3N 为星下点数据， Band3B为后视波段，在本次实验中将利用这两个波段进行立体像对观测及DEM 提取。

（2）输入立体像对：打开“Topographic>DEM Extraction>DEM Extraction Wizard>New”，将出现“DEM Extarction Wizard Step 1 of 9”输入立体像对对话框，如图21-1所示，选择“Select StereoImage …”，在“LeftImage”输入星下点数据Band3N；在“Right Image”输入后视数据Band3B，输入完毕后将会自动算出该地区最高点和最低点高程。

（3）选择地面控制点：输入立体像对影像后，选择【Next】按钮进行下一步操作，出现“DEM Extraction Wizard Step 2 of 9”选择地面控制点对话框，如图21-2所示，本次实验选择“No GCPs（relative DEM values only）”选项，即不选择地面控制点，这种方法提取的高程信息为相对高程。

图21-1 选择立体像对影像对话框

图21-2 选择地面控制点对话框

（4）定义连接点：选择地面控制点后，选择【Next】按钮进行下一步操作，出现“DEM Extraction Wizard Step 4 of 9”定义连接点对话框，在连接点来源选项中，选择“Generate Tie Points Automaticalyl”选项，即自动生成连接点，自定义生成连接点参数，包括连接点数量（Number of Tie Points）、选择窗口大小（Search Window Size）、移动窗口大小（Moving Window Size）、区域海拔（Region Elevation）四项，如图21- 3所示，设定适当的参数后选择【Next】按钮进行下一步操作。

等待连接点自动产生后，将会出现左右两幅影像及“DEM Extraction Wizard Step 5 of 9”编辑连接点对话框，如图21-4所示，按动“Current Tie Point”左右箭头，选择目前连接点，将误差较大的连接点进行手动调节，或者直接按【Delete】按钮删除；或者选择【Add】按钮在左右两幅影像上添加新的连接点，确保“Maximum Y Parallax”最大视角误差小于10。

编辑连接点完成后，选择【Next 按钮进行下一步操作，出现“DEM Extraction Wizard Step 6 of 9”对话框，生成左右两幅核线影像，选择保存路径，并可以选择下方“Examine Epipolar Results”检查核线结果，如图21-5所示。

（5）设置DEM 提取参数：保存和检查核线结果后，选择【Next】按钮进行下一步操作，出现“DEM Extraction Wizard Step 7 of 9”对话框，选择输出DEM 的投影坐标以及像元大小，选择好后点击【Next】按钮进行下一步操作，将出现“DEM Extraction Wizard Step 8 of 9”设置DEM 参数对话框，如图21-6所示。

图21-3 定义连接点对话框

图21-4 编辑连接点对话框

图21-5 保存核线影像文件对话框

图21-6 DEM 提取参数设置对话框

在DEM 提取参数（DEM Extraction Parameters）列表中可以设置最小相关系数（Minmum Correlation）、背景值（Background Value）、边缘圆滑（Edge Trimming）、移动窗口大小（Moving Window Size）、地形精度（Terrain Relief）、地形级别（Terrain Detail）。

在DEM结果输出列表中，可以选择输出数据类型（分整型和浮点型两种）、选择输出文件存储路径，如图21-6所示。

（6）编辑DEM：输出DEM 数据后，出现“DEM Extraction Wizard Step 9 of 9”对话框，点击【Load DEM Result to Display with Editing Tool】按钮，可以显示提取出的DEM数据和“DEM Editing Tool”对话框，可以用DEM 编辑工具对生成的DEM 数据进行编辑，如图21-7所示。

图21-7 DEM 编辑工具对话框

六、实验报告

（1）简述实验过程。

（2）回答问题：①ASTER有15个波段，提取DEM 数据依靠哪些波段数据？为什么？②本次实验提取了相对DEM 数据，如果要提取绝对DEM数据，需要如何操作？

实验报告格式见附录一。

㈢ ∶遥感影像地图制作

1∶250000遥感影像地图是1∶250000遥感地质解译和其他比例尺遥感专项解译必备的基础图像，它包括1∶250000遥感影像地图和遥感正射影像地图两种。主要应用于地质、矿产及水文等常规地质调查，以及生态环境因子信息的解译提取与分类等工作中。制作过程包括地理数据(资料)处理、全波段数据辐射校正、几何校正、配准、图像镶嵌、数据融合及地理编码等。虽然两种影像地图制作的方法大致相同，由于在正射影像地图制作过程中利用了数字高程模型数据(DEM)进行了高程纠正，因此图像的几何精度较高，适用于地形高差较大的山地地区;而影像地图更加适用于地形高差较小的平原、丘陵地区。为此，在实际工作中，应根据工作区的具体地形高差及切割程度自行选择，以充分满足解译成图的精度为目的。

4.2.1 地理资料处理

包括对以纸介质形式存在的1∶250000、1∶100000地形图和数字高程模型(DEM)、栅格地图(DRG)数据的处理。目的是为遥感影像地图、遥感正射影像图的制作提供地理要素与控制资料，同时为遥感地质解译、野外地质调查提供工作数字化用图。

4.2.1.1 数字高程模型(DEM)制作

DEM数据可直接从国家基础地理信息中心购买，也可从地形图上采集获取。从地形图上获取方法是:首先，将1∶100000地形图扫描，使用人机交互式等高线矢量化的方法，按照一定的等高距由地图快速录成系统对等高线进行细化、矢量化、编辑、赋值、空间坐标定向处理;然后，按内插点的分布范围，将内插分为整体内插、分块内插和逐点内插三类，根据一定的插值方法(如Kriging法等)，进行等高线的插值获取，提取高程信息;再根据纠正单元进行DEM镶嵌与数据格式转换，生成全区的镶嵌DEM;最后，检查拼接精度是否满足要求，方法是通过生成DEM晕渲图检查DEM是否存在误差。

4.2.1.2 栅格地图(DRG)制作

DRG是由1∶100000比例尺的地形图经扫描、几何纠正及色彩校正后形成的，其内容、几何精度和色彩与原图保持一致的栅格数据文件。制作方法及步骤如下。

(1)地形图扫描

将纸质地形图按照一定的扫描分辨率(一般150～300dpi)进行扫描，存储为TIF图像格式。

(2)图幅生成控制点

利用用户设置的标准图幅信息，将自动计算公里格网交点作为控制点。在生成图幅控制点前，需要先设置图幅信息，指定内图廓点，其步骤如下:

1)设置图幅信息。

a.图幅号。地图的标准图幅号。

b.格网间距。标准图幅的格网间距，其值应与校正图的格网间距保持一致。

c.坐标系。地图采用的坐标系统，主要是54坐标系和80坐标系。如选择大地坐标，则生成的标准图幅采用大地坐标(单位:m)，否则采用图幅坐标。

2)设置生成图幅控制点信息。

a.图幅坐标。通过在影像上选择图幅坐标点，定位内图廓点。

b.最小间隔。生成控制点时舍弃控制点的最小间距。

3)定位内图廓点。

在图像上确定四个内图廓点的位置。完成参数设置和内图廓点信息的输入，自动计算出控制点的理论坐标，并根据理论坐标反算控制点的图像坐标。

(3)顺序修改控制点

由图幅生成控制点的图像坐标是根据相应的公里格网交点理论坐标反算出的图像坐标，但由于原始图像存在一定的扭曲变形。因此，该值和原图上对应的公里格网交点的坐标值并不一定相同，需要对点位进行修正。

(4)逐格网校正

需输入影像范围(即校正影像的逻辑坐标范围)、影像输出分辨率、影像外廓(即相对内图廓的外扩距离，单位与图幅坐标一致)。通过设置外廓距离，可使图幅内廓边界以外一定距离内的影像不会在影像校正过程中发生变形。

(5)栅格地图控制精度要求

纠正控制点残差小于1m;重采样间隔1m;图廓点、公里格网及其交点坐标偏差不得大于1m。

1∶100000DEM格网间隔与高程中误差要求为:平地DEM格网间距50m，高程中误差6m;丘陵DEM格网间距50m，高程中误差10m;中低山DEM格网间距50m，高程中误差10m;高山及极高山地区的高程中误差按可相应放宽至1.5倍。

(6)精度评价

栅格地图精度评价，包括对原始图质量评估的图幅质量评价，对校正生成DRG的质量评估以及标准图框套合检查。

1)原始图质量评估。该项是对栅格地图制作的原始数据进行质量评价，主要反映的是原始图是否有折皱，扫描时是否置平等。若原始图质量不好，则校正出的栅格地图肯定会受到一定的影响。

要对原始图进行质量评价，首先需要顺序修改控制点，当所有的控制点修改完毕后，图幅质量文件中的数值反映了原始地图影像的质量情况，其文件参数为图像纠正前的最大残差和中误差。其中的中误差值反映了原始图的整体质量，数值越大，质量越差;最大残差值反映了原始图中偏差最大的控制点的点号及偏差值。

2)校正图质量评估。该项用于评估校正生成DRG数据的质量。在完成逐格网校正后，根据图幅信息和按照图幅生成控制点部分中添加内图廓点的方法，定位影像的四个内图廓点，生成反映影像校正情况的质量评估文件，其文件参数为图像纠正后的中误差，中误差值反映了校正后影像的整体质量。图廓边长及对角线尺寸检查(单位:m):上边、下边、左边、右边、对角1、对角2，图廓边长及对角线尺寸检查，通过对图幅图廓边长的检测值与理论值进行比较，检验图廓边长、对角线各条边长是否符合精度要求。

3)图框套合检查。在评估校正生成DRG数据质量时，还可以用生成的理论格网与校正图上公里网进行套合比较的方法检验公里格网精度是否在规定的限差之内。通过检查其套合情况，可判断校正生成的DRG数据质量。

(7)存储格式

利用ENVI软件制作的DRG存储格式是*.tif和*.img;用MapGIS系统制作的DRG存储格式是*.MSI。

(8)用途

栅格地图图件是遥感影像图制作、数字高程模型数据生成以及几何校正的基础地理参照图像。

4.2.2 图像预处理

在保持足够信息量和清晰度的前提下，对噪声和条带较多的图像，需通过邻近像元灰度值替代法、低通滤波法、整行替代法和傅里叶变换法进行去噪声、条带的滤波处理，对辐射度畸变较大的图像进行辐射纠正处理。

4.2.3 纠正与配准

4.2.3.1 纠正与配准模型选取

多采用物理和拟合多项式两种纠正模型。纠正与配准应对所有波段进行。

物理模型适用于能提供严格卫星星历参数的影像数据，要求同时具备DEM数据且控制点整景分布;有理多项式模型适用于难以获得线性传感器的外部几何参数且其姿态十分复杂的卫星数据，要求同时具备DEM数据且控制点整景分布;几何多项式模型适合于平坦地区，通常用于处理难以提供获取影像的卫星星历参数和DEM数据的地区。一般根据数据源情况，对地形高差大的地区优先采用物理模型，其次有理多项式模型利用DEM数据进行正射精校正，平原区利用1∶100000DRG资料和几何多项式模型对图像进行几何校正。

4.2.3.2 控制点选取

控制点应控制影像四周，且分布均匀。控制点个数应根据纠正模型和地形情况等条件确定。物理模型根据卫星星历参数建立严密模型，选9个控制点即可，通常20个以上，该模型要求整景数据均有控制点分布;拟合多项式模型与其纠正阶项(n)相关，当n=1时，要求每景最低不少于7个控制点，一般9个以上;当n=2时，每景选13～16个控制点为宜。该模型要求整景数据均有控制点分布。

4.2.3.3 纠正与配准控制点误差要求

平地地形纠正控制点中误差为1～1.5个像素，丘陵地形纠正控制点中误差为1～1.5个像素，山地地形纠正控制点中误差为1.5～2个像素，纠正控制点最大残差不超过2倍中误差。

平地地形配准控制点中误差为0.5～1个像素，丘陵地形配准控制点中误差为0.5～1个像素，山地地形配准控制点中误差为1～1.5个像素，配准控制点最大残差不超过2倍中误差。

重采样方法:包括邻元法、双线性内插法及立方卷积法。

对于数字正射影像图(DOM)重采样，其重采样间隔应根据成图比例尺确定，1∶250000比例尺重采样间隔30m;1∶100000比例尺重采样间隔15m;DOM接边限差要求平地地形接边限差为0.8mm，丘陵地形接边限差为0.8mm，山地地形接边限差为1.2mm。对于道路、河流等线状地物，即使接边限差符合上述规定，当镶嵌影像出现重影、模糊时，应进行接边处理。DOM影像应清晰、纹理信息丰富，景与景之间影像尽量保持色调均匀、反差适中。

4.2.4 影像融合

影像融合是指采用一种复合模型结构，将不同传感器的遥感数据或与不同类型的数据源所提供的信息加以综合，以获取高质量的影像信息，同时消除各传感器间信息冗余，降低不确定性，提高解译精度和可靠性，以形成对目标相对完整一致的信息显示。对全色数据与多光谱数据、SPOT与TM数据纠正成果进行融合，例如，ETM⁺(全色)与TM7、4、1，TM5、4、3，TM5、3、2;SPOT与TM5、3、2融合等，形成兼具高分辨率空间信息和多光谱彩色信息的融合影像。融合方法有主成分分析法、加权相乘法、IHS变换法等多种方法。

影像融合匹配精度检查可采用影像融合法或影像叠合法进行，要求平原和丘陵地区匹配精度为0.5个像素，最大不超过1个像素;山地地区可适当放宽至1.5个像素。融合前须对影像进行色调调整，提高高分辨率数据的亮度，增强局部反差，突出纹理细节，降低噪声;对多光谱数据进行色彩增强，拉大不同地类之间的色彩反差，突出其多光谱彩色信息。

融合后检查是否出现重影、模糊等现象。检查影像纹理细节与色彩，判断融合前的处理是否正确，如果存在问题，返回重处理。如果融合后影像亮度偏低、灰阶范围较窄，则可采用线性拉伸、调整亮度对比度等方法进行处理，在处理过程中，应尽量保留融合数据的光谱信息和空间信息。

4.2.5 影像镶嵌

标准图幅涉及多景数据或多个纠正分区，须考虑影像间接边，其接边限差平地和丘陵均为0.8mm;山地为1.2mm。

数字镶嵌方法是在相邻图像重叠区内选择同名点作为镶嵌控制点，要求两景同名地物严格对准，拟合中误差在1个像元左右;两景图像间需进行亮度匹配，以减少亮度差异;镶嵌拼接线的选择无论是采用交互法还是自动选择，均需是一条折线或曲线;在拼接点两旁需选用“加权平均值方法”进行亮度圆滑，进一步提高图像镶嵌的质量。

接边检查可采用影像叠合法或检查点选取法。影像叠合法对接边影像进行叠合，结合目视判读与点位量算提取误差;检查点选取法通过选取DOM影像公共区的同名点，计算其较差的中误差。

当接边误差超过规范要求，应分析原因，并返回上道工序检查和修改控制点;如果接边误差满足要求，但某些特征地物(如道路、河流)错位，导致镶嵌影像出现重影、模糊，应进行接边纠正处理。

镶嵌影像应保证色调均匀、反差适中，接边重叠带不允许出现明显的模糊或重影。为保证接边自然，接边影像要有10～50个像素的重叠。

4.2.6 图幅整饰与信息管理

4.2.6.1 图廓整饰

图廓整饰内容包括内图廓、外图廓及坐标注记，要求如下:

1)内图廓线应是曲线，东西图廓可以绘成直线，南北图廓为弧线，可以分段表示成直线。图廓线宽度为1个像元。

2)图廓线平行于内图廓线，与内图廓线间隔为10mm，主图廓线宽度为1mm，副图廓线宽度为1个像元，两者相互平行，距离为2mm。

3)图廓线坐标注记内容是经纬度和公里网。在外图廓上以经差15'、纬差10'间隔注记经纬度坐标，注记2mm长、1个像元宽的短线在主图廓与副图廓之间，贯通图面的公里网间隔为10km。

图廓四角的经纬度注记标于内图廓四角的延长线两侧，字头朝上。经度注记跨经线的左右，左注“度”，右注“分”“秒”;纬度注记跨纬线上下，上注“度”，下注“分”、“秒”。

公里网注记要求每条方里线在图廓间注出其坐标值的两位数(km)，首末方里线及百公里数方里线注记应注出完整数(km)，在南、北图廓间的两位公里数注在方里线的右侧，百位以上数字注在方里线的左侧，东、西图廓间的两位公里数注在方里线上方。

坐标注记采用宋体。注记整10km字高为3mm，带号与整千千米字高为2mm。

4.2.6.2 图面整饰与注记

1)图面整饰要求标注图名、图幅接合表、数字比例尺和线比例尺、密级等。

a.图名。用横向注记在北图廓外居中位置，字体采用黑体，字高为10mm，字间距为10mm;图名下方注记图幅编号，字体采用黑体，字高为5mm。

b.比例尺。标注于南图廓外正中位置。应同时绘制数字比例尺和直线比例尺。

c.图例内容。包括地理要素和专题要素。一般配置在东图廓外侧，沿外图廓线从上而下排列，上方与北内图廓线持平。

d.图幅接合表配置。在北图廓外西面。

e.图件密级。划分机密、秘密、内部用图3种。密级标注在北图廓外东面，最后一个字对齐东内图廓线。字体用宋体，字高为5mm。

f.南图廓外西面注记。包括所采用的遥感资料种类、时相和波段组合，控制资料等。字体用宋体，字高为5mm。

g.南图廓外东面注记。作业单位，字体用宋体，字高为8mm。

2)按照应用的要求注记地理名称、矢量要素、专题要素等信息。名称注记用宋体，字高为线划地形图的2倍。

4.2.6.3 信息管理

以1∶100000地形图标准图幅为单元，分幅生成DOM影像。以此为基础，分层叠加图幅整饰内容，形成DOM信息管理文件，各图层内容和顺序为图廓整饰、注记、行政境界和DOM。

4.2.7 检查与验收

1)影像地图需严格符合技术设计和任务书的要求，满足应用的需要。

2)影像地图图面要求影像清晰、反差适中、色调不偏色、信息丰富、层次突出。

3)图廓线尺寸、公里网、经纬度、图幅内外整饰及注记要符合要求。

4)数学精度的检查:在每幅图内随机抽取25个以上均匀分布点位，在1∶100000或以上比例尺的线划地形图、数字地图或影像地图上读取同名地物点的坐标作为真值，计算随机取样点的中误差。

1∶250 000 遥感地质解译技术指南

式中:m为点位中误差，mm;Δx、Δy为随机取样点坐标差，mm;n为随机取样点点数。

随机取样点最大残差不超过2倍中误差为合格。

4.2.8 1∶250000遥感影像地图应用

4.2.8.1 不同波段组合影像地图的应用

遥感影像地图波段组合应根据影像地图的应用目的、制图区地物的情况和图像的信息量大小等因素加以选择。对TM/ETM⁺和ASTER多光谱数据，要求波段组合应覆盖可见光(B1、B2、B3)、近红外(B4)到中红外(B5、B7)的各个波段，波段之间相关系数最小，地质信息最为丰富，能够具有最大的信息量，对解译岩性和大的构造信息有利，常用的波段组合为B5、B4、B3。在干旱裸露区，选择B7、B4、B1波段组合;在植被覆盖区，首选冬季低植被季节的图像，尽量降低植被的影响，选择B5、B3、B2波段组合，受植被影响比较低，对图像解译的可识别性较好，地质解译效果最佳;ETM⁺(全色)分别与TM7、4、1，TM5、4、3及TM5、3、2融合后的图像，地质解译效果较好。

CEBRS数据通常选择B2、B3和B4组合。

4.2.8.2 不同数据源、不同比例尺影像地图的应用

1)为了满足1∶250000比例尺遥感地质调查的精度要求，其影像地图比例尺应为1∶100000。

2)1∶50000比例尺融合图像是1∶250000遥感地质调查的重要遥感资料。

3)TM/ETM⁺和ASTER影像图层次多、色彩丰富、信息量大，不同地质现象上均有较好的反映。因此TM/ETM⁺和ASTER数据应是1∶250000遥感地质调查的最佳数据源。

4)SPOT与TM所形成的融合图像由于分辨率高、立体感强，在解译古火山机构方面作用突出，但其色调没有TM本身图像丰富，而且阴影偏大，所以在岩性划分方面只能起辅助作用。

5)Radar与TM融合图像在色调层次方面没有TM丰富，与雷达图像相比，在立体效果和影纹方面没有更大的优势，该片种不是1∶250000遥感填图的优选图像。

6)从数据的可获取性、综合应用效果和解决地质问题的能力角度出发，1∶250000遥感地质调查中遥感地质解译应以1∶250000比例尺影像地图为主，1∶100000为辅，进行交互解译以确保解译结果具有重现性。

7)室内解译应充分利用遥感正射影像地图与GIS系统相整合的优势，进行多源数据的复合处理与解释。

8)正射遥感影像地图及三维可视化遥感影像图能够更好地突出地形地貌的景观特征，能更加直观地提取构造、岩性分区、生态地质因子，进行地貌单元划分等，因此地质解译效果更加突出。