印度IRS—P5衛(wèi)星影像生產(chǎn)1：10000地形圖成圖精度分析

馬麗　陳奇

[摘要]本文簡要介紹了IRS-P5衛(wèi)星及傳感器的有關(guān)性能參數(shù)；使用四川成都地區(qū)的立體像對數(shù)據(jù)進(jìn)行了有關(guān)試驗研究，結(jié)果表明：在高精度、均勻分布的地面控制點(diǎn)的支持下，IRS-P5衛(wèi)星立體像對可滿足國家1：25000基本比例尺地形圖測圖規(guī)范要求；在適當(dāng)放寬要求的情況下，可完成1：10000基本比例尺地形圖的測圖工作。

[關(guān)鍵詞]IRS-P5 精度分析

[中圖分類號] TP7 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-8-263-2

1 IRS-P5衛(wèi)星的基本特性

IRS-P5遙感衛(wèi)星是印度發(fā)射的高分辨率測圖衛(wèi)星。它搭載有兩個分辨率為2.5m的全色傳感器，可構(gòu)成同軌立體像對，主要用于地形圖制圖和數(shù)字高程建模采集等，對制圖和城建規(guī)劃等應(yīng)用具有重要意義。

IRS-P5衛(wèi)星的軌道高度為618km，搭載有兩個相同的相機(jī)，焦距為1945mm，一個傳感器沿軌道方向距天底點(diǎn)+26°推掃成像，另一個傳感器沿軌道方向距天底點(diǎn)-5°推掃成像，從而同時獲得同一軌道的立體像對。這種組合的立體觀測方式，有利于減小高差地區(qū)的遮擋，且后視影像可以制作良好的正射影像[1]。

2試驗數(shù)據(jù)及試驗區(qū)情況

本次試驗選取了四川省成都市某地區(qū)IRS-P5衛(wèi)星立體像對一對。像對地面分辨率為2.5米。同時在影像范圍內(nèi)均勻布設(shè)了15個控制點(diǎn)和18個檢查點(diǎn)。

在試驗區(qū)內(nèi)選取了兩幅1：10000試驗圖幅。圖幅一為一半山地、一半平地地貌；圖幅二為丘陵地貌。在兩 幅試驗圖幅內(nèi)分別均勻布設(shè)了檢查點(diǎn)25個（共50個）。

控制點(diǎn)和檢查點(diǎn)地面坐標(biāo)為GPS外業(yè)實測，精度達(dá)到厘米級水平。像點(diǎn)坐標(biāo)由數(shù)字?jǐn)z影測量工作站在立體觀測環(huán)境下放大量測，精度可達(dá)到子像素等級。

3試驗與結(jié)果分析

3.1試驗與結(jié)果

3.1.1定向及精度檢測

采用基于RPC參數(shù)的區(qū)域網(wǎng)平差方法，按照控制點(diǎn)在平面上的分布狀況，分為4個控制點(diǎn)（P09、P11、P22、P24）、9個控制點(diǎn)（P09、P10、P11、P15、P16、P18、P22、P23、P24）和15個控制點(diǎn)（全部控制點(diǎn)）三組進(jìn)行定向試驗。同時在影像范圍內(nèi)，使用18個精度檢查點(diǎn)對定向結(jié)果分別進(jìn)行檢查。定向及檢查精度結(jié)果見表1。

3.1.2立體測圖及DLG精度檢測

使用15個控制點(diǎn)的定向結(jié)果建立模型，按照國家1：10000比例尺地形圖測圖規(guī)范要求，在立體上進(jìn)行兩幅試驗圖幅的全要素測量，經(jīng)過簡單編輯得到DLG成果。

選擇位于明顯地物點(diǎn)上的檢查點(diǎn)與DLG數(shù)據(jù)中相應(yīng)的地物點(diǎn)作比較，統(tǒng)計DLG的平面精度。兩幅圖內(nèi)均有25個精度檢查點(diǎn)，但圖幅一內(nèi)有12個精度檢查點(diǎn)在DLG上無法準(zhǔn)確判讀，圖幅二內(nèi)有15個精度檢查點(diǎn)在DLG上無法準(zhǔn)確判讀。檢測結(jié)果見表2。

3.1.3DEM制作及精度檢測

提取DLG數(shù)據(jù)中的三維數(shù)據(jù)（包括等高線、高程點(diǎn)、湖泊、水庫等）和在立體影像上采集的特征點(diǎn)、線構(gòu)TIN，并生成DEM。

用線性內(nèi)插的方式內(nèi)插出精度檢查點(diǎn)處的高程值，將內(nèi)插出的高程值與精度檢查點(diǎn)高程值進(jìn)行比較并統(tǒng)計出DEM的高程精度。檢測結(jié)果見表3。

3.1.4RSDOM制作及精度檢測

利用上述DEM成果，制作出分辨率為2.5米的DOM成果，將位于明顯地物點(diǎn)上的檢查點(diǎn)與DOM數(shù)據(jù)中相應(yīng)的地物點(diǎn)作比較，并統(tǒng)計RSDOM的平面精度。檢測結(jié)果見表4。

3.2結(jié)果分析

由表1顯示，當(dāng)采用不同個數(shù)的控制點(diǎn)布點(diǎn)方案時，控制點(diǎn)平面精度可達(dá)2.3米左右，高程精度可達(dá)0.8米左右。當(dāng)控制點(diǎn)個數(shù)增多時，精度趨于一致?？偟膩碚f，在良好的地面控制點(diǎn)的支持下，IRS-P5衛(wèi)星立體像對的平面精度可達(dá)到2.5米，滿足1∶10000地形圖成圖3.0米的需要；高程精度可達(dá)到1.0米，僅滿足1：10000地形圖山地1.5米的精度需要。

利用15個控制點(diǎn)的定向結(jié)果進(jìn)行DLG、DEM、DOM生產(chǎn)試驗，通過與外業(yè)檢查點(diǎn)的比對發(fā)現(xiàn)，DLG與DOM的檢測精度基本滿足國家1：10000比例尺地形圖測圖規(guī)范要求，但DEM的檢測精度不能滿足國家1：10000比例尺規(guī)范要求。這是由于IRS-P5衛(wèi)星的地面分辨率僅有2.5m、基高比僅有0.62，這對高程精度產(chǎn)生了一定的影響[2]。

4結(jié)論

本文對IRS-P5衛(wèi)星立體像對進(jìn)行了試驗與分析，初步得出在高精度、均勻分布的地面控制點(diǎn)的支持下，IRS-P5衛(wèi)星立體像對平面和高程精度可滿足國家1：25000基本比例尺地形圖測圖規(guī)范要求。但在航空影像獲取較為困難的區(qū)域，可適當(dāng)放寬規(guī)范要求，使用IRS-P5衛(wèi)星立體像對完成1：10000基本比例尺地形圖的測圖工作，這對四川省地理空間基礎(chǔ)框架建設(shè)有著重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻(xiàn)

[1]北京東方道邇信息技術(shù)有限公司.印度CARTOSAT-1（IRS-5）衛(wèi)星介紹[R].2006.

[2]張永生，鞏丹超 高分辨率遙感衛(wèi)星應(yīng)用[M]，北京：科學(xué)出版社，2004.