PixedGrid處理Pleiades衛(wèi)星影像處理流程

■譚海云

（新疆維吾爾自治區(qū)第二測繪院新疆烏魯木齊830001）

PixedGrid處理Pleiades衛(wèi)星影像處理流程

■譚海云

（新疆維吾爾自治區(qū)第二測繪院新疆烏魯木齊830001）

充分利用PixedGrid軟件處理衛(wèi)星影像的各種功能，研究Pleiades衛(wèi)星在實(shí)際處理過程中控制布點(diǎn)及區(qū)域網(wǎng)平差，后期影像糾正融合的操作，并對處理過程中需要注意的事項(xiàng)進(jìn)行總結(jié)。

PixedGrid 影像糾正融合 立體模型恢復(fù)

1　引言

衛(wèi)星影像在獲取效率、時效性上都有非常多的優(yōu)勢，隨著今年來越來越多的高分辨率衛(wèi)星投入使用，衛(wèi)星影像在當(dāng)前測繪生產(chǎn)中也越來越多的得到應(yīng)用[1-2]。

Pleiades高分辨率衛(wèi)星由兩顆完全相同的衛(wèi)星Pleiades 1和Pleiades 2組成，相互成180°夾角，在相同軌道運(yùn)行[3]。單星幅寬達(dá)到20Km，是目前0.5米高分衛(wèi)星影像中，幅寬最大的。兩顆衛(wèi)星分別與2011年和2012年發(fā)射，雙星可以實(shí)現(xiàn)對全球任意地區(qū)的每日重訪，可最快速度滿足影像的獲取要求。Pleiades衛(wèi)星在接受模式上支持點(diǎn)對點(diǎn)采集、條帶采集、立體數(shù)據(jù)采集、線性采集，常規(guī)拍攝可以大范圍獲取立體拍攝三相對。

本文采用博樂北區(qū)域7景Pleiades數(shù)據(jù)做為實(shí)驗(yàn)區(qū)域，此次數(shù)據(jù)格式為JPEG2000，使用PixedGrid軟件進(jìn)行處理。對控制布點(diǎn)、立體模型恢復(fù)、影像糾正、影像融合進(jìn)行探索研究。

2　影像處理流程

2.1總體技術(shù)處理流程

處理過程大體分為三步，前期影像預(yù)處理，平差定向及后續(xù)的DLG和DOM生產(chǎn)。Pleiades衛(wèi)星影像平面精度在無控制的情況下能夠滿足1:10000的要求，但在無控情況下高程精度還不能達(dá)到要求，因此還是需要布控。通常衛(wèi)星影像使用2×2控制布點(diǎn)就可以滿足，3×3布控時可以達(dá)到更高的控制精度。衛(wèi)星影像往往要比實(shí)際任務(wù)區(qū)域要大很多，根據(jù)以實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，可以依據(jù)測區(qū)范圍布控，從而減少控制點(diǎn)布設(shè)范圍和布設(shè)難度。因此在實(shí)際作業(yè)時要依據(jù)任務(wù)范圍、控制布設(shè)工作量和成圖精度要求來選擇合適的布控方式。

2.2影像預(yù)處理

通常得到的影像，不能直接用于后續(xù)的操作，首先需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，才能進(jìn)行后續(xù)操作。PixedGrid使用軟件預(yù)處理功能將原始影像轉(zhuǎn)換為RAW和配套的RPC參數(shù)。做完預(yù)處理的整景影像可以利用PixedGrid衛(wèi)星模塊中的影像分析功能，對影像和任務(wù)區(qū)的覆蓋情況進(jìn)行分析，也可以對影像進(jìn)行整體瀏覽，檢查影像云雪覆蓋情況及影像質(zhì)量檢查。

Pleiades衛(wèi)星影像不同與資源三、WorldView等衛(wèi)星每一景均為相同規(guī)格矩形，拿到的影像多為條帶式的，建立工程時需要根據(jù)不同軌道，按照每一軌道建立一個航帶，這樣可以有效提高后續(xù)平差和單片定向精度。另外，需先按照控制點(diǎn)的坐標(biāo)系統(tǒng)計算出任務(wù)區(qū)的帶號，確保后續(xù)操作可以順利進(jìn)行。

建立工程時只需要添加全色的前后視影像，多光譜影像可以使用糾正后的全色影像進(jìn)行配準(zhǔn)。

2.3影像平差定向

連接點(diǎn)采集有自動匹配和人工刺點(diǎn)兩種方式，因?yàn)樾l(wèi)星影像往往幾景就可以覆蓋整個任務(wù)區(qū)，因此人工刺點(diǎn)工作量并不大，為了保證成圖精度，一般選擇人工刺點(diǎn)的方式。連接點(diǎn)應(yīng)均勻分布，單景上連接點(diǎn)不應(yīng)少于15個。如果影像中有大面積云或者水域，因沿著云或水域適當(dāng)均勻采集連接點(diǎn)。

完成連接點(diǎn)和控制點(diǎn)的采集后，因進(jìn)行點(diǎn)位查看，確保任務(wù)區(qū)域范圍完全被控制點(diǎn)包圍。影像范圍內(nèi)點(diǎn)位分布合理，不存在漏布區(qū)域。

區(qū)域網(wǎng)平差定向使用“RPC參數(shù)+二維紡射變換（短或較長航帶）”方法進(jìn)行反復(fù)平差計算，直至調(diào)整至像方誤差不大于1個像素、物方誤差滿足任務(wù)區(qū)設(shè)計要求。完成平差計算后，使用影像分析工具，利用平差結(jié)果輸出計算后的RPC參數(shù)。

2.4DLG及DOM生產(chǎn)

DLG生產(chǎn)，需要先對立體模型進(jìn)行恢復(fù)。這里使用常見的測圖軟件JX4和Vrituzo進(jìn)行介紹。JX4由于不支持過大的影像，因此需要先對影像進(jìn)行裁切操作，一般裁切至300M左右，然后按照引入IKONOS影像方法可以順利導(dǎo)入，直接使用RPC定向即可；Virtuozo 和PixedGrid結(jié)合緊密，Virtuozo可以直接引入PixedGrid平差后工程，因此直接引入既可以進(jìn)行影像核線，恢復(fù)立體模型，不需要其他額外操作。

DOM生產(chǎn)，首先進(jìn)行DEM數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，可以直接使用影像匹配，也可以使用后期DLG數(shù)據(jù)計算出來的DEM，后者的精度要高一些。影像范圍內(nèi)如果存在大面積云雪及水面，因使用DLG計算出的DEM，從而減少誤差。使用準(zhǔn)備好的DEM數(shù)據(jù)，即可以進(jìn)行全色影像的糾正。多光譜影像使用全色糾正后影像進(jìn)行配準(zhǔn)，然后使用PanSharp方法進(jìn)行融合即可。

3　精度評價

經(jīng)布設(shè)控制后，恢復(fù)的立體模型完全滿足1:10000的成圖精度要求。精度檢測如下表1所示：

表1　精度檢測結(jié)果

4　總結(jié)

（1）Pleiades衛(wèi)星影像具有比較高的平面精度，可以再無控的情況下滿足大部分區(qū)域1:10000的平面成圖精度。

（2）控制布點(diǎn)，可以按照測區(qū)外圍進(jìn)行布控，同時在景和景相交的地方因布置至少兩個控制點(diǎn)。

（3）由于Pleiades衛(wèi)星影像側(cè)視角過大，非水平核線，恢復(fù)后立體會整體呈現(xiàn)斜狀態(tài)，增加立體采集工作量；水平核線，會出現(xiàn)整體的上升或者下沉，可以通過量測控制點(diǎn)誤差，整體調(diào)整立體模型。

[1]PixelGrid-SAT高分辨率衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)V5.3用戶手冊.

[2]理查茲.遙感數(shù)字圖像分析導(dǎo)論（第五版）[M].電子工業(yè)出版社，2015.

[3]孫家柄.遙感原理與應(yīng)用 [M].武漢大學(xué)，2009

P228.4[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-7-166-1