土地變更調(diào)查遙感監(jiān)測(cè)中YG—26遙感影像處理方法

高巖峰

摘要：遙感技術(shù)在全國(guó)土地利用變更調(diào)查中得到廣泛應(yīng)用，主要是通過前后時(shí)相影像比對(duì)，再疊加前一年數(shù)據(jù)庫(kù)，提取數(shù)據(jù)庫(kù)中非建設(shè)用地中的新增建設(shè)及有建設(shè)可能的推填土。本文主要介紹新興遙感衛(wèi)星YG-26影像的處理方式，包括影像預(yù)處理、影像融合、影像糾正，最終形成光譜信息豐富、地類清晰可見、容易判讀的影像，滿足土地利用變更調(diào)查與監(jiān)測(cè)的應(yīng)用要求。

關(guān)鍵詞：土地變更；遙感監(jiān)測(cè)；YG-26影像；影像融合方法

1區(qū)域概況與數(shù)據(jù)源

1.1研究區(qū)域

天津市武清區(qū)位于天津市西北部，京津兩市之間，位于117°19′43″-116°46′59″E、39°07′05″-39°42′20″N，總面積1574平方公里。武清區(qū)地處華北沖擊平原下端，地勢(shì)平緩，自北、西、南向東南海河入海方向傾斜。氣候?qū)儆跍貛駶?rùn)大陸性季風(fēng)氣候，四級(jí)分明。年平均氣溫11.6°，年平均降水量為606mm。

1.2數(shù)據(jù)源

本次項(xiàng)目所采用數(shù)據(jù)有：2015年原始影像；高程數(shù)據(jù)DEM；基礎(chǔ)底圖DOM（如圖1）。所用基礎(chǔ)底圖是第二次全國(guó)土地調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)分幅調(diào)查底圖。

YG26原始數(shù)據(jù)文件夾中包含：多光譜分波段影像MSS（.tif），全色影像CCD（.tif），影像元數(shù)據(jù)文件（.xml），影像快視圖（.JPG），有理多項(xiàng)式系數(shù)文件（.RPB）。

2.技術(shù)流程

2.1技術(shù)流程

土地變更調(diào)查監(jiān)測(cè)與核查項(xiàng)目的第一個(gè)步驟是遙感影像處理，它為之后進(jìn)行的變化信息提取做鋪墊，地物判別的難易程度和準(zhǔn)確性受生產(chǎn)的遙感影像質(zhì)量好壞的直接影響。

2.2原始數(shù)據(jù)預(yù)處理

2.2.1將原始數(shù)據(jù)tif轉(zhuǎn)為img格式

將原始數(shù)據(jù)tif轉(zhuǎn)為img格式，即可避免掉線、黑印、地物不連貫等問題。

原始全色tif數(shù)據(jù)

2.2.2多光譜數(shù)據(jù)建模調(diào)色

原始多光譜影像顏色失真，田塊及水體顏色與實(shí)際不符。通過空間建模，多次實(shí)驗(yàn)修改波段參數(shù)，使顏色接近自然真彩色。

該影像拍攝于2015年5月4日的天津，田內(nèi)作物大量生長(zhǎng)，植被顏色應(yīng)為翠綠色，水體內(nèi)微生物大量繁殖，水體顏色較深，故公式一更接近測(cè)區(qū)的實(shí)際情況。

2.2.3 16 bit換8bit

過去大多數(shù)8 bit數(shù)據(jù)格式灰度為0-255的遙感影像的范圍，遠(yuǎn)不及16 bit的格式表示灰度0-65535的范圍。將全色數(shù)據(jù)和多光譜數(shù)據(jù)分別轉(zhuǎn)8 bit，是為了之后使用傳統(tǒng)融合方法對(duì)影像進(jìn)行融合，使YG-24原始影像均為unsigned8 bit數(shù)據(jù)。

3影像配準(zhǔn)

由于全色和多光譜數(shù)據(jù)影像拍攝時(shí)間相差較多，故全色數(shù)據(jù)與多光譜數(shù)據(jù)要進(jìn)行配準(zhǔn)。

數(shù)據(jù)配準(zhǔn)以全色數(shù)據(jù)為底圖，采用二次多項(xiàng)式方式將多光譜影像配準(zhǔn)到全色影像上或在ERDAS中Auto Sync模塊中自動(dòng)校正。

4影像融合

影像融合后的數(shù)據(jù)既有多光譜影像的顏色，又有全色數(shù)據(jù)的紋理。多源數(shù)據(jù)的融合依據(jù)監(jiān)測(cè)區(qū)情況不同、數(shù)據(jù)源的不同類型，其融合方法也不同。

4.1基本要求

影像融合的基本要求：

1.根據(jù)影像波段的地形特征、地物和光譜范圍等因素，選擇能清晰表現(xiàn)土地利用類型色彩和特征、邊界接近自然的融合方法。

2.不同季節(jié)影像色彩應(yīng)反映當(dāng)時(shí)地類光譜特征，相同季節(jié)融合后影像要色調(diào)基本一致。

3.融合影像應(yīng)模糊、無重影等現(xiàn)象。

5影像糾正

5.1糾正控制點(diǎn)采集

采用高程數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)底圖為糾正基礎(chǔ)，選取基礎(chǔ)底圖和待糾正影像上均有的同名明顯特征地物點(diǎn)位糾正控制點(diǎn)，應(yīng)避免在基礎(chǔ)底圖鑲嵌線附近誤差超限、或存在錯(cuò)誤的區(qū)域采集?？刂泣c(diǎn)應(yīng)在糾正區(qū)域內(nèi)均勻分布，并大于待糾正區(qū)范圍；根據(jù)糾正模型、軟件類型和區(qū)域地形選取一點(diǎn)數(shù)量控制點(diǎn)，一般不少于9個(gè)，山地應(yīng)適當(dāng)增加控制點(diǎn)，相鄰景重疊區(qū)不少于3個(gè)公共點(diǎn)。

5.2糾正模型

糾正模型采用物理模型或有理函數(shù)模型。

外國(guó)衛(wèi)星大部分有自己的糾正模型，故糾正精度相對(duì)較高；相反，國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星則沒有自己的糾正模型，一般采用已有模型，已經(jīng)應(yīng)用于生產(chǎn)的YG-2和YG-8均用Quickmid RPC模型，故局部精度不理想。

有理函數(shù)模型只適用于高程差較小地區(qū)，需要大量精密選點(diǎn)才能控制住精度，故一般不予采用。

但是根據(jù)日常大量生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，用模型糾正后局部仍有偏差的地區(qū)，用box裁切，再用有理函數(shù)模型糾正，一般能達(dá)到良好的效果。

5.3糾正精度檢查

將基礎(chǔ)底圖與糾正后影像在同一窗口中打開，采用“拉窗簾”的方法逐屏檢查。若影像發(fā)生了錯(cuò)位現(xiàn)象或明顯抖動(dòng)，則量測(cè)該處同名點(diǎn)誤差，兩者相對(duì)誤差應(yīng)滿足相對(duì)誤差要求。否則，須查明原因，除資料精度、控制衛(wèi)星側(cè)視角造成相對(duì)誤差超限的局部地區(qū)外，其他地區(qū)須符合精度要求

6結(jié)束語

本文是在2015年全國(guó)土地變更調(diào)查監(jiān)測(cè)與核查項(xiàng)目遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)生產(chǎn)階段，以新興衛(wèi)星YG-26生產(chǎn)的具體過程進(jìn)行研究。文章包括影像預(yù)處理、影像融合以及影像校正，重點(diǎn)介紹了影像融合過程中對(duì)三種現(xiàn)階段較為常用的融合方法進(jìn)行了比較。YG-26重采樣成0.5米的影像，在國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星中屬于少有的高分影像，融合后影像色彩豐富、紋理清晰，本文以天津市武清區(qū)為測(cè)區(qū)，YG-26衛(wèi)星影像已得到成功試用。endprint