高分辨率衛(wèi)星遙感影像制作DOM質(zhì)量檢驗方法研究

金宜

摘 ? 要：本文基于筆者從事測繪產(chǎn)品質(zhì)量檢驗的相關(guān)工作實踐，探討了利用WorldView-2、WorldView-3衛(wèi)星遙感影像制作DOM產(chǎn)品成果的質(zhì)量檢驗內(nèi)容、檢驗方法以及成果質(zhì)量評定流程。通過全數(shù)概查和抽樣詳查的方式，采用人機交互和人工審查相結(jié)合的方法進行檢查，從而保證影像加工生產(chǎn)的質(zhì)量控制。

關(guān)鍵詞：衛(wèi)星遙感影像 ?DOM ?質(zhì)量元素

中圖分類號：TP751 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）06（b）-0127-03

目前，遙感衛(wèi)星影像已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于軍事偵察、測繪制圖、氣象預(yù)報、國土資源勘查、環(huán)境質(zhì)量評價和自然災(zāi)害監(jiān)測與防治、以及地球系統(tǒng)科學(xué)等研究領(lǐng)域，發(fā)揮著極其重要的作用。為滿足日益廣泛的前端應(yīng)用，其定位已不能拘泥于傳統(tǒng)的地貌展示，須同時滿足分析與建庫的需求。數(shù)字正射影像圖是利用DEM對遙感影像逐像元進行輻射改正、微分糾正和鑲嵌，并按規(guī)定圖幅范圍裁剪生成的，帶有公里格網(wǎng)、圖廓（內(nèi)、外）整飾和注記的平面圖。檢驗其數(shù)據(jù)的精度、現(xiàn)勢性和完整性，也可從中提取自然資源和社會經(jīng)濟發(fā)展信息，為防災(zāi)治害和公共設(shè)施建設(shè)規(guī)劃等應(yīng)用提供可靠依據(jù)。

某城市高分辨率衛(wèi)星遙感影像圖制作項目是基于WorldView-2、WorldView-3衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)通過對原始影像數(shù)據(jù)進行正射糾正、對單景正射影像圖進行調(diào)色、鑲嵌和裁切制作1：2000正射影像圖成果數(shù)據(jù)，并對此DOM成果數(shù)據(jù)進行質(zhì)量驗收。

1 ?檢查內(nèi)容

首先，審查項目的資料質(zhì)量，其中包括技術(shù)設(shè)計書、技術(shù)總結(jié)、檢查報告、儀器檢定證書等文字報告的質(zhì)量及資料的整理和裝訂等。然后，依據(jù)《數(shù)字測繪成果質(zhì)量檢查與驗收》（GB/T 18316-2008）從空間參考系、位置精度、影像質(zhì)量和邏輯一致性及附件質(zhì)量5個質(zhì)量元素對DOM成果進行檢驗。各質(zhì)量元素對應(yīng)的檢查項如表1所示。

1.1 空間參考系

對于DOM成果影像的檢驗，空間參考系應(yīng)檢查是否采用了項目設(shè)計書要求使用的坐標(biāo)系統(tǒng)。正射糾正后的單景影像（GeoTIFF格式）、拼接后的整景影像（GeoTIFF格式）和按分幅要求裁切后的單幅影像（tif格式）都應(yīng)使用正確的空間參考系（如：CGCS2000坐標(biāo)系或地方坐標(biāo)系等）。

1.2 位置精度

位置精度是影響DOM質(zhì)量的主要技術(shù)指標(biāo)之一。

位置精度的主要檢查內(nèi)容是檢查DOM的平面位置中誤差和影像的接邊精度。

（1）平面位置中誤差：明顯地物點平面位置中誤差應(yīng)符合規(guī)范或設(shè)計的要求，根據(jù)規(guī)范，在比例尺1：2000情況下，平原、丘陵區(qū)點位中誤差不大于±2.2m，山區(qū)和高山區(qū)不大于±2.6m。

（2）影像接邊：鑲嵌塊分塊DOM接邊、相鄰圖幅的接邊處應(yīng)當(dāng)連續(xù)一致，各類要素關(guān)系吻合，滿足接邊誤差檢查的要求，相鄰影像接邊誤差不應(yīng)大于2個像元。

1.3 影像質(zhì)量

影像質(zhì)量是針對影像的表征質(zhì)量的檢查。檢查內(nèi)容主要為色彩模式、色彩特征、影像噪音、信息丟失，檢查影像的層次豐富度，紋理細(xì)節(jié)，有無明顯噪聲、斑點、接痕，城區(qū)建筑物頂部有無異常高亮、有無因糾正造成的變形扭曲等。

1.4 邏輯一致性

DOM成果的邏輯一致性檢查主要檢查格式一致性。檢查內(nèi)容為的影像圖成果歸檔文件夾的存儲結(jié)構(gòu)、文件命名方式、文件格式，這些檢查項都應(yīng)符合設(shè)計書的要求。

1.5 附件質(zhì)量

所提交的產(chǎn)品，包含影像成果、影像分布圖、影像說明文件和元數(shù)據(jù)等。其中元數(shù)據(jù)的形文件范圍（影像分布圖）應(yīng)為合格的影像區(qū)域范圍，無重疊、壓蓋情況。

2 ? 檢驗方法

根據(jù)項目來源和DOM成果要求編寫檢驗方案。首先確定抽樣方案，劃分檢驗批，隨機抽取DOM樣本。針對空間參考系進行全數(shù)概查，其他質(zhì)量元素對樣本進行詳查。

2.1 內(nèi)業(yè)檢驗

內(nèi)業(yè)使用ArcGIS軟件進行檢驗，采用人機交互的方法進行。

2.2 外業(yè)打點

內(nèi)業(yè)人員在每個樣本圖幅均勻選取30～50個明顯地物點（應(yīng)盡量選取草坪拐角、花壇拐角、道路斑馬線交點、球場拐角等位置），形成布點圖，然后在野外按照布點位置基于CORS網(wǎng)絡(luò)RTK模式精確打點觀測平面坐標(biāo)，并拍照制作點之記便于內(nèi)業(yè)質(zhì)檢人員核對位置。

2.3 精度統(tǒng)計

將外業(yè)測量的明顯地物點與DOM上的同名點坐標(biāo)進行比對，計算DOM平面中誤差，按下式統(tǒng)計平面中誤差。

式中：RMS為中誤差，xi、yi為影像上檢測點的x、y坐標(biāo)，Xi、Yi為外業(yè)實測點的x、y坐標(biāo)，n為檢測點的個數(shù)。

平面中誤差需滿足規(guī)范要求：在比例尺1：2000情況下，平原、丘陵區(qū)點位中誤差不大于±2.2m，山區(qū)和高山區(qū)不大于±2.6m，超過2倍中誤差的視為粗差。

3 ?成果質(zhì)量評定

3.1 單位成果評分標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)《數(shù)字測繪成果質(zhì)量檢查與驗收》GB/T18316-2008的評分方法對各項質(zhì)量元素進行評分，取最小值為單位樣本的得分。單位成果中各質(zhì)量元素對應(yīng)的評分方法和最終得分見表3。

3.2 單位成果質(zhì)量判定

通過單位成果質(zhì)量得分評定質(zhì)量等級，見表4。

3.3 批成果質(zhì)量判定

批成果質(zhì)量判定通過合格判定條件確定批成果的質(zhì)量等級，質(zhì)量等級劃分為合格批、不合格批兩級。當(dāng)樣本中未發(fā)現(xiàn)不合格的單位成果，且概查時未發(fā)現(xiàn)不合格的單位成果判定為批合格;當(dāng)樣本中發(fā)現(xiàn)不合格單位成果，或概查中發(fā)現(xiàn)不合格單位成果，或不能提交技術(shù)性文檔（設(shè)計書、技術(shù)總結(jié)、檢查報告等）和資料文檔（結(jié)合表、圖幅清單等）判定為批不合格。

4 ?結(jié)語

通過對遙感衛(wèi)星影像成果數(shù)據(jù)的檢驗，能保障數(shù)據(jù)的精度和影像質(zhì)量，為影像產(chǎn)品在規(guī)劃編制、管理、實施與監(jiān)督中的應(yīng)用奠定夯實的基礎(chǔ)，同時此檢驗方法中對影像質(zhì)量的色彩特征、影像噪音、信息丟失等檢驗項指標(biāo)的量化方法、判定標(biāo)準(zhǔn)仍然需要繼續(xù)改進和完善。通過對遙感衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)檢驗工作的明細(xì)，為下一步測繪產(chǎn)品信息化工作打下堅實的基礎(chǔ)，并且為規(guī)劃管理等應(yīng)用起到支撐作用。

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