卫星遥感影像处理技术及应用实践

卫星遥感影像处理技术及应用实践

麦热古丽·艾尼瓦尔

新疆维吾尔自治区测绘成果中心 新疆乌鲁木齐市

摘要：随着卫星遥感技术的不断发展，遥感卫星影像凭借拍摄周期较短、可有效获取自然人文景观等优势，在测绘作业方面获得了广泛的应用，并引起了社会各界的广泛关注和重视。如何通过卫星遥感摄影技术提高测绘工作效率以及如何有效处理卫星影像是当前测绘工作中需要解决的重要问题。遥感卫星是通过搭载在其上的遥测器，对地表及底层的空气进行光电检测来获得相关资料的一种应用卫星。在处于全球固定的轨道上时，可以对地表特定区域进行持续监测。卫星是由卫星平台、遥感器、信息处理装置和信息传送装置等构成，已在农业、林业、海洋、国土和气象等领域得到越来越多的应用。

关键词：卫星；遥感；影像；处理

引言

伴随着现代计算机技术与航天科技的快速发展，目前获得全球地理空间信息的主要技术方法，已经逐渐发展为利用卫星遥感影像信息处理技术，以及不断提高的卫星遥感影像分辨率，使得卫星遥感影像数据处理技术在人类的经济与社会中得到普遍运用。

1卫星遥感影像处理技术流程

卫星遥感影像分为全色和多光谱两种数据,全色影像即常说的黑白影像,多光谱影像即常说的彩色影像,一般三个波段以上不等。目前大多数遥感卫星都有全色和多光谱数据,可采用两种处理流程:一是全色与多光谱数据配准精度高者,先融合再纠正;二是全色与多光谱数据配准精度差者,先纠正全色数据,然后多光谱数据与全色进行配准,再进行融合处理。最后对融合后的影像进行影像镶嵌、调色和成果裁切。

2卫星遥感影像处理的主要技术

2.1卫星遥感数字影像纠正处理

为了提高遥感影像的使用效率和防止信息泄漏，大多数的遥感影像资料都会给使用者一个与传感器无关的一般的影像几何模式，即有理函数模式。该方法取代了常规的基于共线性约束的严谨的几何建模方法，是一种全新的建模方法。基于有理函数的建模方法具有不依赖于地面的特点，利用卫星上的GPS数据获取卫星轨道、相机和惯性测量单元等数据，能够保证空间几何建模的正确性和准确性。基于此，可以产生具有较强空间一致性的虚拟地表控制点，并通过对其进行有理函数建模，从而达到2类模式的同步拟合。当前，基于有理函数的校正方法可以应用到各种不同的卫星遥感影像。为了保证矫正的结果，在矫正工作开展以前，要对其座标体系的信息进行全面了解，并将其与有理函数的参数和控制数据之间的联系联系起来，保证控制点的精确位置，并对其进行精确的定位，当偏差超出了容许的极限时，就需要对其进行适当修正，并与对应的参照数据和地貌差别相配合，保证校正的质量，防止影像中出现重影、模糊等现象。在使用卫星遥感影像技术时，如果没有根据严谨的标准对其进行校正，那么就会对后续的资料处理造成很大的影响。假如在技术使用的最后阶段，在其早期存在校正问题重新进行校正，不但增加了工作的难度和工作量，还会使技术使用的效果下降。在校正过程中，最重要的是要对控制点的精度和均匀性、控制点的单点误差、控制点的残差中误差和影像的精度等进行检验和控制。

2.2区域网平差求解方法

在此基础上，结合实测数据，采用适当的高程调整方式。针对这一问题，本项目拟采用稀疏控制点高阶平差、基于影像数据的稠密配准和影像数据与控制点的高阶平差。当影像与控制点均被完全覆盖时，通常使用稠密匹配平差算法对影像进行修正。利用控制点对影像进行精准探测，实现快速、准确、批量地获取纠正后的全彩色、多光谱影像；在同一幅影像中，多波段和全波段的连通性好，具有比较高的测量精度。使用高质量的控制点进行精确检查，能够客观地反映修正结果的准确性。

2.3整体场景与影像的融合

影像融合是指在相同的空间位置上，采用一定的处理方法，实现多源影像的合成。卫星摄影是一项将不同空间、光谱、时间等空间分辨的影像进行综合处理的新技术，其结果是获得高空间分辨的多光谱影像。影像融合技术不仅拓宽了卫星影像的使用范围，还提升了影像的信息表示能力与大数据分析的精度。

3卫星遥感影像处理技术的应用

3.1卫星遥感影像处理技术在测绘更新地形图中的应用

在国家社会经济的发展下，高分辨率卫星遥感产品在我国应用的范围增加，在社会多个领域发展得到了应用。卫星遥感图像的使用能够从经济、技术等方面解决测绘部门数据信息更新情况，提升数据信息更新的快捷性、高效性。在一般情况下，遥感影像分辨率和精确度影响着地形图测绘图的比例尺，人们目测下对纸质地图的分辨率在0.07mm-0.1mm之间，地形图的测绘使用要求卫星遥感影响分辨率要比0.1mm小，地形图更新也要求卫星遥感影响分辨率达到图上的0.2mm。在民用遥感卫星分辨率的提升下，越来越多的测绘人员加强了对卫星遥感测绘的关注。

3.2卫星遥感影像处理技术在城市规划中的应用

在卫星遥感图像地面分辨率无法达到10m的时候，卫星遥感影像处理技术在城市规划中的应用能够扩大宏观监测范围，增强监测数据信息的准确性、有效性。在1999年的时候，IKONOS卫星接收到了华盛顿特区图像数据，可见，卫星遥感影像处理技术在城市规划中的作用，在城市化进程的加快下，卫星遥感影像处理技术的应用将会迎来更广阔的发展前景。应用遥感影像能够快速的获取城市土地利用现状，比如城市道路信息、城市园林信息等，在了解这些信息的基础上能够为城市长远规划发展提供更多支持。

3.3卫星遥感影像处理技术在土地利用现状调查中的应用

第一，遥感影像几何精纠正。遥感影响分辨率主要是指影像上每个像元代表的地面范围大小。影响影像空间分辨率的因素包含遥感卫星自身正射纠正模型。在应用这个模型的时候能够严密纠正卫星轨道阐述信息、传感器的摄影特征和成像特征等，借助遥感器，在获取各类地理位置信息的基础上打造起像点和地面之间的共线关系。第二，多光谱数据的自然色模拟。在土地利用资源调查中，多光谱信息能够充分反映出土地利用类型的各要素信息，提升影像数据信息的可判读性。在应用遥感卫星影像进行土地资源调查管理的时候，多光谱信息要通过人眼可见的自然色作为基本表达，从而为相关人员判读和开展实地考察提供重要信息支持。遥感影像融合主要是指将同一个平台或者不同平台的同一或者不同传感器获得的不同光谱分辨率图像算法进行处理。经过处理使得产生的新影像具备多光谱和高空间分辨率特点，满足人们对数据信息的不同应用需求。

3.4卫星遥感影像处理技术在环境监测中的应用

经济的快速发展在某种程度上降低了人类生存环境的质量，在科学发展观的深化发展下相关人员加强了对环境保护问题的关注，而想要提升环境质量需要借助最新科学技术手段来对环境进行监测、分析、评价。在监测和评价环境方面。西方有学者一般会应用卫星遥感技术进行评价。森林是环境中最具价值的资源形式，森林的健康发展能够为人类提供必要的食物、燃料、动植物等。为此，在环境监测中需要加强对卫星遥感影像技术的应用。卫星遥感影像技术在森林环境监测中的应用主要表现在以下几个方面：森林砍伐、海岸线保护、森林健康普查等。卫星遥感影像技术能够为森林环境的监测提供细节帮助，弥补传统监测存在的不足。

结束语

随着卫星遥感影像处理技术的发展，其逐渐被运用到了社会和经济发展的每一个领域中。在土地调查、城市规划、军事和环境管理等领域中，都能将其技术优点完全展现出来，并获得了很好的应用结果。在不断发展和改进的过程中，卫星遥感影像处理技术将会在越来越多的方面获得更为高效的运用，进一步推动我国的高质量和可持续发展。

参考文献

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[3]曹晓莉.集群式遥感影像处理的关键技术分析[J].中国新通信，2014，16（11）：55.