李若溪

摘要：隨著地理信息技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，衛(wèi)星遙感影像立體測(cè)圖工作受到了相關(guān)領(lǐng)域工作人員和專家學(xué)者的普遍重視，WordView—2憑借多光譜、全色影像數(shù)據(jù)來源，通過小波—主成分分析、主成分分析、HCS以及高通濾波等不同的融合方法開展實(shí)驗(yàn)，并對(duì)融合效果進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)以及定性評(píng)價(jià)，WordView—2在立體測(cè)圖中的運(yùn)用能夠保證影像空間細(xì)節(jié)表現(xiàn)力的不斷提升，還能夠讓多光譜影像所具有的光譜信息能夠得以保持，通過WordView—2得來的融合影像數(shù)據(jù)或者資料有著較高的質(zhì)量。本文主要對(duì)立體遙感影像核線理論進(jìn)行分析和探討，并在此基礎(chǔ)上對(duì)WordView—2影像立體測(cè)圖數(shù)據(jù)預(yù)處理相關(guān)要點(diǎn)進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：WordView—2；核線影像；立體測(cè)圖

衛(wèi)星遙感影像大都屬于線陣推掃式的一種成像模型，其分辨率的不斷提升對(duì)于遙感影像數(shù)字測(cè)圖的研究有著相對(duì)重要的意義。[1]和傳統(tǒng)匡幅式測(cè)量存在差異的地方是線陣CCD所有掃描都要具備較為獨(dú)立的外方位元素，這就讓高分辨率遙感影像核線模型不再呈現(xiàn)出直線狀態(tài)，而是顯示為雙曲線。

一、立體遙感影像理論分析

（一）數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量影像核線

攝影測(cè)量影像是通過雙心透視投影理論而得以成像，例如下圖所示，使用O表示左攝影中心，O表示右攝影中心，按照透視幾何原理來分析，只要能夠在攝影過程中保證同名光線能夠達(dá)到對(duì)對(duì)相交的要求，左右像片所具有的重疊區(qū)域能夠形成一定的立體效果。在解析攝影測(cè)量立體測(cè)圖儀器工作過程中，通過光源來替代傳統(tǒng)的攝影中心，并于底片面上進(jìn)行像片安裝，通過透視中心、目標(biāo)點(diǎn)、像點(diǎn)等三點(diǎn)共線的基礎(chǔ)，利用調(diào)節(jié)機(jī)械傳導(dǎo)桿就能夠保證攝像過程中的像片外方位元素得以恢復(fù)，從而實(shí)現(xiàn)立體觀察。

立體成像通過對(duì)人眼視差所誘發(fā)的立體感特征的運(yùn)用，能夠?qū)Ω鶕?jù)實(shí)際比例縮小的地面模型加以觀察。[2]當(dāng)使用到數(shù)字?jǐn)z影進(jìn)行測(cè)量時(shí)，要能夠在計(jì)算機(jī)屏幕上面達(dá)到立體觀察的實(shí)際效果，還要能夠處理航空影像，并對(duì)人眼所生成的立體效果加以模擬，從而讓左右眼能夠看見的影像資料集中在相應(yīng)的眼部區(qū)域。在進(jìn)行紅綠眼鏡或者液晶閃閉功能眼鏡配戴之后就能夠得以實(shí)現(xiàn)。還需要解決的問題就是計(jì)算機(jī)屏幕類似于單位平面，所有影像在進(jìn)行常規(guī)攝影時(shí)難以和攝影基線實(shí)現(xiàn)平行，線面之間會(huì)存在微小的一個(gè)夾角，兩個(gè)像平面也會(huì)出現(xiàn)一個(gè)微小的夾角，這些像片和夾角的外方位元素存在相對(duì)密切的關(guān)系。而左右像片要能夠顯示在計(jì)算機(jī)平面之上，并從根本上消除人眼存在的是視差，對(duì)影像內(nèi)外方位元素進(jìn)行計(jì)算，通過重新對(duì)影像進(jìn)行重新采集而形成水平核線影像，保證立體測(cè)圖工作的順利完成。

圖一 攝影測(cè)量核線幾何

（二）線陣推掃式衛(wèi)星影像核線幾何

很多航空攝影測(cè)量影像都是通過面陣得來，在實(shí)際成像時(shí)也只有單一的攝影中心，線陣CCD推掃式影像從根本上分析為多中心投影，這些不同的投影中心并非是直線進(jìn)行。而多中心立體則會(huì)讓過去的雙心立體受到挑戰(zhàn)，由于人眼在實(shí)際觀察時(shí)類似于雙心透視投影，每一條掃描線在不同的曝光點(diǎn)都具有不同的攝影姿態(tài)或者透視中心，所以，掃描線的外方位元素存在一定的差別。在對(duì)線陣掃描影像核線進(jìn)行重新定義時(shí)，類似于圖二所示，光線于O點(diǎn)出發(fā)，經(jīng)過左像投影中心，并在左像P點(diǎn)成像，若把光線的所有點(diǎn)都在右像進(jìn)行投影時(shí)，這些點(diǎn)所具有的投影軌跡將會(huì)于右像形成彎曲的一條線，并將其定義為P像點(diǎn)核線。

圖二 線陣傳感器核線幾何模型

二、WordView—2影像立體測(cè)圖要點(diǎn)分析

（一）數(shù)據(jù)輻射校正

遙感器在獲得地物相關(guān)信息過程中會(huì)受到氣溶膠、大氣、云粒子等不同物資的散射或者吸收影響，從而導(dǎo)致傳感器在接收相關(guān)信息時(shí)會(huì)出現(xiàn)非目標(biāo)地物的信息，光譜反射兩和地面真實(shí)物資反射率存在一定的差別，導(dǎo)致輻射失真，對(duì)影像應(yīng)用效果以及質(zhì)量產(chǎn)生顯著的影響。[3]在定量遙感興起的作用下，尤其是通過多傳感器、多時(shí)相遙感數(shù)據(jù)實(shí)施土地利用覆蓋變換研究等需求，讓減少或者消除這些影像逐漸成為不可忽視的工作。大氣輻射校正的目的就是盡可能消除天空漫反射、大氣透射因素可能對(duì)影像質(zhì)量造成的影響，并把傳感器的實(shí)際測(cè)量值轉(zhuǎn)變成地物真實(shí)有效的反射率，這一過程還包括大氣校正和輻射定標(biāo)等工作環(huán)節(jié)。

其中FLAASH糾正模塊式通過輻射傳輸模型代碼、MODTRAN4等得以實(shí)現(xiàn)，其波段處理范圍包括近紅外波段和可見光，主要是針對(duì)不同影像數(shù)據(jù)實(shí)施大氣校正，盡可能消除大氣可能會(huì)對(duì)反射光譜造成的影響，保證地表反射率更加真實(shí)。本文通過對(duì)FLAASH大氣校正模型的使用，來對(duì)遙感影像大氣輻射校正實(shí)現(xiàn)方法加以研究，得出輻射校正前后不同的影像圖。

圖三 輻射校正前后影像對(duì)比圖

在輻射定位過程中，就是對(duì)遙感器所有探測(cè)器輸出數(shù)值和探測(cè)器對(duì)應(yīng)的地面輻射亮度定量關(guān)系加以建立，在近紅外波段、可見光波段，把傳感器所相應(yīng)的實(shí)際DN數(shù)值轉(zhuǎn)變成能夠?qū)Φ乇矸瓷渎蔬M(jìn)行反映的圖像，對(duì)于WordView—2影像以及Quick—Bird影像進(jìn)行分析之后，不難發(fā)現(xiàn)二者具有相似的波段設(shè)置或者成像特征，所以，二者較為相似。[4]

（二）做好多光譜影像幾何校正工作

在WordView—2實(shí)際運(yùn)用過程中，多光譜和全色影像在融合之前需要能夠讓二者的吻合度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，從而滿足生產(chǎn)的需求。但是，實(shí)際獲得影像大都無法滿足要求，此時(shí)就要能夠通過全色影像作為基準(zhǔn)影像，通過多光譜影像幾何精校正。造成不吻合的現(xiàn)象的原因可能是遙感圖像在影像旋轉(zhuǎn)、平移、縮放等因素的影響。[5]通過對(duì)上述相關(guān)因素的分析，不難發(fā)現(xiàn)要想能夠?qū)崿F(xiàn)遙感影響的正確性，就要能夠保證影像像元和地物實(shí)現(xiàn)一致，并對(duì)影像資料實(shí)施幾何校正。使用幾何靜校正的方法不需要對(duì)傳感器參數(shù)或者高程信息加以考慮，只需要使用地面控制點(diǎn)所具有的GCP對(duì)不同因素誘發(fā)的遙感圖像幾何畸變加以校正，通過把不同的影像空間元素轉(zhuǎn)變到基準(zhǔn)空間，達(dá)到精校正的目的。

結(jié)語：

本文通過對(duì)以WordView—2技術(shù)作為支撐的高分辨遙感影像單片定位技術(shù)理論支持和實(shí)際運(yùn)用要點(diǎn)進(jìn)行分析和探討之后，發(fā)現(xiàn)該項(xiàng)技術(shù)術(shù)語便于推廣、簡(jiǎn)單易行的立體測(cè)圖技術(shù)之一，在實(shí)際運(yùn)用過程中減少了立體攝影測(cè)量中的核線匹配以及三角測(cè)量等較為繁瑣的工序，從而提升了測(cè)圖的數(shù)據(jù)更新速度以及工作效率，節(jié)省了在對(duì)立體像進(jìn)行購(gòu)買的成本，并在確定偵查目標(biāo)、基礎(chǔ)測(cè)繪更新等項(xiàng)目中發(fā)揮著不可替代的功能和作用。

參考文獻(xiàn)：

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