科 科 技ｌ论Ｉ坛 基于ＡＳＴＥ Ｒ遥感数据的ＤＥ Ｍ提取与制作 正射影像图的研究 王军飞王俊刚 丁建闯 李凯 （中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院，北京１０００８３） 摘要：基于ＥＮＶＩ软件，利用ＡＳＴＥＲ立体像对提取ＤＥＭ，并对其进行精度评价和误差来源分析。结果表明，利用ＥＮＶＩ软件提取ＡＳＴＥＲ—ＤＥＭ 方法可行，提取的ＤＥＭ效果较好，高程精度可达３０ｍ。利用生成的ＤＥＭ来对影像进行正射纠正，方法简单、可靠、易行，较好的纠正了地形对影像的 影响。 关键词：正射纠正；真彩色合成；立体像对；ＤＥＭ 引言 色加色法合成原理，即由三个电子分别在屏 点，和所得到的ＤＥＭ对应点坐标比较高程。对 ＡＳＴＥＲ卫星数据是近年来使用较多的一 幕上形成红、绿、蓝三个原色像而合成彩色图 于相对ＤＥＭ坐标中误差为１５～３０ｍ，坐标的中 种新型遥感数据源。具有高空间分辨率、光谱范 像，选择其中的某三个波段，分别赋予红、绿、蓝 误差为７－５０ｍ，绝对ＤＥＭ的坐标中误差主要决 围广、可进行立体量测等特点ｌｌ１。目前人们提取 三种原色，即可在屏幕上合成彩色图像 。 定于地面的控制点质量，这两种坐标中误差又 ＤＥＭ研究较多的是Ｌａｎｄｓａｔ影像、ＳＰＯＴ影像、 由于ＡＳＴＥＲ数据没有蓝光波段，正常的波 决定于连接点的提取精度以及影像的自动相关 Ｉｋｏｎｏｓ影像，但是现在用于立体测图的卫星数 段合成无法形成真彩色影像，本文利用加色法 结果。用生成的ＤＥＭ来纠正真彩色合成的图 据往往是在异轨立体成像。因为异轨立体成像 原理，运用波段运算来生成蓝光波段。计算公式 像，真彩色正射影像图较理想的显示了地物的 立体像对是在不同时段获得的，由于时间不一 为Ｂ３＝（３＊Ｂ１＋Ｂ２）／４，其中Ｂ３为蓝光波段，Ｂ１ 真实色彩信息，改正了因地形起伏和传感器误 致，地面可能发生变化，或由于云的遮挡，不能 为绿光波段，Ｂ２为红光波段，效果还是不错。 差而引起的像点位移的影响。 构成立体像对，影像无法匹配。 真／假彩色合成的结果如图１，假彩色合成的图 ３结论 ｌ ＡＳＴＥＲ—ＤＥＭ提取与真彩色正射影像图 像用Ｒ：Ｂ２、Ｇ：Ｂ３Ｎ、Ｂ：ＢＩ，真彩色合成图像用 这里的ＧＣＰ控制点的选取采用地形图插 制作步骤 Ｒ：Ｂ２、Ｇ：Ｂ３Ｎ、Ｂ：Ｂ３。 值求出的坐标，采用ＧＰＳ测量的办法布设控制 １．１ ＡＳＴＥＲ卫星数据特性 点，精度将会有很大提高。ＡＳＴＥＲ数据的立体 ＡＳＴＥＲ是美国ＮＡＳＡ（宇航局）与日本 ＭＥＴＩ（经贸及工业部）合作并有两国的科学界、 工业界积极参与的项目。搭载于Ｔｅｒｒａ卫星（地 球观测系统ＥＯＳ星座的第一颗卫星）的高空间 分辨率，多光谱／超光谱的传感器，它可以从三 个子系统的ｌ４个波段获取数据。ＡＳＴＥＲ第三 波段有两个通道３Ｎ和３Ｂ，其中３Ｂ具有后视 ■■ 像对生成的ＤＥＭ模型，配合控制点坐标，利用 真彩色合成技术，能生成较满意的真彩色正射 影像图。 参考文献 『ｌ１陈雨常，白峰，汤翠莲等．ＫＯＮＯＳ立体影像全 数字摄影测量实验研究『Ｊ１．地理空间信息， （ａ）真彩色合成 （ｂ）假彩色合成 ２００６，８（４）：１９—２２． （２７．６。）的能力，可以同轨立体观测，其沿径 图１真／假彩色合成的图像 【２降海涛，田庆久．ＡＳＴＥＲ数据产品的特性及其 向的基高比Ｂ／Ｈ为０．６，每景幅宽为６０ｋｉｎｘ Ｆｉｇｕｒｅ １ Ｔｒｕｅ／ｆａｌｓｅ ｃｏｌｏｒ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｉｍａｇｅ 计划介绍『Ｊｌ＿遥感信息，２００４，９（３）：５３—５５． ６０ｋｍ［２１。 从左右两副图像的植被区、岩石裸露区、裸 ［３】张祖勋，张建清．数字摄影测量学［Ｍ］．武汉：武 １．２由ＡＳＴＥＲ立体像对提取ＤＥＭ 地区比较看出，真彩色图像较接近的表现了实 汉大学出版社，２００２． 立体像对获取ＤＥＭ的原理是：在天空两点 地的真实色彩，对地物识别和信息提取更加直 『４］杜培军，陈云浩等．遥感科学与进展［ＭＩ．徐州： （Ｐ。和Ｐ：）拍摄地面同一点Ａ时形成一Ｐ１Ａ 观。 中国矿业大学出版社．２００７． 夹角，当Ｐ。和 空间位置确定后，该角度越大 １．４正射影像图的制作 责任编辑：张雨 地物点越高，反之，角度越小地物越低【引。将地面 所谓正射影像，是指改正了因地形起伏和 所有点的高程解算后就得到了数字高程模型。 传感器误差而引起的像点位移的影像。数字正 利用基于ＥＮＶＩ的全自动提取软件，无需用户 射校正的实质就是将中心投影的影像通过数字 （上接８８页） 向成熟时期转变的过程中经历 指定任何参数即可自动运行。除此之外，ＥＲ— 校正形成正射投影的过程，其原理是将影像化 的各个阶段，以及马克思所付出的努力，青年时期 ＤＡＳ软件公司推出的ＯｒｔｈｏＢａｓｅ模块也可以进 为很多微小的区域，根据有关的参数利用相应 的马克思穿越重重的幻想，突破沉重的意识形态 行ＤＥＭ提取。 的构像方程式或按一定得数学模型用控制点解 襁褓，与自己做激烈的斗争，从而走向成熟。马克 （１）Ａｓｔｅｒ立体像对提取ＤＥＭ的步骤：首先 算，求得解算模型，然后利用数字高程模型对原 思为寻求自己的道路付出了艰辛的努力，在许多 从ＡＳＴＥＲ ＨＤＦ文件中提取垂视（３Ｎ）和后视 始非正射影像进行纠正，使其转换为正射影像。 方面做出惊人的理论努力去寻找现实和追求真 （３Ｂ）图像，然后定义输出ＤＥＭ的投影方式和 ２实验 理，从远离终点的起点出发，在被歪曲的事实中， 分辨率、控制点的投影方式。在ＥＮＶＩ主菜单 选取某地区的２００９年１月份的ＡＳＴＥＲ 看到现实的，在对历史的研究中，获得了关于 Ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃ＼ＤＥＭ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ Ｗｉｚａｒｄ＼Ｎｅｗ新建 ＬＩＢ数据进行提取ＤＥＭ、正射影像图制作试 阶级斗争和意识形态斗争丰富的经验，在对传统 立体像对向导，以星下点波段为左片，以侧视波 验。从１：１０万地形图作为ＧＣＰ的数据源，共获 哲学的思辨过程中，总结出抽象思维的方法。 段为右片，输入相应的地面控制点。 取了１８个ＧＣＰ控制点，另外根据地物的明显 参考文献 （２）ＤＥＭ的编辑：在ＤＥＭ提取过程中，由 程度自动提取匹配了４０个连接点均匀分布整 Ⅲ路易－阿尔都塞．保卫马克思嗍北京：商务印书 于大量的阴影、对比度较低等原因可能导致一 副图像，经手工交互编辑删除两个连接点，最终 馆．１９５４ 些像素的匹配失败；同时由于传感器自身或外 连接点的匹配精度小于一个像素。 【２ 易－阿尔都塞，艾蒂安・巴里巴尔．读《资本论》 界一些因素的影响会带有许多噪声，导致图像 利用３Ｎ和３Ｂ波段的数据构成的立体像 Ｊ ．北京：编译出版社，２００１． 不清晰，这时就要对生成的ＤＥＭ进行编辑。 对生成ＤＥＭ，以生成的ＤＥＭ纠正ＡＳＴＥＲ真彩 １３旧克思恩格斯选集ｆＭＩ．北京：人民出版社，１９９５． ＤＥＭ的编辑包括ＤＥＭ的内插、滤波和平滑等。 色合成影像（利用上述方法）得到正射影像。精 １ ４ｌ阿尔都塞哲学与政治［￣ｑ．长春：吉林人民出版牡， １．３ ＡＳＴＥＲ数据的真彩色合成 度的检验采用检查点的办法，整幅图像均匀布 ２００３． 计算机显示器的彩色显示系统是根据三原 设１０个检查点，用已知坐标的部分点为检查 责任编辑：孙卫国 一２０—
