印度测图卫星IRS-P5定位精度初步研究

简要回顾了印度遥感卫星系列的发展历程;给出了IRS-P5卫星及传感器的有关性能参数,并与IKONOS、SPOT5 HRS做了初步比较;详细论述了IRS-P5使用有理函数模型的定位方法。最后,使用中国北京地区的立体像对数据进行了有关试验研究,结果表明,在良好的地面控制点的支持下,平面和高程精度均可达到5m,满足国家1∶50000基本比例尺地形图测图规范要求。     

基于WorldView-2制备大野口流域高分辨率DEM及精度分析

在全野外GPS地面控制点基础上,对WorldView-2影像自带RPC文件进行校正,利用数字摄影测量软件系统在立体模型上通过影像自动匹配技术快速提取黑河流域上游大野口子流域1∶5 000比例尺数字高程模型(DEM)。由于区域地形复杂、交通不便,研究区南部无地面控制点覆盖。基于立体模型交互式操作,匹配60个均匀分布高精度影像连接点,提高了DEM自动提取精度。并在对阴坡森林覆盖区、大野口水库等重点区域进行DEM编辑基础上,辅助地形特征点和线数据提高了成果精度。由15个外业控制点、12个模型保密点组成的检查点进行定量DEM验证,结果表明:两组高程中误差最大为1.9 m,达到该比例尺山地一级精度2.5 m的要求。
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基于ASTER遥感立体像对的DEM提取

卫星遥感立体像对提取DEM是地貌信息获取的一个重要里程碑,ASTER卫星传感器是可以拍摄立体像对传感器中的代表,具有数据质量稳定、覆盖广泛、价格低廉的特点。本文通过实例研究了ASTER立体像对在高山峡谷地区提取DEM的精度。首先简述ASTER的立体像对提取DEM的国内外发展现状,然后针对一处高程变化显著地区在1:10万比例尺地形图采集地面控制点(GCP),用1:5万精度的DEM作检验,获得GCP范围内高程误差为±20.4m,GCP范围外高程误差为±48.2m,平均误差是±34.3m。这证明可以在小区域内选取GCP控制点,由ASTER立体像大范围外推生成大范围DEM,而且采用常规的技术手段和普通的商业软件就可实现。该方法提取DEM对于我国地形资料缺乏的西部地区有很强的实用性。     

资源三号卫星影像DEM提取与精度分析

为提高国产遥感卫星影像定位精度,提取高精度DEM,该文基于卫星遥感的成像模型和间接平差理论,利用有理函数模型和像面仿射变换模型,构建了卫星影像平差数学模型;利用该数学模型对资源三号卫星立体影像进行了平差处理,建立了研究区域DEM。分析结果表明:DEM在无控制点情况下,平地区域平面精度达到6.12m,高程精度达到8.39m;山地区域平面精度达到6.20m的,高程精度达到8.62m,数据精度能够满足1∶50000比例尺地形图测图标准和要求。研究结果验证了国产卫星数据的定位精度。     

汶川震后震害区DEM提取方法研究-以平武县为例

数字高程模型(DEM)是地理信息系统的基础数据,在与地形相关的各个领域都有非常广阔的应用前景,因此,对DEM的生产和应用研究意义重大。5·12汶川特大地震导致灾区地形严重破坏,原有的地形图及DEM数据不再具备时效性;而有效的DEM数据在当时抗震救灾和灾后重建高精度正射遥感影像地图制作、三维漫游、公路交通及地质灾害信息提取和预警预报等方面又极为重要。因此,采用何种技术方法快速获取灾区震后DEM数据是当时亟待解决的问题。利用ENVI平台,以四川省平武县为实验区,选用IRS\|P5卫星遥感立体像对,尝试在不能采集到高精度地面控制点的条件下,为应急快速获取研究区震后1∶5万DEM数据的工作流程。实验结果及其精度评价表明,获取的实验区震后DEM精度达到了1∶5万或更高比例尺DEM精度标准。该研究方法及提取DEM的工作流程对类似地区应急条件下提取达到一定精度要求的DEM有实用参考价值。     

GeoEye-1立体像对定位精度及其应用分析

探讨了基于有理函数模型的GeoEye-1立体定位方法,并使用澳大利亚Hobart地区立体像对进行了有关试验研究,结果表明,GeoEye-1立体影像无地面控制点的平面精度在3.0m之内(CE90),高程精度约为10.1m(LE90);在良好的地面控制点的支持下,平面和高程精度均优于0.5m(RMSE),基本可满足国家1∶5000基本比例尺地形图测图要求。     

面向西部测图困难地区稀少控制下的TerraSAR-X影像快速正射纠正

针对TerraSAR-X新型雷达卫星影像,基于距离-多普勒(R-D)模型,提出了一种稀少控制下SAR影像正射纠正的方法,并详细阐述了整个处理过程。同时,选用西部横断山脉地区和陕西阎良地区的TerraSAR-X影像作为实验数据,充分利用其高精度的头文件参数信息及5个地面控制点和DEM,分别对其进行正射纠正,阎良地区的纠正精度约为5m,横断山脉地区的纠正精度约为11m,满足了1∶5万的测图精度要求,并对二者的实验结果进行了比较分析。另外,考虑到TerraSAR-X影像数据量大的问题,本文还阐述了运用影像分块处理结合双线性内插原理加快处理大幅SAR影像正射纠正处理的方法,实验表明该方法相对逐像点对SAR影像正射纠正处理,大大提高了处理速度,从而证明了该处理过程的高效性和实用性。     

Aster数据的DEM生产及精度评价

利用贵州省黎平县ASTER 15m的立体影像像对进行DEM生产并对其精度进行评价。研究结果表明：ASTER数据提取DEM是可行的；地面控制点(GCPs)的精度、分布和数量是决定提取DEM数据精度的关键；控制点数目较多，分布均匀时可以大大提高DEM提取的精度。     

一种动态分区的边境狭长区域网平差方法

针对内陆边境狭长区域特殊自然环境、气候条件和其他敏感因素引起的区域网平差精度问题,提出一种利用动态分区规划的区域网平差方法。基于高分立体像对影像,利用层次分析法结合不同尺度DEM实现任务区动态分区,将控制信息以最优方式传递至无控区域,并逐步剔除粗差解算出最优区域网平差模型。实验结果表明,该方法生成的边境狭长区DEM高程均方根误差小于7.5m,DOM产品单点定位精度误差小于5m,丘陵与平原区域误差小于1m,相邻影像之间的几何拼接精度优于0.5m。     

不同模式Radarsat 影像DEM 提取及精度比较

利用摄影测量方法进行DEM 提取是热带雨林地区雷达应用方向之一。以热带雨林地区平地、丘陵和山地混合地形区为研究对象, 收集了F、S 和W 等不同波束模式的Radarsat-1 SAR 影像9 景, 组合成6 个不同类型的立体像对, 进行DEM 提取, 探讨基于距离ö多普勒构像方程的Radarsat 影像的DEM 提取方法。通过对DEM 结果进行精度验证和比较, 认为提取的DEM 精度受多种因素影响, 同种波束模式的立体配置, 立体交会角越大,DEM 精度越高; 对于地表起伏较小的平地,DEM 精度要高于丘陵山地区, 该研究区DEM 精度的平均误差可以达到14 m 左右,RMSE 可以达到29 m 左右。     

DEM保真精度定量化描述模型研究

等高线回放法是DEM精度评估的重要方法之一,可以用于检测地形的保真程度,但是现有定量评估指标属于相对保真精度的范畴。因此本文基于水系和地形的固有套合特性,提出了水系和地形套合隶属度函数,从两者的套合程度实现DEM保真精度的定量化描述。首先,根据线状要素位移准则、尺度准则、平均坡度准则、最大套合偏移量准则和目视效果准则,运用模糊数学方法建立水系和地形套合隶属度函数;然后,使用四个不同地貌类型实验区域的1:5万地形图作为基础源数据,实验分析了DEM保真精度的评估。实验结果表明水系和地形套合隶属度函数不仅可以用于DEM保真精度的定量评估,而且可以用于DEM最佳分辨率的确定以及DEM尺度转换的适宜范围的确定。     

DEM保真精度定量化描述模型

等高线回放法是数字高程模型(DEM)精度评估的重要方法之一,可以用于检测地形的保真程度,但是现有定量评估指标属于相对保真精度的范畴,因此基于水系和地形的固有套合特性,提出了水系和地形套合隶属度函数,从两者的套合程度实现DEM保真精度的定量化描述.首先,根据线状要素位移准则、尺度准则、平均坡度准则、最大套合偏移量准则和目视效果准则,运用模糊数学方法建立水系和地形套合隶属度函数;然后,使用4个不同地貌类型实验区域的1∶5万地形图作为基础源数据,实验分析了DEM保真精度的评估.实验结果表明水系和地形套合隶属度函数不仅可以用于DEM保真精度的定量评估,而且可以用于DEM最佳分辨率的确定以及DEM尺度转换适宜范围的确定.     

基于数据融合的DEM插值与可视化

针对某航海训练仿真系统对三维地形实时性及逼真性的需要,提出了对DEM数据进行插值以提高数据的精度。在概略介绍空间插值原理及分类的基础上,分别着重介绍了克里金插值算法及改进谢别德插值算法的原理和特点。为了兼顾这两种插值算法的优点,克服单一插值方法的不足,提出了基于数据融合的插值方法。详细阐述了DEM插值的过程,并结合实例,利用SRTM3数据进行了测试,实现了DEM的可视化。仿真结果表明,与单独采用两种插值算法相比,基于数据融合所得数据插值效果较好,插值精度得到了明显的提升。     

Improved Modeling of Elevation Error with Geostatistics

The elevations recorded within digital models are known to be fraught with errors of sampling, measurement and interpolation. Reporting of these errors according to spatial data standards makes several implicit and unacceptable assumptions about the error: it has no spatial distribution, and it is statistically stationary across a region, or even a nation. The approach explored in this paper employs actual elevations measured in ground and aerial survey at higher precision than the elevations in the DEM and recorded on standard paper maps. These high precision elevations are digitized and used to establish the real statistical and spatial distribution of the error. Direct measurements could also have been taken in the field by GPS or any other means of high precision data collection. These high precision elevations are subtracted from values stored in the DEM for approximately the same locations. The distribution of errors specific to the DEM can then be explored, and can be used in the geostatistical method of conditional stochastic simulation to derive alternative realizations of the error modeled and so of the DEM. Multiple versions of the derived products can also be determined. This paper compares the results of using different methods of error modeling. The best method, which gives widely implementable and defensible results, is that based on conditional stochastic simulation.     

应用Kriging插值方法插补干涉雷达DEM奇异值斑块

干涉合成孔径雷达（InSAR)可以获取地表的三维信息，但是由于雷达数据的热噪声等原因，使得干涉雷达获取的DEM存在高程奇异值斑块，严重影响了InSAR获取DEM的应用。鉴于高程奇异值斑块的DEM中分布的随机性，以及一般DEM数据具有的空间连续性和空间自相关性，针对这一问题，笔提出了利用基于空间统计学的Kriging插值法插补DEM的高程奇异值斑块。本对STRM提供的DEM进行了插补，同时对插补的结果进行了精度分析。结果表明可以满足DEM的应用精度要求。     

机载AISA Eagle Ⅱ高光谱数据处理——以额济纳旗试验区为例

机载AISA EagleⅡ传感器为"黑河综合遥感联合试验(HiWATER)"额济纳旗试验区提供航空高光谱影像。介绍了高光谱原始数据的辐射定标、几何校正、大气校正等预处理过程。根据研究区地形差异以及数据使用目的的多样性,几何校正中可选择是否加高精度DEM产品,大气校正的选择策略可分为平坦地形无DEM的大气校正和起伏地形添加DEM大气校正。本试验数据采用加载高精度DEM的几何校正和平坦地形大气校正方法,经过预处理后的高光谱数据产品,其地理坐标与高分辨率的CCD影像对比,地理位置信息较为准确;与实测地物光谱对比,影像光谱能较好地体现地物光谱的特性,数据可用作定量遥感进一步的研究。     

月球卫星CE-1三线阵影像数据的解算试验

利用"嫦娥一号"卫星上搭载的CCD立体相机获取的月面三线阵影像数据,再配合激光高度计(LAM)数据,经过摄影测量解算可以制作月面数字高程模型(DEM)和数字正射影像图(DOM)。本文采用两种方法对月球卫星CE-1三线阵影像数据进行了月面点坐标的解算试验,方法一是根据测控给出的外方位元素直接解算,方法二是对影像上提取的像点进行区域网平差解算,根据两种方法的解算结果,比较了各方法的精度,达到了预期目的。     

基于Kriging方法的动态地形反向多级细化研究

针对层次细节模型（LOD）只能实现数据精度低于原始DEM数据的动态地形建模过程,提出了基于Kriging方法的动态地形反向细化方法（Levels Of Backward Detail,LOBD）。该方法提取出需反向细化区域,判断多级细化级别,分析区域的空间属性相关性,根据最优条件拟合变异函数,根据Kriging方法对目标区域进行插值,生成精度高于原始DEM数据精度的区域数据。设计了按独立树结构的插值数据动态存储方式。建模实验表明,新的动态建模方法的细节层次可以比LOD方法至少增加两级,并且保持渲染效率基本不变。     

数字近景摄影测量技术在矿山地表沉陷监测中的应用研究

为了解决传统的矿山地表沉陷监测方法存在的劳动强度大、不能实时观测、难以获得瞬时3维移动变形信息等缺陷,提出了一种利用基于非量测数相机的数字近景摄影测量技术进行塌陷区沉陷监测的方法。该方法首先利用标定过的高分辨率数字相机获取塌陷区的数字立体影像像对;然后采用相对定向、影像匹配等摄影测量解析处理技术提取塌陷区地表的数字高程模型;最后通过与该区域开采前数字高程模型对比分析来完成塌陷区沉陷范围、深度、体积等沉陷参数计算。应用研究结果表明,数字近景摄影测量的测定精度基本可以满足这次应用条件下沉陷监测的精度要求。该方法为矿山地表塌陷区的沉陷监测提供了一条可行的途径。     

Remote survey of large-scale braided,gravel-bed rivers using digital photogrammetry and image analysis

The use of conventional survey methods to monitor large, gravel river beds has traditionally led to a reliance on repeat measurements of cross-sections which, unless very closely spaced, may give unreliable information about three-dimensional channel morphology and morphological change. Provided certain technological limitations can be overcome, remote survey techniques, such as digital photogrammetry and airborne laser scanning, remove the spatial and temporal constraints typically associated with ground-based surveys, allowing high spatial resolution, distributed, elevation mapping of gravel river beds. This paper develops the use of digital photogrammetry for the survey of a 3.3 km reach of the braided Waimakariri River, New Zealand, which, when combined with image analysis of water colour to infer water depth, provides a Digital Elevation Model (DEM) of the entire river bed. Central to the successful application of this method is DEM post-processing. Errors take two forms: (i) individual point errors associated with incorrect stereo-matching during automated data collection; and (ii) spatially-variable systematic errors that are associated with uncertainties in sensor position and orientation as determined during the bundle adjustment. An automated post-processing procedure is developed to deal with individual point errors and this improves DEM surface quality in terms of accuracy, precision and internal reliability. Systematic errors in the final DEM surface were reduced by applying a simple correction based on surveyed photo-control point elevations.