基于第二次土地调查的大区域SPOT5 影像工程化处理研究

国土资源部即将在全国开展的新一轮土地调查, 并建立土地变更调查制度和管理系统。相较于上世纪80 年代的第一次土地详查, 新一轮土地调查的特点在于技术新、手段齐, 查得全、查得清。本文针对第二次土地调查, 以工作中普遍采用的大区域多景连片SPOT 5 卫星影像为例, 讨论了SPOT 5 卫星影像的正射纠正方法, 详细介绍了影像纠正前根据参考图选点误差、数字高程模型的误差精度和传感器内部结合误差三方面对影像纠正应该达到的精度理论值进行评估, 以及纠正后对影像几何精度的精度评定的方法, 阐述了SPOT 5 卫星影像处理的工程化管理方法。     

SPOT5多光谱图像对南沙珊瑚礁信息提取方法的探讨

珊瑚礁在海洋生态系统中具有重要的作用,国外对珊瑚礁遥感信息提取研究较早,但国内起步较晚,目前仍以目视判读为主。使用SPOT5 10 m多光谱数据对我国南沙群岛中弹丸礁和光星礁进行了分类实验,并以QuickBird融合影像判读结果及岛礁调查资料为参考,探讨了SPOT5对珊瑚礁水下信息的辨识能力。首先利用阈值分割方法将水下和水上信息分离;对于水下信息,尝试进行Deglint纠正并引入衍生波段,用4种波段组合方案分别进行最大似然法分类后进行结果比较。结果表明,Deglint纠正能够有效消除水面噪声,从而提高分类精度;近红外波段对水下信息提取有辅助作用,可帮助纠正一些由水深导致的错分;衍生波段替代近红外波段分类效果略差。总之,SPOT5 10 m多光谱数据经过图像纠正后能够有效提取珊瑚岛礁水下成分信息,其分类精度可达80%以上。     

推扫式光学卫星遥感影像产品三维几何模型研究及应用

推扫式光学卫星遥感影像系统校正与精纠正的几何模型通常用一个二维仿射变换模型表示,系统几何校正产品和精纠正产品中仍然包含了地形起伏信息。为了对这些信息加以应用,本文仿照RFM(有理函数模型)用于辐射校正产品几何处理的思路,提出利用RFM对系统几何校正产品、精纠正产品求解RPC参数并进行三维几何处理的技术和方法。分别利用一景北京地区10m和2.5m分辨率SPOT5 HRG各级影像产品进行了正射纠正试验,利用北京地区两景异轨5m分辨率SPOT5 HRG的各级影像产品进行了立体定向试验,结果表明,各级影像产品的三维几何模型可以用三阶分母不相同的RFM替代,与直接应用辐射校正产品影像模型进行正射纠正和立体定向的精度一致。     

基于RFM模型的GF-2卫星数据几何校正精度探讨

本文以GF-2国产卫星原始数据为研究对象,在基于RFM下分别采用不同精度DEM数据和不同数量的GCP的参与下来探讨对GF-2卫星全色波段原始数据的几何纠正精度的影响。结果表明:在一定数量GCP参与下采用10m分辨率DEM纠正的全色波段影像精度要明显高于30m分辨率DEM,通过分析在8个GCP参与下采用30m分辨率DEM纠正的全色波段影像最大中误差为4.74m,达到1:10000尺度精度要求;此外,并不是参与纠正的GCP数量越多其图像纠正的精度就越高,GCP参与的数量在6-8个时纠正的图像精度相差不大,在30m分辨率DEM参与下GCP数量最少为6个所纠正的全色波段影像才能满足1:10000工作的精度要求。     

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。     

Landsat-8姿态抖动对多光谱影像配准影响

鉴于遥感器姿态数据的准确性对影像几何定位的重要性,该文对Landsat-8卫星成像过程中,姿态抖动对多光谱影像配准的影响进行评价和分析。首先介绍了美国地质调查局(USGS)对Landsat-8卫星姿态抖动处理方法;其次,从Landsat-8陆地成像仪(OLI)的多光谱影像入手,基于蒙特卡洛数值模拟及Landsat-8真实影像,定量分析了姿态数据高频抖动对Landsat-8OLI数据波段间配准造成的误差;最后,通过模拟改变卫星姿态测量频率,进一步分析卫星抖动处理在不同频率时对抖动误差去除的适应性。Landsat-8卫星姿态抖动配准精度评估及处理方法的适应性分析,可为提高国产卫星姿态抖动处理能力及多光谱影像配准精度提供有益借鉴。     

SPOT5 Dimap文件解析及在影像纠正中的应用

Dimap是Digital Image Map的缩写,它是由法国Spot Image公司、Satellus和法国空间局（CNES,the French National Space Agency）合作推出的新一代影像分发数据格式规范.Dimap 1.1于2003年5月通过,目前主要用于SPOT5卫星数据的分发.本文介绍了开发Dimap的目的和其主要特征,重点对Dimap元数据进行了详细解析,并给出了Dimap数据在SPOT5影像的无控制纠正中的应用方法.通过试验证明,基于Dimap元数据的SPOT5影像纠正可以解决稀少控制点所带来的难题.     

基于灰度与纹理信息融合的影像分割方法

文章提出了一种融合遥感影像像元各波段灰度信息与影像纹理信息的图像分割方法, 设计并实现了一种基于四分树的区域分开-合并算法。该方法有效地利用了遥感影像像元各波段灰度信息以及影像纹理信息, 用SPOT 5 卫星数据的实验结果表明, 该方法对影像分类以及制图工作有一定的促进作用。     

基于AROP程序包的类Landsat遥感影像配准与正射纠正试验和精度分析

遥感影像的精确配准和正射纠正是进行图像融合、变化检测、图像镶嵌、定量遥感建模、多时相和多传感器影像协同应用的基础和前提。以美国国家航空和航天管理局下设LEDAPS(Landsat Ecosystem Disturbance Adaptive Processing System)课题组开发的配准与正射纠正程序包AROP(Automated Registration and Orthorectification Package)为例,详细阐述了其配准的原理与程序设计流程,并对其配准的精度进行了分析和评价。试验表明:AROP程序包算法能够找出足够的控制点,且控制点分布较为均匀,配准误差小于0.5个像元。误差特征表现为:扫描误差明显大于航向误差,误差的结果与影像漂移、DEM、坡度存在一定的相关性,高程和坡度是影响配准精度的主要因素之一。该程序包目前能够用于对我国CBERS影像的正射校正以及波段不匹配处理,但是对HJ卫星CCD影像数据配准还有待于进一步研究。     

基于多时相NDVI及特征波段的作物分类研究

时相和光谱特征信息在农作物种植分类提取方面具有十分重要的应用价值。以黑龙江大型农场--友谊农场为研究区域,利用4景不同时相的TM和SPOT卫星遥感影像,提取相应时相的NDVI时间谱图像数据作为新波段信息,在分析地物目标在相应影像各波段上光谱和时间特征的基础上,设计了决策树分类算法,通过对待分类影像进行系列阈值分割和掩膜处理,成功提取黑龙江友谊农场的大豆、玉米和水稻的种植信息,分类总体精度达到98.67%。     

Spot5影像统计分析及最佳组合波段选择

遥感影像特征分析是影像融合和解译的基础,而对遥感数据源各个波段进行定量分析是图像融合的前提。本文以SPOT5为遥感数据信息源,在湖南省资兴市天鹅山林场进行了图像特性和波段组合的实验研究。研究主要采用了典型地物的光谱数据采集分析和遥感数据定量分析相结合的方法,计算出各波段之间的熵、相关系数和协方差。研究结果表明:SPOT5各波段的标准差大小顺序为:波段3>波段4>波段2>波段1,熵值的大小顺序则为:波段4>波段1>波段2>波段3;波段3与波段4的协方差最大,而且两波段又处在红外区域,说明红外波段之间独立性较强;从光谱辐射仪采集的数据来看,水体、草地、裸土地的光谱反射率就有很大的差异性。乔木树种的光谱反射率在可见光区域内非常接近,在红外———近红外区域内具有一定的差异,红外———近红外区域波谱对林业遥感研究具有极其重要的意义;利用联合熵和最佳指数方法确定了最佳波段组合为1(R)4(G)3(B)波段。     

中高分辨率遥感影像融合研究

以浙江省衢州市的一个区域作为研究区,在阐述遥感图像融合原理的基础上,以QuickBird、SPOT5和Landsat ETM+全色与多光谱遥感图像为数据源,应用Brovey变换、SVR变换、PCA变换、Pansharp变换和Gram-schmidt变换等融合方法,对上述3类遥感图像进行了融合试验和分析,并从光谱信息和空间信息两个方面对融合效果进行计算分析,来比较这几种融合算法用于QuickBird、SPOT5、ETM+遥感图像融合的效果。研究结果表明,在QuickBird影像融合时Gram-schmidt变换法的效果最好。Pansharp变换法在SPOT5影像融合时综合效果优于其它方法。ETM+影像融合时,Gram-schmidt变换的光谱退化最小;在空间信息增强方面:Brovey变换在波段2、3融合时效果最好,在波段1、5、7上,SVR变换法优于其它变换法,而波段4融合时则是Pansharp变换最佳。     

CBERS-02与SPOT5融合数据及其在海岸带土地利用调查中应用能力综合评价

以珠海市横琴岛为试验区,对CBERS-02星多光谱数据和SPOT5全色数据进行融合处理,融合方法包括HIS变换法、Brovey法、主成分融合法、小波融合法、SFIM法、Gram\|Schmidt法、PANSHARP法,并使用定量指标对融合结果进行分析,通过计算各波段均值、信息熵、标准差、相关系数等指标对各融合结果进行分析评价,探讨适合两种数据的融合方法;对CBERS-02和SPOT5数据的PANSHARP法融合数据进行支持向量机分类,总体分类精度为82.55%,Kappa系数为0.7358;试验结果表明,通过融合CBERS\|02多光谱数据与SPOT5全色数据,既可以增强空间纹理信息,又可以弥补SPOT5多光谱数据缺少蓝光波段的缺陷,具有丰富的光谱信息,可以在海岸带土地利用调查广泛应用。     

基于高分辨率遥感影像的土地利用变化监测

利用遥感影像进行土地利用变化监测,在国内已经有众多相关应用的尝试。但是受到遥感影像分辨率的影响,能满足1∶1万土地利用变化的应用还较少。以浙江省湖州市东林镇域内一块试验区为例,阐述了利用SPOT5高分辨率遥感影像进行1∶1万土地利用变化的方法、过程,同时给出了实验结果,进行了该应用的可行性讨论。     

基于多进制小波的多源遥感影像融合

首先介绍了遥感影像融合的一般理论和方法，然后在讨论多进制小波理论和影像特征的基础上，提出了一种基于特征的多进制小波变换的影像融合算法，该算法根据待融合影像分辨率之比来确定采用几进制小波，将待融合的高分辨率影像进行多进制小波变换，然后把高分辨影像经小波变换后获得的低频成分和低分辨率影像依据一定的关系进行相互转换，以形成新的高分辨影像的低频成分，经过多进制小波逆变换获得到融合后的影像，最大限度地利用了待融合影像的信息，防止了影像信息的丢失，通过对具体影像的清晰度和空间分辨率，融合后的影像最大限度地保留了待融合影像的光谱信息，同时提高了待融合影像的清晰度和空间分辨率，给出了SPOT全色影像与SPOT多光谱影像，SPOT全色影像与TM影像的融合结果，并与其他方法进行了比较，从而证明了本方法的优越性和自适应能力。     

一种自适应的基于局部小波系数特征的遥感图像融合方法

光谱保持和高分辨率保留是影像融合的两个重要问题。本文提出了一种自适应的基于局部小波系数特征的遥感影像融合方法。该方法在对多光谱影像进行IHS变换的基础上,对多光谱的I分量和高分辨率的全色影像分别进行小波多分辨率分析,而后对分解得到的近似分量以及各层各方向的细节分量利用移动模板逐一提取对应的小波系数矩阵的局部特征,采用本文提出的自适应融合准则在小波域进行影像融合,最后通过小波逆变换得到新的I′分量,与H,S分量一起还原到RGB空间,最终得到融合后的高分辨率多光谱彩色图像。本文采用一组TM多光谱图像和SPOT全色图像数据进行融合实验,利用标准差、熵,光谱扭曲度等5个重要评价指标对融合效果进行数理分析。其实验融合图像的目视效果和统计指标均优于IHS融和方法和小波融合方法。     

Updating land cover classification using a rule‐based decision system

This paper proposes a land cover classification methodology in agricultural contexts that provides satisfactory results with a single satellite image per year acquired during the growing period. Our approach incorporates ancillary data such as cropping history (inter‐annual crop rotations), context (altitude, soil type) and structure (parcels size and shape) to compensate for the lack of radiometric data resulting from the use of a single image. The originality of the proposed method resides in the three successive steps used: S1: per‐pixel classification of a single SPOT XS image with a restricted number of land cover classes (RL) chosen to ensure good accuracy; S2: conversion of RLs into a per‐parcel classification system using ancillary parcel boundaries; and S3: parcel allocation using exhaustive land cover classes (EL) and its refinement through the application of decision rules. The method was tested on a 120?km² area (Sousson river basin, Gers, France) where exhaustive knowledge of land cover for two successive years allowed complete validation of our method. It allocated 87% of the parcels with a 75% accuracy rate according to the exhaustive list (EL). This is a satisfactory result obtained with one SPOT XS image in a small agricultural parcel context.     

乌兰布和沙漠高分辨率遥感影像梭梭林解译方法探讨

利用ALOS、SPOT5高分辨率遥感影像,结合野外调查,完成了乌兰布和沙漠研究区遥感影像信息的目视解译及植被制图,并结合GPS野外样点进行精度评价,解译精度为93.3%,梭梭林面积为165 410.62 hm²,占乌兰布和沙漠地区总土地面积的17.27%。最后,对乌兰布和沙漠遥感影像梭梭林解译的方法进行了探讨。     

The value of ground resolution,spectral range and stereoscopy of satellite imagery for land system and land-use mapping of the humid tropics

The quality of SPOT imagery of the humid tropics is variable: frequently only the infrared band is usable. The following statistical conclusions were drawn from a comparison of SPOT and Landsat-TM imagery of Belize: (1) land systems, but not often land facets, can be demarcated; (2) where the quality is good, stereoscopic imagery is preferred for demarcating land systems; (3) after stereoscopy, spectral range appeared more important than ground resolution. Landsat-TM and the two SPOT modes could be used to demarcate plantation agriculture with an overall accuracy greater than 90 per cent, and there was no significant difference between them. Smallholder agriculture was demarcated significantly less reliably (70–90 per cent overall accuracy), for which the SPOT panchromatic mode was found to be more reliable than Landsat-TM at the 99 per cent probability level, but not significantly better than the SPOT multi-spectral mode. Visual interpretation was more reliable than automated classification for demarcating largeholder agriculture.