采用IKONOS影像在VirtuoZo软件下进行1∶1万立体测图研究

李璐 刘硕

摘 要：通过用试验区的IKONOS影像建立立体像对，进行立体测图实验。经过精度统计，得到用IKONOS立体像对能达到1∶1万立体测图精度要求的结论。

关键词：影像 测图研究 遥感影像

中图分类号：P23 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（c）-0062-02

由于贵州省现用于进行1∶1万基础测绘3D产品生产的航摄资料多为1998年至2002年拍摄的老航片，现势性较差，且普遍有影像阴影较大，有云遮挡，或是在扫描过程中有变形等现象，对立体测图有很大影响。而由于贵州地形复杂，气候条件不佳，如选择重新进行航空拍摄很多条件较难达到，且成本较大。

高分辨率卫星立体遥感影像为基础测绘生产提供了新的数据源。相对于传统的航摄影像来说，高分辨率卫星立体遥感影像的优势主要有：获取周期短，影像覆盖范围大，可全天候获取不受时间地区限制，订购简便，处理方便，影像为数字格式无需再进行扫描处理等。

本次实验在花溪选了一个试验区，用IKONOS影像建立了立体像对，在此立体像对基础上进行1∶1万立体测图，进行了精度统计，并得出结论。

1 资料分析

1.1 IKONOS卫星影像简介

IKONOS卫星由美国Spaceimage公司发射，卫星飞行高度为680 km，每天绕地球14圈。卫星上装有柯达公司制造的数字相机，相机的扫描宽度为11 km，可采集1 m分辨率的全色波段黑白影像和4 m分辨率的多波段影像，并可提供立体影像。

IKONOS提供的卫星遥感影像数据一般为经过处理的“准核线”数据，立体像对的重叠度约为100%，灰度取值为11bits，以tiff 16bits格式记录，每个像对除两个tiff影像数据外，还有两个对应的卫星轨道参数文件，文件名为“*_rpc.txt”（其中*为相应的影像名），记录了卫星获取影像时的轨道参数，用以建立影像立体模型与地面模型的关系。

1.2 试验测区概况

本试验测区位于贵阳市花溪区磊庄机场附近，覆盖面积约为49 km2。测区内道路成网，交通较为发达，有106省道和贵昆铁路贯穿其中，居民地较多，均沿道路分布，水系有松柏山水库和天河潭等，地貎以丘陵为主，植被多为旱地和稻田。

1.3 影像资料分析

本次影像的拍摄时间为2010年3月26日，资料较新，影像纹理清晰，无云遮挡，能满足1∶1万立体测图要求。

2 试验技术流程

IKONOS卫星立体影像测图的生产流程和传统航片测图的流程差不多，不同之处在于IKONOS卫星影像是经过处理的核线影像，可通过卫星参数RPC文件定向，重叠度大，影像覆盖面广。我们选用适普公司的VirtuoZo软件进行生产实验，VirtuoZo带有专门的高分辨率卫星影像处理模型RPC模块。在VirtuoZo下采用的试验技术流程如图1。

3 精度统计分析

我们设定了三种实验方案，通过使用不同数量和不同分布情况的控制点进行绝对定向恢复立体模型，根据精度统计结果分析应用IKONOS卫星数据立体测图的精度，并确定出最佳控制方案。

（1）使用9个控制点，其分布情况如图2。

（2）使用4个控制点，分布在像对的四角，如图3。

（3）只使用一个控制点，处于像对的中心，如图4。

在实验区范围内用RTK均匀的实测了24个检查点，分别与三种实验方案的立体模型下的同名点坐标进行精度统计，对量测出的结果用以下公式进行中误差计算：

中误差

其中，n表示点数。

统计结果如表1。

4 结论

通过实验证明，IKONOS卫星立体影像可以满足贵州省1∶1万立体测图的精度要求，具体分析如下。

首先，在量测精度方面，通过精度分析可知，用9个或4个控制点进行绝对定向恢复立体模型的量测精度都可达到1∶1万地形图的量测精度要求。其次，在影像质量方面，IKONOS卫星影像为1 m的高分辨率卫星影像，具有较高的清晰度和丰富的纹理，比我们通常使用的普通航测相机扫描结果更易于判读。再次，卫星影像的覆盖面积较大，用少量控制点就可达到精度要求，从一定程度上减少了外业工作量；在内业处理时省去了内定向、相对定向、核线影像生成等步骤，节省了内业处理的时间；卫星影像现势性强，使外业调绘的工作量减少了70%以上。从这几方面来说都提高了作业的效率。此外，卫星数据获取周期短，订购手续方便，只需提供目标区域的经纬度范围和所需数据类型及可。且具有价格优势，每平方公里约为550元。

当然，在使用卫星立体影像测图的过程中也有一些必须要注意的问题。第一，模型的精度与两个因素有关，RPC参数和野外控制点的分布，卫星影像中的每个扫描线有一个RPC参数，整幅影像有多少条扫描线就有多少与之对应的RPC参数，但它们间会有一定的相关性，我们的每个体像对只能应用一个RPC参数，这参数是一个统计值，影像面积太大，这个参数就不精确，因此定购数据每个像对的盖面积应控制在一定的范围内。同时野外控制点的控制范围应覆盖测绘区域，确保立体模型的绝对定向精度。第二，减小人为因素对量测精度的影响，因为影像分辨率为1 m，所以人的测量误差对测图精度也有一定影响，所以提高作业员的素质，减小人为因素误差，也能相应的提高产品精度。

参考文献

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