宁夏高分影像图及基础地理底图编制

齐娟，官瑞芬，韩芬，吴兆萍，杨娅婷

（宁夏回族自治区遥感测绘勘查院宁夏回族自治区遥感中心，宁夏 银川 750021）

1 背景

针对宁夏地区的发展需求，在已有地质矿产、水工环等专业调查研究成果的基础上，以科学简洁的方式将高分影像与矿产资源分布、地下水资源开发有机关联，在编制宁夏高分卫星遥感影像图和基础地理底图的基础上，配合完成地质矿产、水工环等专题图件编著，最终合编完成宁夏地质安全保障图集，为宁夏的各级政府领导决策和制定规划的提供基础性资料。

2 研究方法

采用遥感影像专业软件对获取的高分数据进行几何精校正、分辨率融合、波段合成、匀光匀色、镶嵌等技术处理，生产高分、高精、高清的高分影像数据，整理更新全区行政境界、水系、交通、行政驻地、旅游景点、火车站、飞机场等基础地理数据，利用ArcGIS 和Photoshop 等软件完成宁夏全区、5 个地级市、22 个县区的高分卫星影像图和基础地理底图的编制。

3 总体技术路线

以ArcGIS 为软件平台，更新现有宁夏全区行政界线、交通、水系、行政驻地、地貌、旅游景点、城区主干道等矢量数据，完成基础地理数据的更新，编制省级、地级市、县（区、市）级基础地理底图。通过获取高分一号、高分二号卫星影像数据，编制省级、地级市、县（区、市）级高分卫星影像图。

数学基础采用2000 国家大地坐标系，高斯-克吕格投影，6 度分带，1985 国家高程基准。全区图件采用1：35 万比例尺，五个地级市图件采用1：25 万比例尺，22 个县区图件采用1：10 万比例尺。

4 实施方案

（1）高分卫星数据获取与处理。2016 年，国家国防科工局批准“依托自治区遥感测绘勘查院设立‘高分辨率对地观测系统宁夏数据与应用中心’（简称高分宁夏中心）”。同年4 月，经国家高分办授权，中国资源卫星应用中心为我院提供了高分数据下载授权通道,通过中国资源卫星应用中心数据查询平台可以下载高分卫星数据。

高分卫星影像数据（1A 级产品）接收后，利用PCL-GXL软件经影像导入、控制点采集、同名点采集与优化、正射校正、分辨率融合、位深调整、波段组合、匀光匀色、镶嵌等处理，生成正射影像产品（3 级），此成果即可编制高分卫星影像图及基础地理更新底图。高分卫星影像数据处理流程见图1。

图1

（2）基础地理数据整理。收集整理已有的基础地理数据，主要根据2017 年分辨率为1 米的高分二号正射卫星影像成果作为底图，参考收集资料对宁夏省内，行政界线、道路、水系等主要地理要素做数字化更新处理，使其正确反映各要素的地理位置、形态、名称及相关的地理信息。

（3）图件编制。基础地理底图和高分卫星影像图编制采用ArcGIS 软件，按相关国家编图规范，图内各基础地理要素内容规范统一，图面清晰、层次分明，主题突出。后期图面整饰采用Photoshop 软件，整饰图面需添加图名、指北针、比例尺、花边、影像数据类型、接收日期、编制单位及时间等要素，使其美观大方。编图基础地理主要内容见表1所示。

①基础地理底图。基础地理底图均采用色带效果突出主区范围，省政区图按市政行政单元设区域色，省辖市政区图按县级行政单元设区域色，县（市、区）政区图按乡级行政单元设区域色。

②高分卫星影像地图。卫星影像地图具有鲜明的特点，以丰富的影像细节去表现区域的地理外貌，比单纯使用线划的地图信息量丰富，真实直观、生动形象，富于表现力。所以影像地图编制只需简单的线划符号和注记表示。

③图件编制标准。通过编制全区、5 个地市、22 个县区3 个行政级别的高分卫星影像图和行政区划图，形成一套编图标准，包括图廓整饰要求、图面整饰要求、地理要素整饰要求。编制标准示例如图2 所示。

表1 基础地理要素内容

图2

5 质量管理

（1）影像质量控制。数学精度检查包括数学基础检查、平面位置精度检查、接边精度检查。

数学基础检查：检查数字正射影像图生产采用的平面坐标系和高程基准是否满足设计要求。

平面位置精度检查：数字正射影像图的平面位置中误差不应大于表2 规定，困难地区放宽0.5 倍，明显地物点平面位置中误差的两倍为其最大误差（表2）。

表2 平面位置中误差 （mm）

接边精度检查：数字正射影像图应与相邻影像图接边，相邻图幅接边误差不应大于2 个像元，接边处影像清晰无错位，色彩均衡。

（2）影像质量检查。①色彩模式。根据遥感影像图编制要求，需将4 个段波的高分遥感正射影像，做波段组合，由R3 G2 B1 真彩色合成，即3、2、1 波段分别赋予红、绿、蓝色，则获得自然彩色合成图像，图像的色彩与原地区或景物的实际色彩一致。②色彩特征。影像应反差适中，色调均匀，纹理清楚，层次丰富，无明显失真，灰度直方图一般呈正态分布；③影像缺损。避免出现影像缺损（如影像纹理不清、噪声、影像模糊、影像扭曲、错开、裂缝、漏洞、污点、划痕等）而造成无法判读影像信息和精度损失。

（3）影像图件质量控制。①项目所出图件主要用于浏览，因此要求图面美观、大方、字迹清晰可辨，不遮挡主要特征影像；②图廓整饰按照统一标准，根据图幅大小选择标注字体大小，图名、指北针、比例尺、图例等要素的放置位置等，输出地图以JPG/TIFF 为主要存储格式。

（4）质量控制措施。项目实行项目负责制和岗位负责制管理，在质量检查中如发现质量问题，及时解决，以保证各阶段工作顺利进行。过程检查是对数据生产及图件制作应进行100%检查，检查出的问题、错误，复查的结果应在检查记录中记录；过程检查提出的质量问题，作业人员应认真修改；过程检查的检查记录随成果资料一并提交最终质量检查部门；经过程检查不合格或未达到质量指标要求的影像数据，应全部退回重新生产，生产成果须重新实施过程检查，直至合格。

6 结语

本次图集编制工作取得了以下成果：生产出一批2017 年度不同分辨率、不同时相的国产高分卫星影像数据，为后期区域性数据共享奠定基础；编制完成2017 年度宁夏全区各市县系列高分影像图件和基础地理底图，可作为相关部门、领导进行区情查询浏览、决策分析和辅助规划的有力技术支撑；编图过程中培养了一批高分数据处理专业技术人员和对国家各个比例尺编图规范掌握熟练的技术人员，为日后编纂其他类型图集奠定了人才基础。但由于本次工作时间紧任务重，编图工作存在一些问题：与地质、矿产、水工环专业在编制图件时各行业采用的数学基础和编图软件不一致，带来一定的工作困难；编制市县图件时，初始比例尺设计过小，导致出图效果不好，这些问题在后续都做了一定的修正。