天绘一号数据立体影像DEM提取
国产高分辨率卫星影像自动化高精度处理
国产高分辨率卫星影像自动化高精度处理----------卫星影像基于已有DOM/DEM自动化处理测试报告1、测试情况1.1.数据情况影像类型景数单景全色大小单景多光谱大小高分一号31624Ｍ156Ｍ天绘一号15976Ｍ137Ｍ资源1号02Ｃ7300Ｍ*2103Ｍ资源三号6 1.12Ｇ606Ｍ1.2参考数据参考DOM：影像分辨率为2米；参考DEM：1：1万分幅DEM，格网间距为5米。
1.3机器性能电脑工作站一台，其主要性能配置如下：CPU：Intel Xeon E5-269016核RAM：128G磁盘驱动器：Samsung SSD8502、作业流程3、效率统计3.1预处理已有DEM和DOM预处理可在任务开展前，电脑全自动化进行预处理，本次任务预处理1：10000分幅参考DEM2871，参考DOM40.5G，利用晚上时间（18小时）完成。
3.2自动定向纠正与融合处理备注：以下时间全为计算机自动计算的时间，不需额外人工处理影像类型全色影像自动定向与纠正全色与多光谱影像配准纠正与融合高分一号4.5分钟/景（总共20景，7核并行，90分钟完成）1.2分钟/景（总共31景，12核并行，37分钟完成）天绘一号9分钟/景（总共9景，5核并行，85分钟完成）6分钟/景（总共15景，15核并行，106分钟完成）资源三号25分钟/景（总共5景，单核处理，128分钟完成）45分钟/景（总共5景，单核处理，220分钟完成）4、成果展示4.1控制点分布情况备注：因计算机保密要求，以下所有图片均为彩色打印再扫描得到的，色彩有些偏色。
图1高分一号全色影像基于底图匹配控制点分布情况图2天绘全色影像基于底图匹配控制点分布情况图3资源一号02C全色影像基于底图匹配控制点分布情况图4资源三号全色影像基于底图匹配控制点分布情况4.2定向精度经过软件自动定向与纠正后，控制点计算中误差基本到一个像素（2米）精度要求，图面量测平均误差基本达到两个像素以内。
如何进行卫星影像处理与测绘成果提取
如何进行卫星影像处理与测绘成果提取卫星影像处理与测绘成果提取是如今地理信息领域中重要的技术手段之一。
随着遥感技术的发展和地理信息系统的广泛应用，利用卫星影像进行测绘成果提取不仅可以提高工作效率，还可以准确获取地理空间信息。
本文将从卫星影像的获取、预处理、影像分类与测绘成果提取等方面来探讨如何进行卫星影像处理与测绘成果提取。
首先，卫星影像的获取是进行卫星影像处理与测绘成果提取的前提。
卫星影像可以通过遥感卫星进行获取，如Landsat、Sentinel等。
这些卫星携带高分辨率的传感器，能够提供大量的影像数据。
在获取卫星影像时，需要考虑影像的分辨率、波段和时间等因素。
分辨率决定了影像显示的细节程度，波段决定了影像提供的信息类型，时间则影响了影像的时序信息。
获取到卫星影像后，需要进行预处理才能得到准确的测绘成果。
其次，卫星影像的预处理是卫星影像处理与测绘成果提取的重要环节。
常见的卫星影像预处理包括影像校正、几何校正和辐射校正等。
影像校正可以消除影像中的几何畸变，使得影像在空间上更加准确；几何校正可以校正不同时间、不同卫星影像之间的几何配准问题；辐射校正则可以消除影像中的辐射畸变，使得影像的光谱信息更加客观真实。
通过这些预处理手段，可以得到更加准确的卫星影像，为后续的影像分类与测绘成果提取提供更好的数据基础。
然后，影像分类是卫星影像处理与测绘成果提取的重要步骤之一。
通过影像分类，可以将卫星影像中的各种地物类型进行识别和划分。
常见的影像分类方法包括基于像元的分类和基于对象的分类。
在基于像元的分类中，通过对每个像元进行分类，从而得到整个影像的分类结果。
而基于对象的分类则是将相邻的相似像元组合成对象，再对对象进行分类。
影像分类需要结合遥感图像的光谱、纹理和空间等特征，选择适当的分类器进行分类。
常用的分类器有最大似然分类、支持向量机和人工神经网络等。
最后，测绘成果提取是卫星影像处理与测绘成果提取的最终目标。
测绘成果提取主要包括地物信息提取和地理空间分析两个方面。
DG立体影像提取DEM-ENVI
ENVI5.1立体像对提取DEM简介数字高程模型(Digital Elevation Model)，简称DEM，它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型。
DEM除了包括地面高程信息外，还可以派生地貌特性，包括坡度、坡向等，还可以计算地形特征参数，包括山峰、山脊、平原、位面、河道和沟谷等。
建立DEM的方法有多种，从数据源及采集方式主要有：根据航空或航天影像，通过摄影测量途径获；野外测量或者从现有地形图上采集高程点或者等高线，后通过内插生成DEM 等方法。
DG卫星星座有四颗星可以提供立体像对产品，IKONOS、WV1、WV2、GeoEye。
操作方法第一步：输入立体像对(1)在菜单栏，选择File/Open As/WorldView 2打开.til全色立体影像文件.(2)在Toolbox中，双击/ Terrain/DEM Extraction/DEM Extraction Wizard: New。
打开DEM提取流程工具。
(3)单击Select Stereo Image按钮，选择观测角度小的影像为Left Image，观测角度大的为Right Image。
在WV2中0525观测角度小，0630 观测角度较大。
第二步：定义地面控制点提供三种定义地面控制点方式：●不定义（No GCPs (relative DEM values only)）●交互式定义（Define GCPs Interactively）●读取控制点文件（Read GCPs From File）。
在缺少地面控制点数据时，选择不定义控制点，单击Next按钮。
第三步：定义连接点（1）定义连接点方式：●自动寻找●交互式手工定义●外部读取控制点文件（2）设置自动寻找点参数设置●连接点数目（Number of Tie Points）●搜索窗口大小（Search Windows Size）：大于或等于21的任意整数，并且必须比移动窗口大。
天绘一号卫影像数据处理
北京揽宇方圆信息技术有限公司天绘一号卫影像数据处理1TH01卫星介绍天绘一号卫星（TH01）是中国第一颗传输型立体测绘卫星，搭载三线阵立体测绘相机、高分辨率相机、多光谱相机，可获取全球范围内立体、高分辨率、多光谱影像数据。
2数据2.1原始影像数据原始数据为广州市境内的2景全色影像和2景多光谱影像，产品级别为1A，多光谱影像拍摄时间为2011年05月05日，全色影像拍摄时间为2011年05月08日。
该数据不包含RPC参数文件。
2.2控制数据平面参考为UTM投影，WGS84坐标系的道路网图，高程参考为与平面参考数据相同坐标系统的30米分辨率的数字高程模型。
3数据生产3.1生产流程生产过程如图1所示，先对全色影像进行正射纠正，然后利用校正后的全色影像作为参考影像，对多光谱影像进行正射纠正。
再利用校正后的全色和多光谱影像进行融合、镶嵌、分幅。
利用Photoshop软件对色彩进行调整。
图1生产流程图3.2生产方法3.2.1正射纠正利用PCI Geomatica软件OrthoEngine模块对数据进行正射纠正。
OrthoEngine模块提供了三种校正方法：Toutin's Model、Rational Function（extract from image）和Rational Function（Compute from GCPs）。
由于该数据没有RPC模型，故采用Rational Function（Compute from GCPs）。
采用该模型不能采集连接点，但其它两种模型均能采集连接点。
1）建立工程启动OrthoEngine，点击file/NEW，在Math Modelling Method处选择Optical Satellite Modelling，并选择Rational Function（Compute from GCPs）。
如图2所示。
同时设置投影信息，如图3。
图2模型选择图3设置投影2）导入数据点击New image导入数据（图4）。
25.立体像对DEM提取
第一步：输入立体像对
（1） 单击 File->Open，选择 BANDA.TIF 和 BANDF.TIF 文件打开。 （2） 在 Toolbox 中，选择/ Terrain/DEM Extraction/DEM Extraction Wizard: New。 （3） 单击 Select Stereo Image 按钮，选择 BANDA.TIF 左影像（left image） ，BANDF.TIF 为右影 像（right image） 。 注：1、ENVI 一般能自动识别 RPC 文件，否则需要手动选择 RPC 文件。 2、左影像选择垂直观测的影像，或者观测角度小的影像。可以简单通过对比立体像对两 幅影像的地面分辨率，分辨率高的当作左影像。 （4） 单击 Next 按钮。
（2） 单击 Next 按钮，进入 Step 5/9 步骤。 注：1、如果 Maximum Y Parallax>10，需要编辑自动寻找的 Tie 点。单击 Show Table，选择 Sort Table By Error，误差大的点排在前面，逐个选择 Tie 点查看精度，将偏离较大的点进行 微调或者直接删除。 （3） 自动寻找的 Tie 点分布有间隙，手动增加一些点，充分利用 Predict Left（或 Right）预测 功能可以提高效率。 （4） 当误差达到一定范围（Maximum Y Parallax<10） ，单击 Next 按钮。 注：可先单击 Delete ALL 删除所有点，再单击 Restore 加载提供的 Tie.pts 文件。
2. 详细操作步骤
DEM Extraction 工具分为 9 个步骤，总体上我们可分为 6 个步骤，如下图所示。 输入立体像
定义地面控
定义连接点
设定输出参 输出 DEM 及检
DEM截取及三维可视化创建
DEM截取及三维可视化操作步骤1、打开arcmap操作界面，点击图标加载高程图像文件，在arccatalog窗口中在根目录下创建格式为polygon(面格式)的shapfile文件，在文件属性窗口命名并点击将投影信息设置为与chinadem110一致；如图所示：2、加载选择高程差异较大区域截取，在Arctool工具箱中选择spatial analyst tool 【空间分析工具】|Extraction【提取】|extract by mask【通过掩膜提取】在属性窗口中设置文件保存路径；如下图所示：3、将DEM数据转换为点数据，在arctools工具箱中选择conversion tools【转换工具】|from raster【从栅格数据】|raster to point【栅格转为点数据】，在属性对话框中选择输入和输出的文件所在路径；4、由点数据生成泰森多边形，在arctools工具箱中选择analysis tool【分析工具箱】|proximity 【邻近分析】|create thiessen polygon【创建泰森多边形】，在属性对话框中设置文件存储位置，并在点击右下角environment在属性框中的general setting【常规设置】|extent【范围】中以截取的DEM高程数据作为模板来设置边界，生成泰森多边形；如下图所示：5、统计分析：在arctools工具箱中选择spatial analyst tool 【空间分析工具】|zonal|zonal statistics as table，在属性对话框中选择文件存储位置并在zonal filed一栏下选择input id作为分析依据；（注：arcgis10.0版本下在主窗口界面出现table 文件，9.3以下版本只出现操作成功的提示）6、对泰特多边形进行join 操作，连接生成的表格。
选中生成的泰森多边形文件右键选择joins and relates|join 选项，在join data 属性窗口中的将input id 作为数据源；7、将连接成功的泰森多边形文件复制到arcscene 操作窗口下，选中该文件右键选择property 打开layer property 属性窗口，在属性窗口中选择extrusion 对话框并如图勾选，点击图标，在expression builder 窗口中如下图选择max 对象作为生成三维立体图形的对象，为了使效果更加的明显，可在expression 中做相应的运算。
天绘一号
中国第一代传输型立体测绘卫星
天绘一号
中国第一代传输型立体测绘卫星，主要用于科学研究、国 土资源普查、地图测绘等领域的科学试验任务。 采用了CAST 2000卫星平台，一体化集成了三线阵CCD相机、 2米高分辨率全色相机和多光谱相机等3类5个相机载荷， 是中国有效载荷比最高的高分辨率遥感卫星。 中国第一个完全自主产权和国产化的集数据接收、运控管 理、产品生产和应用服务为一体的地面应用系统。 天绘一号01星、02星、03星分别于2010年8月24日和2012 年5月6日2015年10月26日发射成功并组网运行。
CAST 2000卫星平台
CAST2000平台是小型卫星平台，有着较高的性能、良好的 扩展性和灵活性。 该卫星平台采用了S波段及TT&C分系统、 X波段数据传输分系统及三轴稳定方式。该卫星平台拥有 高精确度的控制能力、宽幅侧摆机动能力、灵活的轨道机 动能力、高集成星务管理及高效的电力供应能力。 该卫星平台拥有良好的性能及可靠性，已被成功用于多颗 中国小卫星，包括海洋1A、1B及环境减灾星A、B。
性能数据
天绘一号卫星性能数据 卫星名称 发射时间 轨道高度（km） 轨道倾角（°） 轨道偏心率 天绘一号02星 2012年5月6日 500 97.3 0 2m分辨率全色相机、10m 2m分辨率全色相机、10m 米分辨率多光谱相机、5m 相机类型 分辨率多光谱相机、5m分 分辨率三线阵全色立体相 辨率三线阵全色立体相机 机 全色2m、三线阵全色5m、 全色2m、三线阵全色5m、 星下点像元分辨率 多光谱10m 多光谱10m 侧视角（°） ±10 0 幅宽（km） 60 60 蓝：0.43～0.52 蓝：0.43～0.52 绿：0.52～0.61 绿：0.52～0.61 光谱/波段范围（μm） 红：0.61～0.69 红：0.61～0.69 近红外：0.76～0.90 近红外：0.76～0.90 回归周期/天 摄影覆盖范围 降交点地方时 是否具备商业编程能力 58 南北纬80°之间 13:30 是 58 南北纬80°之间 13:30 是 天绘一号01星 2010年8月24日 500 97.3 0
DEM数据获取方法
一、DEM数据获取方法：定义：地形图指的是地表起伏形态和地物位置、形状在水平面上的地物和地貌按水平投影的方法，并按照一定的比例缩绘到图纸上，这种图称为地形图。
特点：（1）具有统一的大地坐标系统的高程系统（2）具有完整的比例尺系列和分幅编号系统：国家基本地形图含1:5千、1:1万、1：2：2.5/1:5万、1:10万、1:25万、1:50万、1:100万8种比例地形图。
缺点：（1）地形图现势性较差：纸质地形图制作工艺复杂，更新周期比较长，一般不及时反映局部地形地貌的变化情况（2）地形图存储介质单一，容易变形：传统地形图多为纸质存储介质，存放环境（温湿度）导致地形图图幅产生不同程度的变形，这种变形表现在不同方向上的长度变形和图幅面积上的变形（3）地图精度有限：地图精度决定这地形图对实际地形表达的可信度，与地形图比例尺、等高线密度（由等高距表示），成图方法有关。
不同比例尺的地形图，其所表示的几何精度和内容详细程度有很大的差别。
在应用DEM的时候要考虑DEM分辨率、存储格式、数据精度和可信度等因素。
二、DEM数据采样策略与采样方法：采样：确定在何处需要测量点的过程，这个过程有三个参数。
决定：点的分布、点的密度和点的精度。
1.采样数据的分布：由数据位置和结构（分布）来确定，指数据点的分布形态位置有地理坐标系统中经纬度或者网格坐标系统中坐标决定。
结构的形式很多，因地形特征、设备、应用的不同而不同。
2.数据的密度：是指采样数据密集程度，与研究区域的地貌类型和地形复杂程度有关。
用于刻画地形形态所必须的最少的数据点。
表示方式：相邻的两点之间的距离、单元面积内的点数、截止频率（采样数据所能表示的最高频率）、单位线段上的点数等。
采样距离：相邻两点之间的距离，也称采样间隔。
·通常数字加单位来表示，如采样距离为20米，表示规格网分布的采样数据·另一种表示法是单位面积内的点数，如每平方米500点，描述随机分布的采样数据·描述数据分布是沿等高线或特征等线状分布采样点，常用单位线段上的点数，如每米2点3.数据的精度：是指数据点本身所具有的精确度，是数据获取过程中各种不同类型误差的综合反映采样数据精度与数据源、数据的采集方法和数据采集的一起密切相关。
COSMO-SkyMed立体雷达影像在水利工程中的应用
Application of COSMO － SkyMed Stereo SAＲ Images in Hydroelectric Engineering Surveying
XU Jian，YE Peng，PANG Qingyan
( China Water Ｒesources Beifang Investigation， Design and Ｒesearch Co． Ltd， Tianjin 300222，China)
1. 2. 1 SAＲ 图像预处理 对影像进行预处理，提取影像的轨道参数，对两幅 SAＲ
图像进行快速的定位，创建立体模型。 1. 2. 2 立体点对的获取及匹配
主要为人工选取特征点，例如： 边缘点、断裂处、沟等； 并 自动匹配大量的特征点，其过程是通过已知的 WOＲLD 30 m DSM 进行特征点的自动匹配过程，最终匹配成功率为 31% （ 图 2） 。图 3 显示为匹配好的点对。 1. 2. 3 雷达立体测量处理计算［7］
属性
获取时间 空间分辨率
行 列 轨道方向 产品类型 I 倾角 差分角度
表 1 影像参数
左影像
2013 － 06 － 09 1. 0 14 368 20 268 降轨
单视复数影像 57. 898° 26. 285°
右影像
2013 － 06 － 10 1. 0 m 14 367 18 054 降轨
单视复数影像 31. 613°
老挝某水利工 程 设 计 项 目 地 处 山 区，地 形 复 杂 多 变，植 被覆盖率达到 90% 以上，人烟稀少，野外作业人员进入困难， 气候多变，光学影像不易获取，而且在立体影像测图中，茂密 的植被对测图精度产生一定的影响，因此，基于 SAＲ 独特的 影像特点，采用 COSMO － SkyMed 立体 SAＲ 提取 DEM，制作 1∶ 10 000 地形图。 1 利用立体 SAＲ 制作 DEM 流程 1. 1 数据源
使用卫星影像进行测绘数据提取的技巧
使用卫星影像进行测绘数据提取的技巧随着科学技术的不断进步，卫星遥感技术在测绘领域的应用越来越广泛。
通过卫星影像可以获取到大范围的地理信息数据，为测绘工作提供了非常有价值的参考。
本文将主要探讨使用卫星影像进行测绘数据提取的技巧，希望能够对相关领域的研究人员和实践者有所帮助。
一、数据预处理在进行测绘数据提取之前，首先需要对获取到的卫星影像进行预处理。
预处理的目的是去除影像中的噪声和干扰，以提高数据的准确性。
常用的预处理方法包括影像去噪、辐射校正和大气校正等。
影像去噪可以通过滤波算法实现，辐射校正可以根据卫星传感器的特性进行像元值的转换，而大气校正则根据大气传输模型对影像进行修正。
二、影像配准卫星影像通常包含多个波段的数据，需要将它们进行配准，使其在空间上一一对应。
影像配准可以使用特征点匹配或者控制点匹配的方法。
特征点匹配是通过计算影像中的特征点，并将其与参考影像中的特征点进行匹配，从而实现影像的配准。
控制点匹配则是在影像中选取一些具有明显特征的地物点，并在参考影像中找到相对应的点进行匹配。
配准的目的是使影像的几何位置尽量准确，为后续的数据提取工作提供良好的基础。
三、地物分类地物分类是卫星影像测绘的重要环节，它将影像中的各个像元分为不同的类别，如水体、植被、建筑物等。
地物分类可以通过监督分类或非监督分类的方法实现。
监督分类需要人工提供一些训练样本，然后根据这些样本的特征对影像进行分类。
非监督分类则是根据影像中像元的相似性进行自动分类，分类结果通常需要人工进行后期的调整和验证。
四、特征提取在地物分类之后，可以对特定地物类别进行特征提取，以获取更加精细的测绘数据。
特征提取可以包括形状、纹理、光谱等多种特征。
形状特征可以通过计算地物的周长、面积、长度等参数获得，纹理特征可以通过计算地物的灰度共生矩阵等统计参数得到，而光谱特征则是利用不同波段的反射率或辐射值来描述地物的光谱特性。
五、数据精度评定完成测绘数据提取之后，需要对提取结果进行评定，以验证其精度和准确性。
遥感立体像对提取DEM
实验一：遥感立体像对提取DEM2013116047TL 1、实验目的加深对课堂上各种概念的理解，了解什么是卫星遥感摄影模型，掌握、理解卫星遥感数据的相关知识，进一步巩固立体像对成像原理，了解立体像对的RPC模型定位原理，通过上机实践熟悉P5立体像对提取dem过程；熟悉ENVI软件一些基本操作，将课堂知识融会贯通，深刻理解。
2、实验内容和意义主要内容是使用ENVI软件对卫星遥感立体影像数据进行处理，提取DEM是地貌信息利用雷达信号的相位信息提取地球表面的高精度三维信息，主要应用于测量地面点的高程及其动态变化；经过对卫星遥感立体影像进行处理过生成DEM三维立体图，可用于获取高精度的地形高程数据及监测地壳形变等等。
3、实验要求尝试在ENVI软件中建立一个物理模型，在模型上提取3D模型；了解有理多项式影像模型RPC的参数；在影像配准时找对应点进行配准；重新设置DEM提取参数，对比前后的结果是否发生变化。
掌握用ENVI建立P5遥感卫星立体模型，了解各种参数的含义以及对模型的影响。
4、利用遥感立体像对提取DEM的原理从不同方位对同一地区摄取两幅影像构成为立体影像对，其实质是传感器模拟人的双眼，构成人体立体视觉，即将像对上的视差反应为人眼的生理视差后得到的立体视觉，一般立体像对的重叠度至少在60%以上。
构建人造立体视觉需具备三个条件：1）由两个不同位置（一条基线的两端）拍摄同一景物的两张相片称为立体像对；2）两只眼睛分别观察像对中的一张像片；3）观察时像对上同名像点的连线要同人的眼睛基线大致平行，而且同名点间的距离一般小于眼基线。
立体像对获取DEM的原理简易阐述为：在天空两点（相当于人的两只眼睛）拍摄地面同一点时形成一个角，当天空两点的空间位置确定后，该角度越大地物点越高；反之，角度越小地物点越低。
以此类推，将地面所有的高程解算后就得到了数字地面模型，如下图：基于立体像对提取DEM原理示意图5、利用遥感立体像对提取DEM的方法立体像对获取DEM的原理简易阐述是：在天空两点(P1和P2)拍摄地面同一点A时形成∠P1AP2夹角，当P1和P2位置确定后，该角度越大地物点越高，反之，角度越小地物越低。
立体像对提取DEM原理和方法
立体像对提取DEM原理与方法一、概述数字高程模型(Digital Elevation Model)，简称 DEM，它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型。
DEM 除了包括地面高程信息外，还可以派生地貌特性，包括坡度、坡向等，还可以计算地形特征参数，包括山峰、山脊、平原、位面、河道和沟谷等。
建立 DEM 的方法有多种，从数据源及采集方式主要有：根据航空或航天影像，通过摄影测量途径获；野外测量或者从现有地形图上采集高程点或者等高线，后通过内插生成 DEM 等方法，主要方法如二、流程立体像对获取 DEM 的原理简易阐述是：在天空两点（P1和 P2）拍摄地面同一点 A 时形成一∠P1AP2夹角，当 P1和 P2空间位置确定后，该角度越大地物点越高，反之，角度越小地物越低。
将地面所有点的高程解算后就得到了数字地面模型。
像对DEM获取方法有主要两种:一种是通过GCP和影像上对应的像素来计算卫星的外方位元素(卫星姿态),通过像对间的匹配点(TP, Tie Point)配准影像,然后进行后方交汇计算每个地面点的高程；另一种是外方位元素的从卫星的星历中解算,其它步骤同1,此方法要求具有精确的卫星星历,而且生成的DEM为相对高程。
利用立体像对提取 DEM 的流程图，总体上分为六步。
如下：1、数据输入将立体像对输入到进行实验处理的软件中。
2、输入控制点、定义连接点定义地面控制点后得到的 DEM 是绝对高程，否则是以卫星默认的地势面作为基准面的相对高程，然后将控制点输入。
要生成 DEM 首先要选择立体像对上的一些连接点。
连接点也是同名点，它是用来建立两张像片之间关系的。
连接点的提取一般先自动提取，再手工交互编辑。
连接点的自动提取采用基于灰度的影像相关的办法。
自动提取以后再进行人工编辑，剔出错误的连接点，如果点数太少，人工地选取一些连接点，保证连接点分布均匀。
3、生成核线影像如果直接用影像相关的算法，求出各个像素的同名点，再计算视差，计算量非常大，一般是先生成核线影像，把二维的相关问题变成一维的相关问题。
“天绘一号”影像正射纠正实验与精度分析
第４１卷第９期２０１８年９月测绘与空间地理信息ＧＥＯＭＡＴＩＣＳ＆ＳＰＡＴＩＡＬＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＶｏｌ.４１ꎬＮｏ.９Ｓｅｐ.ꎬ２０１８收稿日期:２０１７－１０－１１基金项目:地理空间信息工程国家测绘地理信息局重点实验室开放基金(２０１３１８)资助作者简介:许德合(１９７２－)ꎬ女ꎬ河南南阳人ꎬ副教授ꎬ博士ꎬ２００８年毕业于信息工程大学地图制图学与地理信息工程专业ꎬ主要从事ＧＩＳ开发与应用㊁地图制图学的教学与研究工作ꎮ天绘一号 影像正射纠正实验与精度分析许德合１ꎬ闫堃柘１ꎬ郭海涛２(１.华北水利水电大学ꎬ河南郑州４５００４５ꎻ２.信息工程大学ꎬ河南郑州４５００００)摘要:针对如何有效提高 天绘一号 卫星影像正射纠正精度的问题ꎬ本文基于有理函数模型ꎬ提出ＲＰＣ参数＋像方误差补偿方案ꎬ利用控制点提高ＲＰＣ模型的精度ꎮ通过对连云港㊁怀柔地区 天绘一号 卫星影像进行正射纠正ꎬ对比无控纠正结果验证该方案ꎮ实验结果表明:利用ＲＰＣ模型进行影像正射纠正是正确的㊁有效的ꎬ辅以稀少控制点就能获得较高精度ꎬ不使用任何控制点将会导致系统误差偏大ꎬ精度较低ꎮ本文研究可为修正卫星影像自带ＲＰＣ参数误差㊁提高正射纠正精度提供参考ꎮ关键词: 天绘一号 ꎻ遥感影像ꎻ正射纠正ꎻ有理函数模型中图分类号:Ｐ２３６㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１６７２－５８６７(２０１８)０９－００２７－０４ＭａｐｐｉｎｇＳａｔｅｌｌｉｔｅ－１ ＩｍａｇｅｓＯｒｔｈｏ－ｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓＸＵＤｅｈｅ１ꎬＹＡＮＫｕｎｚｈｅ１ꎬＧＵＯＨａｉｔａｏ２(１.ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒꎬＺｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００４５ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＺｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｆｏｒｔｈｅｑｕｅｓｔｉｏｎｏｆｈｏｗｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆ ＭａｐｐｉｎｇＳａｔｅｌｌｉｔｅ－１ ｉｍａｇｅｓｏｒｔｈｏ－ｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎꎬｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｄＲＰＣｐａｒａｍｅｔｅｒｓ＋ｉｍａｇｅｅｒｒｏｒｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｂａｓｅｄｏｎＲＦＭ.ＣｏｍｐｌｅｔｅｄｕｓｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｐｏｉｎｔｓｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅＲＰＣｍｏｄｅｌ.Ａｎｄｄｉｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｂｏｕｔｓａｔｅｌｌｉｔｅｉｍａｇｅｏｒｔｈｏ－ｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｉｎＬｉａｎｙｕｎｇａｎｇａｎｄＨｕａｉｒｏｕ.Ｂｙｍｅａｎｓｏｆｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｎｏｎ－ｃｏｎｔｒｏｌｖｅｒｉｆｉｅｄｔｈｉｓｓｃｈｅｍｅ.ＴｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｉｔｉｓｃｏｒｒｅｃｔａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｔｏｕｓｅｔｈｅＲＰＣｍｏｄｅｌｔｏｃｏｒｒｅｃｔｔｈｅｉｍａｇｅｓꎬａｎｄｉｔｗｉｌｌｂｅａｂｌｅｔｏｇｅｔａｈｉｇｈｅｒｐｒｅｃｉｓｉｏｎｗｉｔｈｓｐａｒｓｅｃｏｎｔｒｏｌｐｏｉｎｔｓ.Ｗｉｔｈｏｕｔａｎｙｃｏｎｔｒｏｌｐｏｉｎｔꎬｔｈｅｓｙｓｔｅｍｅｒｒｏｒｉｓｌａｒｇｅｒꎬａｎｄｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｉｓｌｏｗｅｒ.ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｈａｖｅｃｅｒｔａｉｎｒｅｆｅｒｅｎｃｅｖａｌｕｅｆｏｒｆｉｘｉｎｇｔｈｅｓａｔｅｌｌｉｔｅｉｍａｇｅＲＰＣｐａｒａｍｅｔｅｒｅｒｒｏｒａｓｗｅｌｌａｓｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｏｒｔｈｏ－ｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｒｅｃｉｓｉｏｎ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ: ＭａｐｐｉｎｇＳａｔｅｌｌｉｔｅ－１ ꎻｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｉｍａｇｅｓꎻｏｒｔｈｏ－ｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎꎻｒａｔｉｏｎａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌ０㊀引㊀言天绘一号 属于地形地貌测绘类光学基础卫星ꎬ是中国第一代传输型立体测绘卫星ꎬ主要用于科学研究㊁国土资源普查㊁地形图测绘等诸多领域的科学实验任务ꎮ其特点在于可长期在轨运行ꎬ具备实时获取三维地理信息的能力ꎬ克服了返回式卫星因其携带的胶片数量有限而在轨寿命短㊁获取影像时效性差及不能直接形成数字影像等不足ꎬ是中国航天领域的重大突破[１]ꎮ正射影像同时具有地图几何精度和影像特征ꎬ是提取其他地理信息的基础[２]ꎮ对 天绘一号 卫星进行正射纠正㊁进一步提高纠正精度ꎬ具有十分重要的意义ꎮ为了高精度实施稀少控制下的卫星影像几何纠正ꎬ需对卫星影像建立严格的成像模型ꎮ袁修孝教授建立了推扫式卫星遥感影像坐标与其地面点在地心坐标系下的坐标构像几何关系方程式[３]ꎮ宋伟东博士解算出了外方位元素的改正数ꎬ从而获得外方位元素的最或然值ꎬ配合ＤＥＭ数据实现影像的精确几何纠正[４]ꎮＷｅｓｔｉｎ针对ＳＰＯＴ影像提出了基于开普勒轨道参数的严格成像模型[５]ꎮ由于严格几何模型的复杂性ꎬ近来许多学者研究了高分辨率卫星影像的ＲＰＣ模型并取得了较快的发展ꎮＴａｏ等研究了用最小二乘方法求解ＲＰＣ参数的算法[６]ꎮ张过博士利用传感器严格成像几何模型拟合ＲＰＣ模型ꎬ进行缺少控制点的ＳＰＯＴ－５ＨＲＳ卫星影像平差处理实验并得出了有益的结论[７]ꎮ参考基于ＲＦＭ(ｒａｔｉｏｎａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌ)模型对资源三号卫星影像及ＳＡＲ(ＳｙｎｔｈｅｔｉｃＡｐｅｒｔｕｒｅＲａｄａｒ)影像正射校正的实验[８－９]ꎬ本文将选择连云港㊁怀柔两个不同类型地区的 天绘一号 影像作正射纠正ꎬ并通过添加控制点修正ＲＰＣ(ｒａｔｉｏｎａｌｐｏｌｙｎｏｍｉａｌｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ)参数的系统误差ꎬ对比无控纠正结果评估纠正精度ꎬ探讨该技术方案的可行性ꎮ１㊀实验资料天绘一号 ０１卫星发射于２０１０年８月２４日ꎬ采用高分辨率线阵ＣＣＤ传感器ꎬ含有２ｍ高分辨率全色相机㊁５ｍ分辨率全色三线阵立体测绘相机和１０ｍ分辨率４波段多光谱相机ꎮ成像幅宽６０ｋｍꎬ轨道高度５００ｋｍ[１０]ꎮ当有一颗卫星在轨运行时ꎬ对同一地区重复摄影覆盖的周期为５８ｄꎬ由于卫星在轨运行期间摄影覆盖宽度保持不变ꎬ因此ꎬ相邻轨道影像的旁向重叠度将随着摄影地区纬度的增大而增大ꎬ对于我国高纬度地区的重叠度将达到４０％ ５０％[１１]ꎮ本次实验采用２ｍ分辨率全色影像ꎬ提供ＲＰＣ参数ꎻ实验区域涵盖中国中部㊁北部地区ꎬ包括平原和山地:连云港(平原及部分山区)㊁北京怀柔(山地)ꎻ采用外业实测点为控制点和检查点ꎻ纠正试验工作平台是ＭａｐＥｙｅ天绘影像几何纠正ꎮ２㊀有理函数模型有理函数模型是通过两个有理多项式的比值来拟合地面点三维坐标与相应像点二维坐标的对应关系ꎬ从而获得与严格物理模型相近的定位精度ꎮ卫星影像成像有理函数模型正解形式表示如下:ｒｎ＝Ｐ１ＸｎꎬＹｎꎬＺｎ()Ｐ２ＸｎꎬＹｎꎬＺｎ()ｃｎ＝Ｐ３ＸｎꎬＹｎꎬＺｎ()Ｐ４ＸｎꎬＹｎꎬＺｎ()ìîíïïïï(１)式中ꎬ(ｒｎꎬｃｎ)和(ＸｎꎬＹｎꎬＺｎ)分别为标准化的像方坐标和物方三维坐标ꎬＰｉｉ＝１ꎬ２ꎬ３ꎬ４()是普通多项式[１２]ꎮ由于成像部门提供的ＲＰＣ参数精度较低ꎬ因此需要考虑通过利用控制点来提高ＲＰＣ模型的精度ꎬ实现卫星影像的精确纠正ꎮ利用控制点提高ＲＰＣ模型的精度有两种方案:一种是利用控制点直接对ＲＰＣ参数进行校正ꎬ该方法需要使用大量的控制点来求解ＲＰＣ模型中的８０个参数ꎬ且参数间可能存在相关性ꎬ求解比较困难ꎻ另一种方法是在像方空间或物方空间进行补偿ꎬ基于物方的补偿方案与基于像方的补偿方案效果大致相当ꎬ但由于物方补偿方案对控制点要求较高且对高程变化敏感[１３]ꎬ因此在本文实验中将采取基于像方的系统误差补偿方案ꎮＲＰＣ参数＋像方误差补偿方案ꎬ在影像上定义仿射变换:ｘ＝ｆ０＋ｆ１ｃ＋ｆ２ｒｙ＝ｅ０＋ｅ１ｃ＋ｅ２ｒ{(２)式中(ｘꎬｙ)是控制点在影像上的量测坐标[１４]ꎮ根据式(２)可对每个控制点列线性方程ꎬ根据最小二乘平差求解影像面的仿射变换参数ꎬ即像方误差补偿参数ꎬ完成利用控制点提高ＲＰＣ模型的精度ꎮ求解６个仿射变换参数ꎬ需要３个控制点ꎮ３㊀方案设计与流程３.１㊀方案设计选择连云港地区影像和怀柔地区影像资料ꎬ进行基于ＲＦＭ模型的无控制点正射纠正和有控制点正射纠正两组实验ꎮ具体实验方案如下:１)连云港地区影像正射纠正实验实验１:使用全色影像进行基于ＲＦＭ模型的无控制点正射纠正ꎬ其流程如图１所示ꎮ实验２:在实验１的基础上ꎬ为提高纠正精度ꎬ选取３个外业ＧＰＳ实测点(Ｇ３３０２ꎬＧ３００２ꎬＧ２２００)为控制点ꎬ另外３个点(Ｇ２８０２ꎬＧ２９０１ꎬＧ３１０１)作为检查点ꎮ流程如图１所示ꎬ需要注意的是ꎬ区别于无控纠正ꎬ这里选用像方误差补偿方案ꎬ应先计算出补偿参数再进行纠正ꎮ２)北京怀柔地区影像正射纠正实验用北京怀柔地区影像替换连云港地区影像重复实验１ ２ꎬ流程如图１所示ꎬ此时设置区域为:左上角Ｘ:３４.８２Ｙ:１１９.３０{㊀㊀右下角Ｘ:３４.６０Ｙ:１１９.５０{选取Ｇ０６０１㊁Ｇ０６０４㊁Ｇ０６０６为控制点ꎬＧ０６０２㊁Ｇ０６０３为检查点ꎮ３.２㊀实验流程遥感影像正射纠正流程如图１所示ꎮ图１㊀遥感影像正射纠正流程图Ｆｉｇ.１㊀Ｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｉｍａｇｅｓｏｒｔｈｏ－ｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ㊀㊀㊀㊀ｆｌｏｗｃｈａｒｔ４㊀实验结果与精度分析表１㊁２分别列出了用连云港地区影像数据和利用北８２㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀测绘与空间地理信息㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１８年京怀柔地区影像数据做的实验２像方误差补偿参数计算的结果ꎬ我们以ｅ１和ｆ２接近１来衡量纠正是否准确ꎮ从表１㊁表２显而易见两组结果的ｅ１和ｆ２均接近于１ꎬ可进行精度评定ꎮ表１㊀像方误差补偿参数计算结果(实验２)Ｔａｂ.１㊀Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｉｍａｇｅｅｒｒｏｒ㊀㊀㊀㊀ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓ(ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ２)Ｘ方向参数Ｙ方向参数ｆ０－３.９９０２６４７ｅ０－７.１５４８１６１ｆ１－０.００００８５０ｅ１１.００１８８３８ｆ２１.０００８１２０ｅ２０.０００３５７３表２㊀像方误差补偿参数计算结果(实验４)Ｔａｂ.２㊀Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｉｍａｇｅｅｒｒｏｒ㊀㊀㊀㊀ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓ(ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ４)Ｘ方向参数Ｙ方向参数ｆ０３８.８０７２９５１ｅ０８９.３３６６８９７ｆ１－０.００１５６１２ｅ１㊀０.９９４８２６０ｆ２０.９９８３４２４ｅ２－０.００５３０８７图２㊁图３分别为两组实验正射纠正的结果ꎮ单从影像来看ꎬ无控制点的正射纠正和有控制点的正射纠正对比并不明显ꎬ需进行定量分析ꎮ正射影像的纠正精度评定是利用实测ＧＰＳ点作为检查点ꎬ在纠正后的影像上选取对应检查点位置并读取坐标值ꎬ计算较差的中误差ꎬ公式如下[１５]:ＲＭＳ＝ðｉ(ｘｉ－Ｘｉ)２＋ðｉ(ｙｉ－Ｙｉ)２ｎ(３)式中ꎬＲＭＳ是检查点较差中误差ꎬｎ是检查点个数ꎬｘｉꎬｙｉ是正射影像上检查点坐标ꎬＸｉꎬＹｉ是实测ＧＰＳ点坐标ꎮ图２㊀连云港地区影像正射纠正结果Ｆｉｇ.２㊀ＩｍａｇｅｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｉｎＬｉａｎｙｕｎｇａｎｇ图３㊀怀柔地区影像纠正结果Ｆｉｇ.３㊀ＩｍａｇｅｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｉｎＨｕａｉｒｏｕ㊀㊀连云港实验中选取３个实测点作为检查点ꎬ实验１和实验２的结果见表３ꎮ怀柔地区影像正射纠正实验中选取两个点为检查点ꎬ实验１和实验２的结果见表４ꎮ表３㊀连云港地区影像无控纠正与有控纠正精度对比Ｔａｂ.３㊀Ａｃｃｕｒａｃｙｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｉｍａｇｅｎｏｎ－ｃｏｎｔｒｏｌｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｉｎＬｉａｎｙｕｎｇａｎｇ检查点㊀㊀㊀㊀Ｇ２８０２Ｇ２９０１Ｇ３１０３ＸＹＸＹＸＹ无控ｄＸ/ｄＹ(ʎ)＋０.００００８１＋０.００００８６－０.０００２１９＋０.０００１１２－０.０００２０９＋０.０００１１９ｄｘ/ｄｙ(ｍ)＋９.０１７＋９.５０９－２４.３７９＋１２.３８４－２３.２６６＋１３.１５８ＲＭＳ２３.３５有控ｄＸ/ｄＹ(ʎ)＋０.００００１８＋０.００００２７－０.００００５６－０.００００４０－０.００００３１－０.００００３７ｄｘ/ｄｙ(ｍ)＋１.９９０＋３.００６－６.１９２－４.４５３－３.４２８－４.１１９ＲＭＳ５.７７表４㊀怀柔地区影像无控纠正与有控纠正精度对比Ｔａｂ.４㊀Ａｃｃｕｒａｃｙｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｉｍａｇｅｎｏｎ－ｃｏｎｔｒｏｌｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｉｎＨｕａｉｒｏｕ检查点Ｇ０６０２Ｇ０６０３ＸＹＸＹ无控ｄＸ/ｄＹ(ʎ)＋０.００００９８＋０.０００１７４－０.０００１７９＋０.０００１５４ｄｘ/ｄｙ(ｍ)＋１０.８３６＋１９.３７０－１９.７９３＋１７.１４３ＲＭＳ２４.２７有控ｄＸ/ｄＹ(ʎ)＋０.００００３２＋０.００００４５－０.００００５８－０.００００３４ｄｘ/ｄｙ(ｍ)＋３.５３８＋４.９７６－６.４１３－３.７８５ＲＭＳ６.８１９２第９期许德合等: 天绘一号 影像正射纠正实验与精度分析５㊀结束语本文基于有理函数模型ꎬ选取连云港以及北京怀柔地区 天绘一号 卫星影像ꎬ通过ＭａｐＥｙｅ天绘影像几何纠正试验平台ꎬ分别进行了两组无控制点的正射纠正与有控制点的正射纠正对比实验ꎬ并将两组实验结果进行了定量分析ꎬ得出以下结论:１)ＲＰＣ参数＋像方误差补偿方案对提高纠正精度是有效的ꎮ２)单从两组正射纠正影像来看ꎬ有控制点的正射纠正与无控制点的正射纠正对比并不明显ꎬ需要进一步定量分析ꎮ３)对比表３㊁表４可以发现ꎬ有控制点的正射纠正影像较之无控纠正得到的影像ꎬ其中误差有很大的提高ꎬ分析其原因在于通过引入控制点消除了ＲＰＣ参数的系统误差ꎮ实验表明ꎬ利用ＲＰＣ模型进行影像正射纠正是正确的㊁有效的ꎬ辅以稀少控制点就能获得较高精度ꎬ不使用任何控制点将会导致系统误差偏大ꎬ精度较低ꎮ参考文献:[１]㊀李松明ꎬ李岩ꎬ李劲东. 天绘一号 传输型摄影测量与遥感卫星[Ｊ].遥感学报ꎬ２０１２(Ｓ１):１０－１６. 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使用数字高程模型进行地貌特征提取的技巧
使用数字高程模型进行地貌特征提取的技巧使用数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）进行地貌特征提取是一种常用的地理信息处理方法。
数字高程模型是通过测量和记录地球表面高程数据生成的地理数据模型，可以反映出地球表面形貌的细节。
借助DEM，我们可以提取出一些有关地貌特征的信息，以便进一步进行分析和研究。
一、DEM的生成生成DEM需要采用遥感技术和地面测量技术，其中最常用的方法是利用激光雷达测量地面高程信息。
在激光雷达测量中，通过向地面发射激光脉冲，并测量激光脉冲从发射到返回所经历的时间差，可以计算出地面的高程信息。
通过对大量激光测量数据进行处理和插值，可以生成高精度的DEM数据。
二、地貌特征提取技巧1. 高程变化分析高程变化分析是提取地貌特征的基本方法之一。
通过计算DEM中每个像元与其周围像元之间的高程差异，可以识别出地形的起伏、峰谷等特征。
一种常用的方法是计算高程梯度，即在DEM中计算每个像元的斜率。
斜率较大的区域通常代表陡峭的山脉或河流。
2. 坡度分析坡度分析是一种计算DEM中不同区域坡度的方法。
坡度是指地表某一点在水平方向上的坡度大小。
通过对DEM进行坡度计算，可以提取出地表的平坦度和起伏程度，从而揭示出地貌的特点。
坡度分析可以用于对山地、河流等地形进行分类和研究。
3. 流向分析流向分析是根据DEM中的高程信息计算流向和流量的方法。
流向是指水体在地表流动时的方向，流量是指单位时间内通过某一地点的水流量。
通过流向分析可以确定河流的水系结构、流域的分布以及水流累积量等信息。
流向分析可以帮助我们了解地表水文状况和水资源分布。
4. 地形分类地形分类是将DEM中的地形按特征进行分类的方法。
常见的分类方法有基于坡度的分类、基于高程的分类等。
通过对DEM进行地形分类，可以将地表分为不同的地貌类型，如平原、山地、高原等。
这种分类有助于进行地貌格局分析和地理分区。
5. 剖面分析剖面分析是通过提取沿地表某条线的高程数据，生成地形剖面图，以了解沿该线的地貌特征。
dem空值区域提取
dem空值区域提取摘要：1.引言2.dem 空值区域的概念和背景3.dem 空值区域提取的方法4.dem 空值区域提取的实际应用5.总结正文：【引言】dem 空值区域提取是一种地理信息系统(GIS) 中的重要技术。
在数字高程模型(DEM) 中，空值区域是指没有高程数据的区域，这些区域可能是由于数据采集、传输或处理过程中的错误造成的，也可能是由于地面本身的特性(如水面、悬崖等) 造成的。
在GIS 应用中，这些空值区域会影响地形分析、地图绘制等操作的结果，因此需要进行提取和处理。
【dem 空值区域提取的方法】dem 空值区域提取的方法可以分为两类：基于像素的方法和基于网格的方法。
基于像素的方法是将DEM 数据转换为图像，然后使用图像处理技术提取空值区域。
其中，常见的方法包括使用遥感图像进行分类，或者使用基于规则的方法进行空值区域的检测和提取。
基于网格的方法是将DEM 数据转换为网格数据，然后使用网格数据处理技术提取空值区域。
其中，常见的方法包括使用基于三角形的网格模型进行空值区域的检测和提取，或者使用基于四边形的网格模型进行空值区域的填充和提取。
【dem 空值区域提取的实际应用】dem 空值区域提取在GIS 应用中有广泛的应用，例如:1.地形分析：提取空值区域可以减少地形分析的误差，提高分析结果的精度和可靠性。
2.地图绘制：提取空值区域可以避免在绘制地图时出现错误的地形信息，提高地图的质量和可读性。
3.环境模拟：提取空值区域可以在环境模拟中更准确地模拟自然现象，如洪水、滑坡等。
4.土地利用规划：提取空值区域可以帮助规划者更好地了解土地的利用情况，制定合理的土地利用规划。
天绘一号卫星影像数据
天绘一号卫星影像数据天绘一号卫星影像数据天绘一号是中国第一代传输型立体测绘卫星主要用于科学研究国土资源普查地图测绘等领域的科学试验任务，由航天东方红卫星有限公司研制，采用了CAST 2000卫星平台，一体化集成了三线阵CCD 相机、2米高分辨率全色相机和多光谱相机等3类5个相机载荷，是当时中国有效载荷比最高的高分辨率遥感卫星。
天绘一号实现了中国测绘卫星从返回式胶片型到CCD传输型的跨越式发展，在中国首次实现了影像数据经过地面系统处理，无地面控制点条件下与美国SRTM相对精度12m/6m（平面/高程1σ）同等的技术水平。
天绘一号还形成了中国第一个完全自主产权和国产化的集数据接收、运控管理、产品生产和应用服务为一体的地面应用系统。
截止2014年已经成功发射天绘一号01星、天绘一号02星，两颗卫星在轨组网运行稳定，对地球陆地有效覆盖59.35%，约8843.2万平方公里，对中国陆地有效覆盖97.2%，约933.3万平方公里，已具备规模化数据保障能力。
产品介绍1A级：原始数据经过相对辐射校正后得到的卫星影像产品，包括影像数据、元数据和浏览图。
2级：1A级数据产品利用系统参数经过几何校正后得到的卫星影像产品，包括影像数据、元数据和浏览图。
1B级：1A级数据产品经过摄影测量处理后得到的卫星影像产品，包括影像数据、元数据、RPC参数和浏览图。
3A级：1A级数据产品利用系统参数和地面控制点经过几何校正后得到的卫星影像产品，包括影像数据、元数据和浏览图。
正射影像（DOM）：1B级数据产品经过摄影测量纠正处理形成的卫星影像产品，包括影像数据、元数据和浏览图。
数字高程模型（DEM）：1B级三线阵数据产品经过摄影测量匹配与编辑处理形成的描述地球表面起伏的格网数据产品，包括栅格数据、元数据和浏览图。
数据应用地面应用系统地面应用系统是天绘一号卫星系统工程的重要组成部分，是发挥卫星应用效能的主要环节。
其主要功能是完成卫星摄影任务规划和卫星有效载荷运行管理；接收卫星下传数据；对卫星下传数据进行预处理，生成卫星影像产品；完成数据的存储、管理和分发；进行卫星摄影系统主要参数检测和影像特性的标定；进行应急测绘保障处理，生成应急测绘保障产品；完成卫星影像的平差定位；测制1∶5万比例尺数字地形图、数字高程模型数字和正射影像地图；修测1∶2.5万比例尺数字地形图。
基于天绘一号卫星三线阵影像立体匹配的自动云检测
基于天绘一号卫星三线阵影像立体匹配的自动云检测
胡振龙;吴腾;张勇
【期刊名称】《测绘科学与工程》
【年(卷),期】2016(036)003
【摘要】有云场景对立体影像的自动地形提取带来很大影响，检测云区、利用无云区域的影像进行立体匹配获得DSM（Digital Surface Model），也是DSM自动化生产必须考虑的一个问题。
本文基于云一般与地表分离的知识，利用密集匹配的DSM数据和参考DEM数据，结合高程与影像灰度信息提取出云区域，同时解决了云区域自动检测和地形提取。
通过天绘一号卫星影像数据进行试验，无雪情况下云提取的正确率能达到95％；自动匹配的DSM也能有效地剔除云等因素的干扰，利用已有DEM数据进行修补，提高了成果质量。
【总页数】7页(P12-18)
【作者】胡振龙;吴腾;张勇
【作者单位】[1]中国天绘卫星中心,北京102102;[2]武汉大学遥感信息工程学院,湖北武汉430079
【正文语种】中文
【中图分类】P231
【相关文献】
1.基于天绘一号卫星三线阵影像在轨几何检校与精度分析 [J], 莫毅君;王一;明朝辉
2.天绘一号卫星三线阵CCD影像的近似核线生成 [J], 赵春川;纪松;唐勇;
3.基于RFM的天绘一号卫星三线阵影像区域网平差 [J], 陈刚;靳笑琳;王新义;王一;折晓宇;
4.天绘一号卫星三线阵影像三维信息重建技术研究 [J], 巩丹超;;
5.小面阵辅助下的天绘一号卫星三线阵影像平差定位方法 [J], 纪松;范大昭;张杰;卢成静;张一鸣
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基于立体像对的DEM提取
采用向导操作方式一步步指导您通过以下步Biblioteka 进行 DEM提取输入立体像对
定义地面控制点
定义连接点
设定DEM提取参数
输出DEM并检查结果 编辑DEM
1、支持RPC、DIM等位置文件
从卫星影像中选择包含有RPC文件或者DIM 等位置信息文件的立体影像数据
2、定义控制点
您可以定义或是 加载已有的GCP 点对，将DEM和 地图坐标联系起 来。
浏览结果
• 通过将ENVI的 3D表面浏览工具将 纹理影像叠加到 DEM上检查DEM提 取的结果。
立体3D测量工具
立体3D测量工具允许您通过单 一的匹配点交互的计算高程值。
也可以屏幕上选择 GCP点
3、定义连接点（Tie）
• ENVI可以自动产生匹配点，或者您自 己从两幅图像中选择匹配点。
生成核图像
• 可以通过立体 眼镜进行3D浏 览。
4、设置DEM输出参数
设置DEM输出参数
投影参数
5、输出DEM并检查结果
当DEM提取向导 完成后，可以将 DEM加载查看。
DEM 提取向导也 提供了编辑DEM 选项，可以通过 ENVI的DEM编辑 工具进行编辑。
3、基于立体像对的DEM提取
立体像对高程提取— DEM Extraction
• 快速从ALOS PRISM, ASTER, CARTOSAT-1, FORMOSAT-2, GeoEye-1, IKONOS, KOMPSAT-2, OrbView-3, QuickBird, WorldView-1, SPOT 1-5以及航 空影像立体像对中提取DEM。 • 全面支持RPC模型参数，尽可能少的控制点以达到有效的 精度 • 使用DEM编辑工具对提取的DEM做局部编辑 • 交互量测特征地物的高度和收集3D信息并导出为3D Shapefile文件格式
天绘一号遥感影像主特征直线信息提取算法研究
天绘一号遥感影像主特征直线信息提取算法研究
安文;郑团结;郭连惠;兰海
【期刊名称】《测绘科学与工程》
【年(卷),期】2013(033)003
【摘要】本文提出了从遥感影像中自动提取主特征直线信息的算法。
首先利用Canny边缘检测算法提取图像中的边缘特征，然后利用改进的Randon变换提取算法优先提取影像中连通性好的直线信息，最后利用聚类分析方法过滤干扰信息。
通过对天绘一号遥感影像上主特征信息的提取，验证了本文方法的有效性。
【总页数】4页(P59-62)
【作者】安文;郑团结;郭连惠;兰海
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】P237.4
【相关文献】
1.基于高分一号遥感影像的绿地信息提取 [J], 李巍;丁晨旸;李萍
2.天绘一号卫星遥感影像的处理方法 [J], 何忠焕;左志进;刘冬枝
3.基于天绘一号卫星影像的水体信息提取对比研究 [J], 查力;宫辉力;胡卓玮;杜红悦
4.基于高景一号遥感影像的林地信息提取 [J], 曾文;林辉;李新宇;肖越;鲁宏旺
5.天绘一号卫星遥感影像云雪检测的ResNet与DeepLabV3+综合法 [J], 郑凯;李建胜;杨戬峰;欧阳文;王高杰;张迅
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天绘数据DEM提取
本文以天绘一号01星数据为样例数据，以TitanImageV8.0版本为应用平台，使用DEM 提取工具实现基于天绘一号立体像对的DEM提取。
泰坦卫星影像DEM自动提取软件模块是集像点量测、平差定位解算、核线影像生产、立体影像密集匹配、点云构建DEM等功能为一体的DEM数据产品生产软件，该软件主要包括两大子模块：像点量测子模块和DEM自动提取子模块，该软件提供了有控制点模式和无控制点自动生成DEM的两种模式，并且匹配速度快、精度高，生成的DEM精度能够满足测绘应用的要求，是自动化、快速、大规模生产DEM数据的首选软件。
以一景完整的天绘一号卫星原始数据为例，参照当今主流单机硬件配置，进行DEM提取的时间不超过5分钟。
TitanImageV8.0版软件下载地址：/download.php
数据操作前提说明：天绘一号1B级数据（三线阵影像），提供RPC文件。
1.打开TitanImageV8.0界面→软件工具箱→DEM提取。
图1 打开DEM提取
2.进入DEM提取界面，加载影像。
注：一般左影像加载…_1B_SXZ_1_….tif影像；右影像加载…_1B_SXZ_3_….tif。
图2 加载天绘影像数据
3.手动选择控制点，一般不少于6个。
4.加载连接点文件，显示连接点分布图。
图5 加载连接点文件
5.单击“DEM自动提取→执行”，弹出AutoDEMExt对话框，进行参数设置。
图7 DEM自动提取参数设置对话框
注意事项：
左右影像的RPC文件为原文件的自带参数文件，一定要与加载的左右影像数据相一
致；
控制点文件（.tie），一般地在实际的应用中必须为外业采集的控制点文件（包含高程和平面坐标），如果没有，则是上一步选好的连接点保存文件；
控制点的投影和DEM的投影一定要保持一致；
一般地为了提高DEM精度，需要进行正射影像的生成，但会影响运行速度。
6.点击开始处理，生成DEM影像，可以在集成环境中打开。
图8 DEM 生成图。