高分辨率卫星影像在新能源工程测量中的应用研究

高分辨率卫星影像在新能源工程测量中的应用研究

摘要：本文讨论了在新能源工程测量项目中利用0.4米WorldView高分辨率卫星立体像对作为数据源来进行地形图测量的作业方法，检测了DOM和DEM的高程精度，能够满足1：2000山地的平面和高程精度要求，为风电场测量工作提供了可靠的工程技术手段参考。

关键词：高分辨率卫星；立体像对；DEM；风电

随着国家能源产业政策的调整，风能、太阳能等新兴能源产业的投资也越来越多。与传统的火力发电厂相比，新能源测量工程项目要求获取较大面积且比例尺较大的地形图，且大多选址在无人活动的山区或丘陵地区，地物相对较少，而且风电场平面地物测量重点主要是风电场内道路、电力线、通讯线以及风机位附近的地物，对远离风机位的一般地物要求不是特别严格。采用常规的工程测量手段难以满足项目建设周期要求，而且人员劳动强度大，测量成本较高。因此，如何快速有效地提供满足规范要求的地形图产品成为项目推进的关键。

近年来高分辨率卫星的高速发展，迎来了大比例尺航天测图的新时代。例如美国GeoEye卫星影像分辨率已经达到了0.4m、WorldView-3卫星影像分辨率达到0.3m。近年发射的高分辨遥感卫星大都具有侧视成像能力，具备与航空立体像对接近的基高比，使星载遥感立体像对获取DEM（数字高程模型）成为可能。

利用高分辨率卫星影像立体像对进行立体量测得到DEM，能够大大缩短DEM 生产周期，提高生产效率。针对风电场地形图测量往往面积较大、地形较复杂的特点，非常适合利用高分辨率卫星立体像对作为数据源来进行地形图测绘。本文将结合河南某风电场测量工程讨论使用0.4米WorldView高分辨率卫星立体像对作为数据源来进行地形图测量的作业方法。

1 高分辨率遥感卫星简介

本文所使用的数据是美国WorldView-3卫星0.4米分辨率的立体像对，WorldView-3为DigitalGlobe公司的第四代高分辨率光学卫星，于2014年8月发射，最高分辨率达到0.3米，是目前市面上分辨率最高的商业光学卫星。

2 技术路线

结合武汉适普软件有限公司的VirtuoZo SAT卫星影像系统，本文总结制定了从获取数据到地形图绘制的全套作业流程，如图1所示：

3 新能源工程应用

在宁夏某风电场测图工程中利用WorldView-3卫星0.4米高分辨率立体像对内业测量地形图32.7km2。该工程位于山区，植被主要是灌木和高度为2-4m的树木。

3.1像控点测量

购买的卫星数据面积在120km2左右，需要成图的测区面积在24km2左右，本文在影像的四周和中部均匀布设15个像控点，像控点选在明显地物的几何中心且高程没有突变的地方，如道路交叉角处，利用HeCORS系统进行RTK坐标测量。

3.1像控点测量

购买的卫星数据面积在120km2左右，需要成图的测区面积在24km2左右，本文在影像的四周和中部均匀布设15个像控点，像控点选在明显地物的几何中心且高程没有突变的地

方，如道路交叉角处，利用HeCORS系统进行RTK坐标测量。图2像控点分布图

3.2管线及新增地物测量

工作重点是对像控点和在立体观测中无法观测的各种管线包括各等级输电线路、通信线

路和地埋管道等地物进行测量，同时对测区内新增地物进行实测。

3.3数据处理

利用VirtuoZo SAT卫星影像处理软件和像控点数据对立体像对进行处理，绝对定向中误

差为0.19米。在得到DEM产品后，需对测区范围内的DEM进行人工编辑处理，主要工作是

将植被覆盖区域和房屋覆盖区域的DEM编辑至地面处，剔除植被、房屋等对DEM的影响。

3.4成果检测

3.4.1 DOM精度检查

选取34个地物特征点，在DOM上量取其坐标并与现场实测坐标进行比较，位置较差最

大值为1.07m，最小值为0.1m，经计算，其中误差为0.641m。

3.4.2 DEM精度检查

由于在植被和房屋覆盖区域的DEM高程精度取决于编辑人员的个人经验和技术，无法准确反映DEM的真实精度，因此在整个图幅范围内，选取132个无植被和房屋覆盖的地形点，将实测点位高程与从DEM里提取的点位高程进行比较，由于点数较多，本文不再一一列举比较结果。

检测结果表明，无论是平面精度还是高程精度，利用高分辨率卫星立体像对所生产的产

品都能够满足山区新能源测图工程1：2000地形图测量的设计需求。

3.5地形图绘制

利用VirtuoZo SAT卫星影像处理软件的立体测图模块里，进行常规的测图，得到DLG产品，将DLG、利用编辑好的DEM生成的等高线和地形点文件和实测数据进行叠加获得最终的地形图产品，见图5：

图5 最终的地形图（局部）

4 结束语

将高分辨率卫星立体像对应用于新能源测量工程是遥感数据应用的一个重要工程应用领域。随着美国对高分辨率卫星影像出口的放开，我们已经可以买到更高分辨率的卫星数据。

分辨率已经接近传统航空摄影测量的水平，利用这些数据我们可以进行1：2000甚至更大比

例尺的地形图测绘，非常适合新能源工程地形图测绘工作，利用这种技术手段不仅能够提高

作业效率，降低测量人员的劳动强度，还能节省勘测设计成本，缩短设计周期，更好的使用

今后新能源项目的设计需求。