geoeye-1高分辨率衛(wèi)星影像在1：10000地形圖中的精度分析

1、測(cè)繪 技術(shù) 裝備 季刊 第 l 2卷 2 0 1 0 年 第 4期 技術(shù) 交 流 5 9G e o E y e 一 1 高分辨 率衛(wèi)星影像在 1： 100 0 0地形 圖中的精度分析 馬 小軍 ( 新 疆維 吾 爾 自治區(qū)第 - -N繪 院 新疆 烏 魯木齊 8 3 0 0 0 2 )摘 要 ：在 闡述 了 G e o E y e 一 1 高分 辨率衛(wèi)星影像 在 1 ： 1 00 0 0 地形 圖中的應(yīng) 用，通過本年度 一個(gè)測(cè)區(qū)的實(shí)際

2、作 業(yè)，結(jié)合 D P G r i d平差軟件 ，計(jì)算得 到相 關(guān)數(shù) 據(jù)的平差結(jié)果 ，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析 ，著重對(duì)起 算點(diǎn)個(gè)數(shù) 、分布及其精度 ，進(jìn)行詳 細(xì)分析和論 述。關(guān)鍵 詞：衛(wèi)星影像 起 算點(diǎn) 分布 精度 1 引言 G e o E y e 一 1 衛(wèi) 星是 美 國 2 0 0 8 年 9 月 6日成功 發(fā)射 ，唯一 提供 0 ． 5 m級(jí)別 同時(shí) 獲取全 色 和 多光譜 數(shù)據(jù) 的 高 分辨率衛(wèi)星，其星下點(diǎn)全色數(shù)據(jù)分辯率可達(dá)到 0 ．

3、 4 1米 ，星 下點(diǎn) 多光 譜數(shù) 據(jù)分 辯率 可達(dá) 到 1 ． 6 5 m ，圖像分 辨率較 I K N O S提高一倍。G e o E y e 一 1 定位精度應(yīng)用的 是最新一代 的技術(shù)：最高精度恒星定位儀 ；最高精 度 G P S接收機(jī)；最高精度 的慣導(dǎo)陀螺儀。理想的軍 民兩 用衛(wèi) 星 ；無 地面 控制 點(diǎn) ，即可 以達(dá) 到 1： 1 00 0 0制 圖精 度 ；最 優(yōu) 化 設(shè)計(jì) 的 軌道 ?；?于此 ，本文 針 對(duì) 國家基 礎(chǔ)測(cè)

4、 繪 項(xiàng) 目 1： 1 00 0 0 比例 尺地 形 圖 ，研 究 G e o E y e 一 1衛(wèi)星影 像起算點(diǎn)個(gè)數(shù)與分布及其 成圖精 度 ，選擇 無 控 制 、一 個(gè) 點(diǎn) 、 多個(gè) 點(diǎn)在 多 景 區(qū)域 網(wǎng)平 差 中的精 度 ，統(tǒng)計(jì) 其 誤 差 ，精 度 結(jié)果 與 我 國航 空 攝 影測(cè) 量 1：1 00 0 0 成 圖的作 業(yè)規(guī) 范 比較 ，然后進(jìn) 行 詳細(xì) 分析 和論述 ，探討 其在 生產(chǎn) 中的可行 性 。2 方 案設(shè) 計(jì) 2 ．

5、 1作 業(yè) 區(qū)概 況 作 業(yè) 區(qū)位 于天 山山脈 東段北 麓三 塘湖盆 地 ，“ 二 百 四十 里 戈壁 ”區(qū)域 ，北 與蒙 古 人 民共 和 國接 壤 。巴 里 坤 哈 薩 克 自 治 縣 縣 城 位 于 試 驗(yàn) 區(qū) 外 南 部 約 1 2 0 k m 。本 次作 業(yè)地 處邊 界 附近 ，無航 空影 像數(shù)據(jù) ，測(cè)區(qū) 自然條件惡劣 ，風(fēng)沙大且地表覆蓋物較少 ，很 不利于傳統(tǒng)像片控制作業(yè) ，故采用 G e o E y e 一 1 衛(wèi)星影

6、像 。本 次作 業(yè)選 用六 對(duì) 1 2景 G e o E y e — l衛(wèi) 星影 像數(shù) 據(jù)，產(chǎn)品類型 G e o S t e r e o 立體像對(duì)，覆蓋 1 ： 1 00 0 0圖幅 2 7幅 。作業(yè) 區(qū)地 形 以平地 、丘 陵地 為主 ，1 7 幅 平地 ，1 0幅丘 陵地 ，約 6 7 5 k m( 見 圖 1 ) 。2 ． 2 方案設(shè) 計(jì) 根 據(jù)此 次影 像數(shù) 據(jù) ， 作業(yè) 區(qū)共 布設(shè) 像控 點(diǎn) 2 1 個(gè) 。以每 景 為單 位

7、區(qū)域 四角布 設(shè) 。精度 檢 測(cè) 設(shè) 計(jì)三 種 方 案 ：無控 制 、一個(gè) 點(diǎn) 、多個(gè) 點(diǎn)進(jìn) 行平 差 計(jì)算 。另 外 ，在 作業(yè) 區(qū)平地 區(qū)域 ，還實(shí) 地測(cè) 設(shè) 了 1 3 1個(gè) 圖根碎 布 點(diǎn) ，作 為 平 差 結(jié)束 后 的 高程 精度 檢 測(cè) 數(shù) 據(jù) 。平 差 結(jié) 束 后 ，進(jìn) 行 立 體建 模 ，進(jìn) 入 立 體量 測(cè) 模 式 ，對(duì) 1 3 1個(gè)圖根碎布點(diǎn)在各模型中逐一進(jìn)行 了量測(cè)，其統(tǒng)計(jì) 結(jié)果也在下列表 中。平差結(jié)果精度 、檢查

8、點(diǎn)精度 按 照相 應(yīng) 規(guī)范和 設(shè) 計(jì)要 求 ，進(jìn)行 精度 評(píng)定 、分 析 。3精 度檢 測(cè)結(jié) 果 1 ) 無 控制 無 控 制 平 差 計(jì) 算 ， 主 要 利 用 衛(wèi) 星 影 像 自身 的 術(shù) ． r p c參 數(shù) 數(shù)據(jù) ，將試 驗(yàn) 區(qū) 內(nèi) 2 1個(gè)像 控 點(diǎn)都作 為檢 查 點(diǎn) ，驗(yàn) 證其 在無 控制 點(diǎn)的情況 下 ，G e o E y e 一 1衛(wèi)星 影像 的定位精 度 見表 1 。6 0技術(shù)交流 測(cè)繪技術(shù)裝備 季刊 第 1 2卷

9、2 0 1 0 年第 4 期 表 1單 位 權(quán) 中誤 差 均方根中誤 差( m )中誤差平均值 ( m )0 ． 3 8 7( 像元)S xS yS zA XA yA z定向控制 點(diǎn) ，／檢 查控制點(diǎn) ( 3 1 個(gè))1 ． 4 8 11 ． 4 4 01 7 ． 9 2 81 ． 3 8 81 ． 3 4 6— 1 7 ． 8 8 62 ) 一個(gè) 點(diǎn) 一 個(gè) 點(diǎn)的 平差 計(jì)算 ，選取 作 業(yè) 區(qū)角 上 、邊 上 、中間任 意 一處

10、 ，通 過 計(jì)算 發(fā)現(xiàn) ，有 一個(gè) 點(diǎn)參 與 的情 況下 ，高程精度較無控制有 明顯提高。表 2中所顯 示 的是 一 個(gè)點(diǎn) 平差 計(jì)算 后 一個(gè) 最 高精度 和 一 個(gè)最 低 精度 。表 2單 位 權(quán) 中 誤 差 均方根中誤差 ( m )L } l 誤差平均值 ( m )O ． 3 8 1( 像元)S xS yS zA xA yA z定向控制 點(diǎn)( P 7 0 5 3 1 )O0000O檢查控制點(diǎn) 0 ． 6 9 60 ． 9 3

11、72 ． 0 3 30 ． 4 7 30 ． 6 4 6— 1 ． 8 7 7單 位 權(quán) 中 誤 差 均方根 中誤差 ( m )中誤差平均值 ( m )0 ． 3 7 9( 像元)S xS yS zA xA yA z定 向控制點(diǎn) ( P 8 0 5 8 1 )0O0000檢查控制點(diǎn) 0 ． 8 1 40 ． 7 3 80 ． 9 2 6- 0 ． 6 4 2一 O ． 1 9 3- 0 ． 2 4 33 ) 多個(gè)點(diǎn) 多個(gè) 點(diǎn) 的平

12、差計(jì) 算 中，擬 訂 了四個(gè) 點(diǎn)、六個(gè) 點(diǎn)、四角及 轉(zhuǎn)折 處 、周 邊布 點(diǎn) 、所 有 點(diǎn)五種 布 點(diǎn)方 案 。度沒有明顯提 高和改變 。而 四角及轉(zhuǎn)折處布點(diǎn)，其 精度結(jié)果已能達(dá)到平坦地區(qū)要求。在點(diǎn)數(shù)增多的情 況下，周邊布點(diǎn)、所有點(diǎn)布點(diǎn)，其精度與四角及轉(zhuǎn) 其中四個(gè)點(diǎn)、六個(gè)點(diǎn)的精度結(jié)果與一個(gè)點(diǎn) 比較 ，精 折處布點(diǎn)結(jié)果相同， 精度沒有很大提高 ( 見表 3 ) 。表 3 ：四角及轉(zhuǎn)折處布點(diǎn)精度 單位權(quán) 中誤差 均方根 中誤差 ( m )

13、中誤差平均值 ( m )O ． 4 1 4( 像元)S xS yS zh xh yh z定向控鈕 點(diǎn) 0 ． 3 3 20 ． 1 7 80 ． 1 7 3OO0檢查控鉗占0 ． 6 7 70 ． 6 3 30 ． 6 l 2- 0 ． 3 6 30 ． 0 6 50 ． 3 1 8’ ¨4 ) 圖根碎布點(diǎn)檢測(cè) 基于 以上三種方案平差計(jì)算后 ，經(jīng)過 比較最終 選擇 四角及 轉(zhuǎn)折 處 布 點(diǎn)方案 的平差 結(jié)果 ，檢測(cè) 試驗(yàn)

14、區(qū)內(nèi)平坦地區(qū)精度 ，對(duì)實(shí)地施測(cè)的 1 3 1個(gè)圖根碎布 點(diǎn)和未 參與 平差計(jì) 算 的 1 4 個(gè) 像控 點(diǎn) 的高 程精度 進(jìn)行 了統(tǒng)計(jì) ，結(jié)果 見表 4 ：表 4 ：圖根碎步點(diǎn)和像控點(diǎn)高程精度統(tǒng)計(jì)結(jié)果 圖根碎步點(diǎn)及 均方根 中誤差 ( 米)中誤差平均值 ( 米)像控 點(diǎn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果 S zh z( 1 4 5 )0 ． 2 9 20 ． 0 4 64結(jié) 束語 本 文通過 G e o E y e 一 1衛(wèi)星 影像 應(yīng)用 于 1： 1 00

15、 0 0比例 尺地 形 圖測(cè) 圖，針對(duì) 影像起 算 點(diǎn) 個(gè)數(shù) 、起 算 點(diǎn) 分布及其精度作 了以上闡述 。經(jīng)過仔細(xì)分析論證，歸 納如 下：1 ) 在 無控 制 的情 況下 ， 平面 精度 已完全 滿足 1：1 00 0 0比例尺地形圖規(guī)范要求，但高程誤差較大。2 )在 一個(gè) 點(diǎn)的情 況下 ，針對(duì) 1：1 00 0 0比例 尺 地形 圖 ，平面和高程精度 已能達(dá)到丘陵地、山地的要求。3 )在 四角及轉(zhuǎn) 折處 布點(diǎn) 的情況 下 ，平面 和

16、高程 精 度趨 于穩(wěn) 定 ，已能達(dá)到 l： 1 0 0 0 0比例尺地 形 圖平 坦地區(qū)精度的要求。在此基礎(chǔ)上，地面控制點(diǎn)數(shù)量 增多的情況下 ，精度沒有太大改變和提高。參考文獻(xiàn) [ 1 ] 江恒彪，關(guān)鴻亮，曹天景 。測(cè)繪通報(bào)：W o r l d VJ e w - 2 核 線影像 立體測(cè) 圖研究 【 B ] 。北京：測(cè)繪 出版 社，2 0 0 9[ 2 】 張永生，鞏丹超 。高分辨率遙 感衛(wèi)星應(yīng)用：成像模型、處理算 法及應(yīng)用技術(shù) 【 M