卫星遥感影像处理技术及应用实践
摘要：随着计算机与航天技术的迅速发展，现代获取地理空间信息数据的主
要手段已经演变成了应用卫星遥感图像处理技术，即不断提升的卫星遥感图像分
辨率，使其广泛应用于社会生活。

鉴于此，本文将结合实例深入探讨卫星遥感影
像处理技术及其应用，以期能为今后的研究工作提供了借鉴。

关键词：卫星遥感；影像处理；技术研究
引言：随着我国航空航天和测绘事业的迅速发展，作为地学测绘的核心技术，卫星遥感在国土、测绘和安全等方面的应用越来越广泛。

提高技术的应用水平，
可以满足大范围、高频、重复性、乃至跨地区、全球制图的需求。

为了提升地理
测绘水平，要强化对卫星遥感图像处理技术流程的研究，本文重点对卫星遥感图
像处理技术进行论述，这对卫星遥感技术的大范围推广和应用具有很大的技术指
导意义。

1卫星遥感影像处理技术概述
目前，卫星图像处理技术主要用于对地基目标发射的电磁波进行探测，其探
测结果主要是以反射或自反射的形式出现。

从大气中反射出去的能量将会大大减少，并且将会被记录在案。

而那些有用的资料，则会通过地面上的卫星接收站进
行加工，尽量还原出原本的模样。

针对遥感数据中含有的多源信息和噪声等特点，必须综合分析、处理和分离这些混杂信息，才能有效地消除这些混杂信息对遥感
数据的影响。

卫星遥感影像的处理有多种特性，例如：一颗卫星上的多个传感器，采用多种技术方法，使得影像的重访时间仅为数日，影像的纹理特性也存在着变化。

被广泛地应用于各个行业。

2调查区域基本情况
某测绘地理信息局遥感影像亚米年度匀色模板服务项目位于内蒙古自治区，
项目工期为2021年10月至2021年12月。

整体项目具有生产数据量大、生产面
积覆盖大、数据类型和季节跨度大、项目周期短等特点，要求项目人员提供内蒙
古自治区测绘地理信息局遥感影像亚米年度匀色模板服务，解决影像色彩不一、
高亮区域曝光、部分区域拉花修复等工作问题。

但是，商业软件难以满足时间的
要求，故此，项目方自研软件进行数据生产，优化卫星遥感影像处理技术的应用
流程，以确保数据生产效率得到提升，进一步保证数据处理精度和处理效率。

3影像利用分析
本文所述项目采用了卫星遥感影像处理技术，旨在加强高分辨率影像数据的
利用，提供良好的信息技术服务、信息系统集成实施服务以及其他系统集成实施
服务。

具体而言，卫星遥感影像的利用主要体现在以下几个方面：（1）测绘更
新地形图中的影像利用。

利用影像进行地形图的更新，使得地形图更新频率变快，提供极大地方便性。

并保证更新地形图的质量。

（2）内蒙古城市规划中的影像
利用。

借助卫星遥感影像处理技术应用成果，通过影像观测，扩大监测范围，确
保监测数据信息具有可靠性、完整性、科学性，满足城市规划设计需要，依靠其
中的高分辨率影像数据直观反映城市规划细节问题与具体情况，使得城市规划地
图精准性得到提高。

（3）土地利用现状调查中的影像利用。

卫星遥感影像处理
技术作用下，土地数量、分布信息等的获取更为便捷，依托遥感影像的几何纠正、多光谱数据的自然色模拟、遥感影像融合等，最终体现出影像数据信息的利用价值，为土地管理工作提供数据基础。

（4）环境监测中的影像利用。

根据获得的
影像资料，尽快掌握地区环境污染情况、分布范围等，并结合地理测绘中获取的
信息，持续优化当地环境治理方案，为环境评估等提供详细数据参考。

4遥感影像处理技术流程
4.1数据准备与预处理
数据准备阶段，要求处理遥感影像前，整理准备原始数据，确保所有数据均
符合地理国情普查数字正射影像生产技术规定。

前期准备工作结束后，再加强影
像的预处理，主要针对所用数据进行一致性处理，选用先进的遥感图像处理系统
软件，统一准备好的DOM正射影像数据、DEM数据标准，并做好数据色彩模式的
统一与格式处理，满足后续影像处理需要。

此外，预处理过程中，主要解决了以下三个问题：第一，由于原始影像存在
严重的卫星光谱差异、色彩差异，已有算法的处理结果极不稳定、甚至无法处理。

故此，项目方采用二次规划优化处理算法，依托影像间重叠区灰度平均值及方差，完成线性方程的计算，实现影像色彩转化，完成整个内蒙古跨地貌、跨时间的影
像色彩一致化处理。

第二，上述算法处理后，部分高亮区域存在曝光问题，容易
丢失原始数据信息。

为此，利用梯度优化算法与阈值分割算法，完成高曝区域的
提取，并借助原片梯度恢复曝光区域信息。

第三，低精度DEM影像的影响下，校
正后影像存在拉花、重影问题，最终协调各方资源，加强拉花、重影区域的筛查
与修复，提高影像质量。

以上处理流程和软件都是本公司软件开发团队自主完成，通过了大数据量检验和测试。

4.2卫星影像纠正方法
粗校正与精校正为常见的卫星影像纠正方法，本文主要基于卫星影像参数RPC/RPB的有理函数模型进行卫星影像纠正，主要通过参数拟合，降低卫星遥感
影像几何处理难度，依托相关影像处理软件提供的QuickBird卫星的地理纠正模
型进行正射纠正，当获取影像参数与数字地面模型后，再将遥感影像纠正为正射
投影关系的影像，最后对纠正后的影像加以地理编码。

4.3影像纠正
全色影像纠正时，借助软件自带的QuickBird卫星纠正模型，依托原始参数
文件，加载覆盖的DEM数据等，最终完成全色影像的配准。

要求控制点采集结束
后再进行影像重采样，完成原始全色影像纠正任务。

4.4影像融合
像素级图像融合(Pixel－level)算法的应用下，最大程度保留了最原始图像
的真实性。

同时，通过加强融合软件的应用，使得影像保持在颜色最佳状态，确
保目视效果与原多光谱影像基本相同，最终实现高分辨率全色影像和多光谱影像
的融合，高分辨率彩色影像得以生成。

4.5影像增强
影像增强过程中，依次采用了反差增强、密度分割、边缘增强以及滤波应用
等手段，实现了影像图像的有效变化，便于图像的识别与判断，最终呈现了较好
的影像增强效果。

其中，反差增强用于增强处理的整体效果和地物的判读效果；
密度分割用于灰阶差异的直接区分；边缘增强用于细微灰阶的调整与变化；常见
滤波有低通、中通以及高通滤波，主要结合需求进行选择应用，能够发挥出不同
的滤波处理效果。

4.6影像的镶嵌、裁切
影像镶嵌过程中，要求项目人员能够依托卫星遥感影像技术，将不同观测影
像纠正融合后加以合并处理。

具体而言，镶嵌之前，先检查各景影像接边精度，
确保精度在两个像素以内。

之后，合理选取镶嵌线，主要沿线状地物、地块边界、空旷处及山谷地带等位置进行选取，尽量避免切割完整地物。

同时，舍弃一些质
量较差区域的影像。

最后，进入镶嵌线羽化步骤，要求镶嵌处无裂缝、模糊以及
重影，且整体纹理、色彩的色调统一，且自然过渡。

最终调色结束后，再按照裁
切的范围进行成活输出，完成影像的镶嵌、裁切。

5项目成果
本文所述项目结合卫星遥感影像技术应用的实际需求出发，结合遥感影像特
征以及实际技术应用要求，针对卫星遥感影像技术流程进行优化，规范了各个技
术应用环节。

重点加强自研软件、权重最小二乘色彩处理算法、梯度优化算法与
阈值分割算法的应用，解决了色彩不一致、高亮区域曝光、部分区域拉花修复等
工作问题，并形成一种卫星遥感影像快速、高精度处理方法，有效提高卫星遥感
影像数据处理效果，为地理测绘工作提供重要的技术支撑。

结语：
近年来，随着遥感影像技术的不断发展，遥感影像在国土调查、城市规划、
军事和环境保护等方面的应用越来越广泛。

本文结合实例，深入探讨了卫星遥感
影像处理技术的具体应用，旨在为国家的高质量、可持续发展作出贡献。

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