第４１卷第１１期２０１８年１１月测绘与空间地理信息ＧＥＯＭＡＴＩＣＳ＆ＳＰＡＴＩＡＬＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＶｏｌ.４１ꎬＮｏ.１１Ｎｏｖ.ꎬ２０１８收稿日期:２０１８－０３－１９作者简介:王玉训(１９６６－)ꎬ男ꎬ山东青岛人ꎬ工程师ꎬ本科学历ꎬ主要从事大地测量㊁工程测量㊁航空摄影测量与遥感等方面的应用研究工作ꎮ基于ＷｏｒｌｄＶｉｅｗ－３卫星遥感影像立体测图方案研究王玉训(辽宁省基础测绘院ꎬ辽宁锦州１２１０００)摘要:以ＷｏｒｌｄＶｉｅｗ－３卫星遥感影像为例ꎬ探讨利用ＷｏｒｌｄＶｉｅｗ－３卫星遥感影像相关的亚米级卫星遥感影像进行大比例尺立体测图的各种生产工艺流程ꎬ以实际生产中的某测区为例ꎬ收集该测区的本底影像资料ꎬ并获取相关的外业资料ꎬ对生产数据进行区域网平差和数据检校ꎬ分析各种方案的优缺点ꎬ对测区精度进行分析ꎬ得出利用ＷｏｒｌｄＶｉｅｗ－３卫星遥感影像进行立体测图ＤＬＧ生产的生产方案ꎮ关键词:ＷｏｒｌｄＶｉｅｗ－３ꎻ卫星遥感影像ꎻ立体测图ꎻＤＬＧ生产中图分类号:Ｐ２３７㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１６７２－５８６７(２０１８)１１－０１１０－０２ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＳｔｅｒｅｏＭａｐｐｉｎｇＳｃｈｅｍｅＢａｓｅｄｏｎＷｏｒｌｄＶｉｅｗ－３ＳａｔｅｌｌｉｔｅＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇＩｍａｇｅＷＡＮＧＹｕｘｕｎ(ＢａｓｉｃＳｕｒｖｅｙｉｎｇａｎｄＭａｐｐｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＬｉａｏｎｉｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅꎬＪｉｎｚｈｏｕ１２１０００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＵｓｉｎｇＷｏｒｌｄＶｉｅｗ－３ｓａｔｅｌｌｉｔｅｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｉｍａｇｅａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ.ＴｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｕｓｅｏｆＷｏｒｌｄＶｉｅｗ－３ｓａｔｅｌｌｉｔｅｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓ￣ｉｎｇｉｍａｇｅｒｅｌａｔｅｄｓｕｂｍｅｔｅｒｓａｔｅｌｌｉｔｅｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｉｍａｇｅｉｎｌａｒｇｅｓｃａｌｅｓｔｅｒｅｏｍａｐｐｉｎｇｏｆｔｈｅｖａｒｉｏｕｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓ.Ｗｉｔｈａｔｅｓｔｉｎｔｈｅａｃｔｕａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｓａｎｅｘａｍｐｌｅꎬｔｈｅｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎａｒｅａｓｏｆｔｈｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｉｍａｇｅｄａｔａａｎｄａｃｃｅｓｓｔｏｒｅｌｅｖａｎｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｕｔｓｉｄｅｔｈｅｉｎｄｕｓｔｒｙ.Ｒｅｇｉｏｎａｌａｄｊｕｓｔｍｅｎｔａｎｄｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｄａｔａｏｆｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｄａｔａ.Ａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｖａｒｉｏｕｓｓｃｈｅｍｅｓ.Ｔｈｅｔｅｓｔａｒｅａａｃｃｕｒａｃｙｉｓａｎａｌｙｚｅｄ.ＴｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｌａｎｏｆｓｔｅｒｅｏｍａｐｐｉｎｇｗｉｔｈＤＬＧｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｂｔａｉｎｅｄｂｙＷｏｒｌｄＶｉｅｗ－３ｓａｔｅｌｌｉｔｅｒｅ￣ｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｉｍａｇｅ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＷｏｒｌｄＶｉｅｗ－３ꎻｓａｔｅｌｌｉｔｅｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｉｍａｇｅꎻｓｔｅｒｅｏｍａｐｐｉｎｇꎻＤＬＧｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ０㊀引㊀言常用的国际商业高分辨率光学遥感卫星有美国的ＩＫＯＮＯＳ㊁ＱｕｉｃｋＢｉｒｄ㊁ＧｅｏＥｙｅ－１㊁ＷｏｒｌｄＶｉｅｗ－２㊁ＷｏｒｌｄＶｉｅｗ－３ꎬ韩国的Ｋｏｍｐｓａｔ㊁法国的Ｐｌｅｉａｄｅｓ㊁ＳＰＯＴ６㊁ＳＰＯＴ７等[１]ꎮ本文以ＷｏｒｌｄＶｉｅｗ－３卫星遥感影像为例ꎬ研究探讨基于０.３１ｍ分辨率的ＷｏｒｌｄＶｉｅｗ－３影像立体测图关键技术研究及生产方案研究ꎮ１㊀ＷｏｒｌｄＶｉｅｗ－３卫星遥感影像简介ＷｏｒｌｄＶｉｅｗ－３卫星是美国ＤＧ公司于２０１４年８月发射的第四代高分辨率光学卫星ꎬ卫星影像全色分辨率为０.３１ｍꎬ拥有１６个多光谱波段ꎬ多光谱分辨率为１.２４ｍꎬ短波红外分辨率为７.５ｍꎬ支持同轨立体成像采集ꎬ平面精度３.５ｍꎬ高程精度２ｍ[２]ꎮＷｏｒｌｄＶｉｅｗ－３卫星成像分幅为１３.１ｋｍˑ１４ｋｍꎬ采集能力为约每天６８万ｋｍ２ꎮ与Ｗｏｒｌｄ￣Ｖｉｅｗ－２卫星相比ꎬＷｏｒｌｄＶｉｅｗ－３卫星全色分辨率从０.５ｍ提高到０.３１ｍꎬ大大提升了航天快速测图和应急响应能力[３]ꎮ２㊀立体测图工艺流程卫星影像立体测图不同于传统航空摄影立体测图ꎬ其工艺流程与传统测图既有区别又有相似之处ꎬ工艺流程分为外业控制点量测㊁区域网平差㊁立体测图㊁外业精度检测㊁外业调绘㊁内业成图等步骤ꎬ如图１所示ꎮ图１㊀卫星影像立体测图工艺流程Ｆｉｇ.１㊀Ｗｏｒｋｆｌｏｗｏｆｓｔｅｒｅｏｓａｔｅｌｌｉｔｅｉｍａｇｅｍａｐｐｉｎｇ利用卫星影像进行立体测图内业４Ｄ产品生产流程包括导入影像㊁导入控制点㊁空三加密㊁区域网平差ꎬ最终生成４Ｄ产品ꎬ如图２所示ꎮ图２㊀卫星影像４Ｄ产品生产流程Ｆｉｇ.２㊀Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｗｏｒｋｆｌｏｗｏｆｓａｔｅｌｌｉｔｅｉｍａｇｅ４Ｄｐｒｏｄｕｃｔｓ地物在卫星影像上的肉眼分辨率取决于传感器ＣＣＤ的分辨率㊁卫星运行的轨道高度㊁光谱的波段㊁地物的大小㊁地物反射率与周围地物反射率的差异程度㊁地物的遮挡情况等ꎮ３㊀测区试验情况试验区选取国内某大城市ꎬ按照该城市１ʒ２０００库数据的分层进行测图ꎬ各层说明如下ꎮ０２层(居民地和垣栅)ꎮ有８５％ ９０％的房屋可以看清并准确地定位(平房区角点模糊)ꎬ其定位的平面精度可以达到０.８７ｍꎮ０３层(工矿建(构)筑物及其他设施)ꎮ独立地物部分看不清ꎬ能够看清楚可以准确定位的约为５０％ꎬ以电线杆为例ꎬ能够看清并可以准确定位的精度ｘ方向为０.４５ｍꎬｙ方向为０.５５ｍꎬ平面精度为０.７１ｍꎮ０４层(交通及附属设施)ꎮ道路除了遮挡(如阴影㊁树木等)情况外ꎬ９０％左右都能看清楚ꎮ在ｘ方向的精度可以达到０.４９ｍꎬｙ方向的精度可以达到０.５２ｍꎬ其平面精度为０.７６ｍꎮ０５层(管线及附属设施)ꎮ测区内某大型钢铁公司的管线可以识别ꎬ电力线基本看不清ꎬ无法准确定位ꎬ可识别管线平面精度达到０.９４ｍꎮ０６层(水系及附属设施)㊁０８层(地貌和土质㊁高程注记)㊁０９层(植被)均与测区航空摄影数据相同ꎮ４㊀精度情况及试验结论为了检测内业数据采集的精度ꎬ需要进行外业监测点的量测ꎬ与外业控制点的量测类似ꎬ需要均匀分布于整个测图区域ꎬ而且每张图的外业检测点个数在１００个以上ꎮ当量测建筑物时如有房檐则量测房檐投影到地面点的坐标ꎬ而不是量测房基坐标ꎮ基于ＷｏｒｌｄＶｉｅｗ－３卫星立体像对的内业采集精度完全满足１ʒ２０００地形图的精度ꎮ然而ꎬ对于高分辨率卫星来说ꎬ虽然可以达到０.３１ｍ的空间分辨率ꎬ在测绘１ʒ２０００地形图测绘时ꎬ影像上还有２０％ ３０％的地物不能辨别ꎬ导致定位失败ꎬ需要外业人员进行野外测量ꎮ在丘陵地区ꎬ３６９个房角点ꎬ平面精度中误差０.６１０ｍꎬ见表１ꎬ误差分布见表２ꎮ表１㊀平面精度表Ｔａｂ.１㊀Ｐｌａｎｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎｔａｂｌｅ误差项误差值ｍｉｎＸ０Ｘ０.３８８ｍａｘＸ１.７１４ｍｉｎＹ０.００１Ｙ０.４７１ｍａｘＹ２.２４３ｍｉｎＸＹ０.００５ＸＹ０.６１０ｍａｘＸＹ２.５２４表２㊀平面误差分布Ｔａｂ.２㊀Ｐｌａｎｅｅｒｒｏｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ条件个数百分比总点数３６９１００％小于１倍中误差２７２７３.７％小于２倍中误差７６２０.６％小于３倍中误差１６４.３％大于３倍中误差５１.４％１７３个高程点ꎬ高程精度中误差０.１２９ｍꎬ误差分布见表３ꎮ表３㊀高程误差分布Ｔａｂ.３㊀Ｅｌｅｖａｔｉｏｎｅｒｒｏｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ条件个数百分比总点数１７３１００％小于１倍中误差１２３７１.１％小于２倍中误差４０２３.１２％小于３倍中误差８４.６２％大于３倍中误差２１.１６％(下转第１２０页)１１１第１１期王玉训:基于ＷｏｒｌｄＶｉｅｗ－３卫星遥感影像立体测图方案研究根据待检目标特性ꎬ调节视觉特征对显著图生成的影响ꎬ有利于得到更好的检测结果ꎮ针对面状目标ꎬ我们设计算法最初考虑采用基于聚类的图像分割方法从显著图中检测目标ꎬ但实验表明这样会影响算法效率ꎬ故采用自适应阈值分割方法并进行形态学滤波处理的方式更为合适ꎮ参考文献:[１]㊀保铮.雷达成像技术[Ｍ].北京:电子工业出版社ꎬ２００５. [２]㊀Ｓ.Ｙａｎｔｉｓ.Ｔｏｓｅｅｉｓｔｏａｔｔｅｎｄ[Ｊ].Ｓｃｉｅｎｃｅꎬ２００３ꎬ２９(５６０３):５４－５６.[３]㊀Ｎ.ＫａｎｗｉｓｈｅｒꎬＥ.Ｗｏｊｃｉｕｌｉｋ.Ｖｉｓｕａｌａｔｔｅｎｔｉｏｎ:ｉｎｓｉｇｈｔｓｆｒｏｍｂｒａｉｎｉｍａｇｉｎｇ[Ｊ].ＮａｔｕｒｅＮｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅꎬ２０００ꎬｌ(２):９１－１００.[４]㊀Ｊ.Ｍ.ＷｏｌｆｅꎬＴ.Ｓ.Ｈｏｒｏｗｉｔｚ.Ｗｈａｔａｔｔｒｉｂｕｔｅｓｇｕｉｄｅｔｈｅｄｅ￣ｐｌｏｙｍｅｎｔｏｆｖｉｓｕａｌａｔｔｅｎｔｉｏｎａｎｄｈｏｗｄｏｔｈｅｙｄｏｉｔ[Ｊ].Ｎａ￣ｔｕｒｅＮｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅꎬ２００４(５):１－５.[５]㊀苑丽红ꎬ付丽ꎬ杨勇ꎬ等.基于灰度共生矩阵提取纹理特征的实验结果分析[Ｊ].计算机应用ꎬ２００９ꎬ２９(４):１０１８－１０２１.[编辑:任亚茹](上接第１１１页)㊀㊀根据国家１ʒ２０００地形图测绘标准和规范ꎬ本次试验精度满足１ʒ２０００地形图的测图精度ꎮ５㊀结束语本文针对ＷｏｒｌｄＶｉｅｗ－３卫星影像进行了立体测图试验ꎬ探讨了基于高分辨率卫星影像的立体测图方案ꎬ分析和论述了未来卫星遥感影像的立体测图前景ꎬ通过１ʒ２０００地形图测绘试验推导出基于高分辨率卫星影像的４Ｄ产品生产的可行性ꎮ参考文献:[１]㊀李国元ꎬ胡芬ꎬ张重阳ꎬ等.ＷｏｒｌｄＶｉｅｗ－３卫星成像模式介绍及数据质量初步评价[Ｊ].测绘通报ꎬ２０１５(Ｓ１):１１－１６.[２]㊀韦蔚ꎬ高永红ꎬ张戈兰.基于ＷｏｒｌｄＶｉｅｗ数据的西藏桑德地区快速制图方法[Ｊ].地理空间信息ꎬ２０１７ꎬ１５(１２):２５－２７.[３]㊀祝晓坤.基于ＷｏｒｌｄＶｉｅｗ－３卫星多视角数据的三维实景建模技术研究[Ｊ].城市勘测ꎬ２０１７(５):６－１１. [４]㊀王睿ꎬ葛韬ꎬ李淳.基于天绘卫星影像的困难地区地形图测制方法[Ｊ].测绘与空间地理信息ꎬ２０１７ꎬ４０(１１):１６５－１６６ꎬ１７０.[５]㊀王睿ꎬ魏伟ꎬ许宁.利用ＷｏｒｌｄＶｉｅｗ－２影像测制困难地区地形图的技术探讨[Ｊ].测绘与空间地理信息ꎬ２０１７ꎬ４０(１２):１４４－１４５ꎬ１４９.[６]㊀祝晓坤ꎬ左琛ꎬ刘晓琳ꎬ等.米级/亚米级卫星遥感影像大比例尺立体测图试验研究[Ｊ].测绘与空间地理信息ꎬ２０１６ꎬ３９(３):２８－３１.[７]㊀王亚男ꎬ马燕燕ꎬ万保峰ꎬ等.无人机航摄１ʒ２０００立体测图关键技术探讨[Ｊ].地矿测绘ꎬ２０１６ꎬ３２(１):３０－３３. [８]㊀刘学杰.像控布设方案对无人机航测精度影响的测试[Ｊ].地理信息世界ꎬ２０１６ꎬ２３(５):１０９－１１２.[编辑:任亚茹](上接第１１５页)３㊀结束语现如今ꎬ中国城市化建设与新农村建设日益加快ꎬ城市发展与土地利用的矛盾也日益加剧ꎬ如何在发展的同时解决土地的矛盾ꎬ成为现在各城市必须解决的一个问题ꎮ本文以南城县为例ꎬ依据地理国情普查地表覆盖数据中的房屋建筑区数据ꎬ并基于计算景观格局指数的方法来表征各乡镇之间的差异ꎬ选用主成分分析方法ꎬ得到斑块面积㊁周长面积比㊁景观蔓延度指数㊁景观丰富度密度指数来表达研究区各乡镇特征ꎬ而后利用聚类分析方法将研究区各乡镇分成５类ꎬ最后提出了 南镇㊁北农㊁东水㊁西景 和 一心四片 的空间格局发展理念ꎮ依据该理念ꎬ可以有效地整合规范南城县居民点用地ꎬ优化城镇空间布局ꎬ加快推进新型城镇化步伐ꎬ科学指导生态文明城市建设ꎮ由于景观格局分析是有尺度效应的ꎬ本文未考虑该因素ꎬ故引入尺度效应是今后的重点研究方向ꎮ参考文献:[１]㊀邬建国.景观生态学 格局㊁过程㊁尺度与等级[Ｍ].北京:高等教育出版社ꎬ２０００.[２]㊀齐伟ꎬ曲衍波ꎬ刘洪义ꎬ等.区域代表性景观格局指数筛选与土地利用分区[Ｊ].中国土地科学ꎬ２００９ꎬ２３(１):３３－３７.[３]㊀黄思琴ꎬ陈英ꎬ张仁陟ꎬ等.基于景观格局指数的农村居民点土地利用分区研究[Ｊ].中国农学通报.２０１４ꎬ３０(２３):９８－１０３.[４]㊀鲍艳ꎬ胡振琪ꎬ柏玉ꎬ等.主成分聚类分析在土地利用生态安全评价中的应用[Ｊ].农业工程学报ꎬ２００６ꎬ２２(８):８７－９０.[５]㊀章文波ꎬ陈红艳.使用数据统计分析及应用 ＳＰＳＳ１２.０[Ｍ].北京:人民邮电出版社ꎬ２００６.[６]㊀陶军德ꎬ关国锋ꎬ汤永玲.哈尔滨市阿城区农村居民点景观格局与空间分布特征分析[Ｊ].国土与自然资源研究ꎬ２０１１ꎬ２７(５):２７－２９.[７]㊀谭雪兰ꎬ段建南ꎬ包春红ꎬ等.基于ＧＩＳ的麻阳县农村居民点空间布局优化研究[Ｊ].水土保持研究ꎬ２０１０ꎬ１７(６):１７７－１８０.[编辑:任亚茹]０２１㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀测绘与空间地理信息㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１８年。