卫星遥感影像处理技术及应用实践

(整期优先)网络出版时间:2023-04-17
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卫星遥感影像处理技术及应用实践

刘书华,宋雪洁

吉林省地理信息院,吉林省长春市,130062

摘要:随着城市建设的迅速发展,测绘工程技术已被大量运用于城市管理、工程建设等各个方面,并逐步走向智能化和现代化。其中,卫星图像处理技术是一种可以将图像数据储存在空间系统中的数字化技术,而技术人员则可以利用图像的可视化和符号化技术,将其应用于各种领域。从当前卫星遥感图像处理技术的实际应用情况来看,它具有较低的费用、较大的覆盖范围和较高的生产效率,能够有效地保证信息的采集和使用,并将其优点充分地发挥出来。

关键词:卫星遥感;影像处理技术;数字影像

1卫星遥感影像处理的主要技术

1.1卫星遥感数字影像纠正处理

在应用卫星遥感技术时,为了扩大使用范围,防止使用时发生数据泄漏,多数卫星资料只会给使用者一个与传感器无关的通用图像几何模型,即有理函数模型。该模型取代了传统的严格共线条件几何模型,是一种全新的数学模型。有理函数模式具有更大的优越性,它不依赖于地形,卫星GPS能够获取卫星轨道、相机和惯性测量单元的姿态参数,从而保证了系统的整体和科学。在此基础上,可以产生具有较均匀分布的虚拟地面控制点,可以直接对各节点进行有理函数模型参数的计算,从而可以同时进行两种模式的拟合。现有的有理函数校正机制可以应用于各种卫星遥感图像的校正,校正控制数据的种类繁多,包括DEM、外业控制点、DOM、DLG、DRG。为了保证纠错效果,首先要全面掌握其坐标系的信息,将有理函数参数与控制数据之间的联系,保证控制点的精度,并严格控制误差,若出现偏差超出容许值,则需要根据相关的参考数据和地形的不同,保证校正的质量,避免出现重影、模糊等情况。在使用卫星遥感图像时,若不能严格执行校正控制,则会对后续资料的精确度造成一定的影响,而在技术运用的后期,一旦发现问题,再进行回访,不但增加了工作的难度和工作量,而且还会降低技术的使用效率。在纠正质量控制中,控制点的精度和分布均匀性、单点误差、控制点残差中误差、图像精度等是控制点质量控制的重点。

1.2数字图像增强

数字图像增强技术是卫星遥感图像处理技术的核心,它可以使图像发生有效的变化,从而改变对图像的识别和判断。目前常用的增强方法有对比增强、密度分割、边缘增强和滤波等。(1)对比度提高。对比增强具有一定的规律性,可以有效地调节像素的灰度分布,从而达到提高图像的综合效果。在采用对比增强技术进行图像处理时,可以有效地提高地面物体的识别性能,例如通过直线对比加强,可以使灰度直方图的低端灰度变为极小值,而高端的灰度则转化为最大,而中间的像素灰度值则分布在最小和最大之间。另外,对比度加强可以使对数和指数对比度得到加强。(2)分割的密度。密度划分是利用一系列的密度间隔替换图像中的连续灰度值,在每个空间中都含有一个由不同色彩显示的数字区域。这样的强化,就能让相关的人,在灰阶上,分辨出不同的等级。(3)加强了边沿。边缘强化是一种微妙的灰度调节和改变,当图像的变化超出预定的范围时,它就会发生明显的变化,尤其是灰度和色彩的变化。(4)滤波。滤波应用是将卫星遥感图像的数据信息设置在一个具体的坐标系中,以地面卫星扫描线的规则排列的像素作为它的横坐标,相应的像素的频带灰度作为它的纵坐标。根据这个坐标系的构造,每个扫描线都可以看作是一个合成波,设置一个频率滤波器,根据一定的规律,给出一个不能通过的特定波长值。通常,滤波器包括低通滤波器、中通滤波器和高通滤波器,它们的功能因其功能的差异而在实际应用中可按需要加以选用。

2卫星遥感影像处理技术的应用

2.1在军事领域的应用

卫星遥感图像处理技术的基本原理是从图像中提取图像的特征,即放松法的全局图像匹配。对于同一区域的不同时相遥感图像,也可以进行相似的处理,并通过比较和判别出相应的变化,从而使卫星遥感图像在军事侦察和勘探中得到广泛的应用。比如对“感兴趣的对象”的采集和利用,可以直接建立敏感区域的正射图像数据库,利用卫星图像处理技术,得到相关的图像,再利用专业的数据处理方法,对“感兴趣的物体”进行准确的定位。

2.2在测绘更新地形图中的应用

随着社会经济的迅速发展,卫星图像处理技术的应用越来越广泛,并在地图更新方面取得了很好的效果。利用卫星遥感图像处理技术对地图进行更新,方便了地图的更新。更新地形图尺度主要取决于遥感图像的解析度和精度,而目前的地图绘制技术已经可以满足这些需求,保证了地图的更新质量。

2.3在城市规划中的应用

利用卫星遥感图像处理技术,可以有效地扩展城市规划的监控范围,使所获取的监测资料更加全面、可靠,从而保证规划的科学性和合理性,从而使城市的规划设计更加适应现代社会发展的需要,从而达到可持续发展的目的。例如,利用卫星图像技术,可以获得城市用地的利用状况,掌握城市道路、园林规划等方面的信息。利用卫星图像处理技术获取的高清晰度图像资料,可以通过对其所反映的特定环境,对城市的详细规划进行研究,从而得出准确的城市规划图。

2.4在土地利用现状调查中的应用

土地资源是当前我国土地资源紧张的问题,如何合理地利用土地资源,是实现国民经济可持续发展的关键。土地利用状况调查是利用现代科技手段,对土地的数量、质量、利用、分布等进行科学的利用,对土地利用进行科学的利用,既能有效地保护土地资源,又能充分利用土地的潜力,又能为各类土地的管理工作提供有力的依据。卫星遥感图像处理技术在国土资源调查中具有举足轻重的地位,其应用范围包括:(1)遥感图像的几何校正。利用卫星遥感图像处理技术,利用卫星正射校正模型、卫星轨道参数、传感器摄影参数等信息,建立了象点-地面点的共线关系,并进行了几何校正,获得了卫星遥感图像的分辨率。(2)利用自然色彩对多谱资料进行仿真。多光谱资料是基于自然色彩的表现形式,它能直接反映各类土地的有关要素,运用到土地使用状况调查中,可以根据自然色彩的特征和判别,得到相应的土地资料。通过图像数据,可以直观地了解到土地使用的具体状况。(3)遥感图像的融合;不同的传感器和不同的传感器,在使用不同的技术时,所得到的图像数据也会有所不同,但通过不同的光谱分辨率算法,可以对图像进行处理,从而形成多光谱、高分辨率的图像。

结语

卫星图像处理技术是近几年发展起来的一种新技术,它在土地调查、城市规划、军事、环保等领域都得到了广泛的应用。随着我国科学技术的不断发展和不断完善,在今后的日子里,卫星图像处理技术将会越来越广泛地被运用于各个方面,从而为国家经济的高质量、可持续发展做出贡献。

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