卫星遥感影像处理技术研究

卫星遥感影像处理技术研究

齐岩军1,段瑞2

内蒙古自治区测绘地理信息中心内蒙古自治区呼和浩特市010020

【摘要】随着航空航天技术的发展和计算机技术的不断进步，现代获取地理空间信息数据的主要手段就是卫星遥感影像处理技术，论文介绍了卫星遥感影像处理技术的一般流程，并且针对卫星遥感影像处理的关键点做出了讨论，旨在为提高卫星遥感影像处理技术提供一些参考。

【关键词】卫星遥感影像；处理技术；纠正；融合

1引言

所谓卫星遥感，则是在不和地物接触的情况下，利用卫星搭载传感器，接收目标地物发射或者反射的电磁波信号，然后将这些电磁波信号以影像的方式记录，再将这些信息传输到地面，经过影像处理者的处理和分析，得到卫星遥感影像的过程。而对影像进行采集和处理的全过程，则被称为遥感技术。自1959年开始，第一个由人造卫星发回的地球的相片就开启了遥感技术研究的大门，60年时间内，遥感技术随着科学技术的发展，有了翻天覆地的变化。

最初的地球影像的分辨率只有百米级，而现如今，遥感影像的空间分辨率已经可以达到亚米级。美国于1999年9月发射的IKONOS-2，开启了商业高分辨率遥感卫星的新时代，继IKONOS-2发射以来，美国又发射了QUICK BIRD、IKONOS(1m)、ORBVIEW-5(0.41m)、WORLDVIEW-2(0.46m)等商业卫星，法国发射了Pleiades(0.7m)、SPOT-6/7(2.5m)、SPOT-5(2.5m)等卫星，中国也发射了高分二号(0.8m)、高分一号(2m)、资源三号(2.1m)、北京二号(0.8m)、天绘系列卫星(2m)、资源二号C星(2m)等卫星。相比其他卫星，高分辨率遥感卫星影像的空间分辨率更高，具备的空间信息量更大，应用更加广泛，而这些原始影像必须经过一系列的处理，才能正式投入使用。

2卫星遥感影像处理技术流程

卫星遥感影像按照颜色来说，可以分为多光谱和全色两种，多光谱影像是彩色的，一般有3个波段，而全色影像是黑白的，大多数遥感卫星都有两种数据，因此都可以采用两种处理流程，如图1所示。

3卫星遥感影像处理要点

卫星遥感影像处理技术流程见图1。

图1卫星遥感影像处理技术流程

3.1 卫星遥感影像纠正处理

为了保护卫星的核心技术参数不被泄露，降低对用户专业水平的需求，让用户的范围进一步扩大，用户通常获得的是RPC模型，而不是严格的几何模型。对卫星遥感影像进行纠正的实质就是通过RPC模型，建立严格几何模型，然后再利用严格模型，形成大量的虚拟地面控制点，这些控制点呈现均匀分布，利用这些控制点，可以计算RPC的模型参数。简单来说，就是利用获得的RPC模型，拟合严格几何成像模型。卫星遥感影像的RPC模型纠正，必须依赖高精度的DEM，还要借助很多的控制点，控制点由外业测量获得。另外，DRG数据、DLG数据也是可以参考使用的，在纠正前必须确保控制资料的坐标系统和RPC系统相一致，这样才能够让控制点快速定位，控制点的中误差必须控制在2个像素之内，还要根据地形差异调整控制点的中误差。如果是要融合全色影像和多光谱影像，两个影像的匹配度不能小于一个像素，否则就会导致融合后的影像模糊和重影。采用三次卷积或者双立方的重采样方法，可以有效避免线性地物的锯齿现象发生。卫星遥感影像纠正是卫星影像处理技术的关键，纠正的精度直接关系到成果的精度，因此，纠正的效果必须经过质量检查，可以通过以下手段：检查控制点的单点的最大误差是否超限；检查控制点位是否正确；纠正影像的精度是否超限；纠正控制点的残差是否超限。

3.2 卫星遥感影像融合处理

融合获得的影像相比单一影像，精度更高、更可靠，还可以提高空间分辨率，使影像锐化，提高影像的解译能力，弥补目标识别和提取过程中数据的不完整性，让影像的分类精度更高，让影像的监测能力更高。遥感影像的融合有3个层次：特征级、像素级、决策级[1]。而运用最为广泛的是像素级融合，因为该融合层次最接近原始影像，也能够更多的保留影像的真实感，较多使用的融合算法是Pansharping，它不但可以保留全色影像的空间信息，还能够最大程度地保留多光谱影像的颜色信息，融合得到的影像和实际最为接近。如果卫星遥感影像缺失了蓝波段，则可以对绿波段进行处理，再用近红外波段来替代蓝波段，最后进行假色彩合成，就可以得到和自然非常接近的颜色[2]。针对具有RGB的四波段影像，由于植被识别或者秋冬季节的需要，需要对绿色进行增强的时候，如果仅凭RGB颜色肯定不能满足实际要求，可以将在近红外波段加入绿波段，因为近红外对绿色反应灵敏，可以使绿色增强。

影像的融合也必须经过以下质量检查：

①检查融合影像是否反差适中，色调均匀；

②检查影像是否有模糊和重影；

③检查影像是否有清晰的纹理；

④各波段组合以后，色彩是否接近自然色彩，或者得到所需要的色彩。

3.3 卫星遥感影像镶嵌和裁切

卫星影像镶嵌是将不同景的影像经过纠正、融合后合并在一起，在各个景镶嵌之前，要确保各景之间的接边差不会超过2个像素，镶嵌线的选择必须在空旷处选取，要尽量沿着一些没有纹理的线装地物选择，一定不要让完整的地物受到切割，在镶嵌的时候，恰巧可以舍弃一些质量较差和有云雾的影像，镶嵌线的羽化必须要保证镶嵌的影像色调一致，色彩过渡均匀，还要确保镶嵌影像的纹理一致。在镶嵌调色完毕后，可以选择裁切范围，裁切影像，获得影像成果[3]。

4结语

本文就关于卫星遥感影像处理技术进行深度探讨，分析卫星遥感影像处理技术概述、流程，卫星遥感影像处理技术的具体应用等，以此来认知卫星遥感影像处理技术的实际发展情况，将其广泛应用到各个领域中，全面推动我国卫星遥感影像处理技术的发展。

文献：

[1]周碧莲.高分辨率遥感卫星影像快速生产典型问题处理方法的探讨[J].华北自然资源,2021,(04):88-90.

[2]赵新,王战举,屈鸿钧,等.我国遥感应用产业化中的若干问题探讨[J].卫星应用,2017(10):39-44.