高分遥感卫星影像的预处理技术

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1、高分遥感卫星影像的预处理技术　　随着高分一号、二号卫星的成功发射，我国高分辨率对地观测系统得到了广泛的应用，而高分遥感卫星数据的预处理过程是高分应用的前提与先决条件。详细梳理和概括了高分数据的预处理过程，首先介绍了遥感软件的选取，然后重点阐述了包括影像的正射校正技术、配准与融合技术、镶嵌技术及大气校正技术在内的影像预处理技术，最后对数据格式转换加以说明。　　【关键词】高分卫星遥感影像预处理数据格式转换　　随着空间信息技术的发展，对地观测系统也逐渐的从地面、低空发展到太空，并且对观测的连续性、快速性、精确性等有了更为严格的要求。高分一号是我国观测系统的

2、首颗发射卫星，其成功实现了宽覆盖、高精度、稳定度的控制技术，而对于高分二号而言，其成功突破了优于1m的分辨率水平，并且能够具有高定位、快速灵活、机动的能力等特点，对于提升我国空间卫星水平、数据的自给率等这些方面具有非常重要的意义。并且高分?Ｏ畹某晒κ凳┘涌炝宋夜?空间信息产业的发展，有利的推动了我国国民经济建设与社会的进步。　　遥感影像的预处理即为影像数据的纠正与重建的过程，主要是纠正遥感成像过程中，由于传感器外在原因：如姿态的变化、高度、速度等因素造成的遥感影像的几何畸变与变形，并且遥感影像本身在空间、时间及光谱分辨率上的不足，在获取数据的过程中不

3、能够精确的进行信息的记载，很大程度上会降低遥感数据的精度，因此，需要对遥感影像进行遥感数据的预处理。本文是在高分遥感数据的基础上，通过对高分一号卫星数据进行分析，将原始高分数据进行预处理的过程，得到在几何与辐射上真实的图像。　　1高分遥感影像的软件选取　　本文中所涉及到的高分遥感预处理软件采用的是ENVI与ERDAS相结合的技术方案。采用这两种软件相结合的方式，其优势在于：首先，ENVI能够通过底层的IDL开发语言进行功能扩展，开发定制自己的遥感平台。其次，ENVI提供了光谱分析工具，使得基于波段与文件的遥感技术完美结合，并且通过图像的配准，可以提供

4、多个图像窗口进行分析，清晰明了、易于操作。再次，通过两者相结合的方式可以将遥感影像与ArcGIS进行一体化整合，对遥感平台进行全方位的应用。最后，通过ERDAS软件进行数据格式的转换。本文首先是通过遥感处理软件对高分遥感数据进行预处理，然后通过photoshop工具对影像进行匀光匀色的调整，最终完成整个预处理过程。　　2高分遥感影像的预处理过程　　2.1预处理流程　　文章以正定市高分一号遥感卫星影像为例，演示了高分卫星遥感数据预处理的全过程。　　首先是对高分一号2m全色影像与8m多光谱影像进行正射纠正（Orthorectification），纠正影像

5、的倾斜偏差及投影过程中产生的误差，第二步是将正射纠正后的多光谱整景数据与全色整景数据进行配准，是将全色影像作为基准对多光谱影像进行配准，第三步是对配准后的影像进行融合，对影像进行接边线的处理，使得融合后的影像在分辨率上能够达到非常高的精度，第四步利用Photoshop工具，对影像进行颜色平衡的调整，使其能够在色彩上达到较好的效果。通过以上步聚就完成了整个图像预处理的过程，并进行结果的输出。　　2.2正射纠正　　正射纠正（Orthographicalcorrection）是纠正了因传感器、地形的起伏不均衡等因素引起的像点元素上的偏移，并利用地面控制点通

6、过相应的数学算法模型来进行实现的过程。正射校正后的影像无论在精度上、影像的特性上以及信息表达上都能达到很好的效果，而且其数据的结构相对简单，并能够改正因地势较大产生的误差。高分影像的正射纠正过程采用依靠高分影像自带的RPC文件和数字高程模型（DEM）来进行数据定位的校正方式。RPC文件实质上是通过将传感器的轨道参数及其他各种物理参数相结合并通过地面的控制点元素解算出来的变换矩阵。　　本设计中选择二次多项式的方法进行校正，在ENVI中选择GeometricCorrection→Orthorectification→RPCOrthorectificati

7、on模块进行纠正，并且选择30m的DEM进行数字高程的校正。　　2.3配准与融合技术　　遥感影像的配准（registration）是通过选择地面清晰控制点并按照一定的变换函数及重采样方法对同名像元点进行配准的过程。对配准后的影像需要进行重采样处理以改正输出影像的像元偏差，以此来建立新的图像矩阵，常用的重采样方法有双线性法、三次卷积法、最邻近法等，对于高分一号卫星遥感数据采用双线性内插方法，其主要处理是将同一区域的2m全色影像作为基准对8m多光谱进行校准，该过程可以在很大程度上保留影像原有的几何特征，能够得到精度较高的配准影像。　　遥感影像配准的过程是

8、融合的先决条件，其融合过程是将不同传感器、分辨率、波段的数据通过一定的分析算法综合起来的技术。图像的融合算法