基于quickbird遥感影像与航空影像的集成定位与地物提取-研究 (1)

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1、同济大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：易俸洲年岁月／，‘日绪论第一章绪论20世纪70年代初，美国成功发射的世界上第一颗地球观测卫星一Landsat-1开启了利用航天遥感技术对地观测的新时代。在随后的40多年里，遥感对地观测技术由于其成本相对较低、资料获取迅速、不受区

2、域限制等优势广泛应用于气象、导航、测绘、侦查、空间探测等各个领域，取得了巨大的经济效益和社会效益。随着传感器制造技术和对地观测技术的不断发展，遥感影像的空间分辨率大大提高。最初，Landsat．1的空间分辨率只有80m，而目前QuickBird、IKONOS高分辨率遥感影像的空间分辨率达到了lm以下。空间分辨率提高的同时，遥感卫星重访周期的缩短使对地观测的时效性大大增强。与此同时，遥感观测的光谱分辨率也得到了很大提高，出现了多光谱、高光谱遥感影像。遥感对地观测技术的长足发展给遥感影像的应用提供了更广阔的平台。如航天摄影测量技术最初受立体成像能力和影像分辨率的制约，遥感影像

3、只能用于测绘较小比例尺的地图，随着遥感影像分辨率以及立体成像能力的提高，遥感影像已可以满足更大比例尺地理信息的采集与更新要求，为城市规划、国土监测、资源调查等众多领域提供准确、及时的基础性地理信息数据。1．1研究背景和意义机载航空遥感是目前较为常用的遥感观测方式，航空遥感具有技术成熟、成像比例尺大、地面分辨率高、适于大面积地形测绘和小面积详查以及不需要复杂的地面处理设备等优点。但其缺点也很明显，如飞行高度低、姿态控制弱、全天候作业能力以及大范围的动态监测能力较差。但作为一种探测和研究地球资源与环境的手段仍然是不可取代的。航天遥感技术是遥感观测平台更高的一种遥感观测技术，航

4、天遥感感测面积大、范围广、速度快、效果好，可定期或连续监视一个地区，不受国界和地理条件限制，能取得其他遥感观测手段难以获取的信息，对于军事、经济、科学等均有重要作用。随着IKONOS卫星的发射成功，航天遥感观测进入了亚米级高分辨率观测的新时代。目前，民用的空间分辨率达到米级的立体遥感图像已有能力代替传统用于1：2．5万和1：l万比例尺地形图测绘及地理信息更新的航空遥感。航空遥感与高分辨率航天遥感是两种重要的遥感观测方式，其二者各有优势，信息互补，对高精度、大比例尺地理信息的获取与更新都有重要作用。关于航空遥感影像与高分辨率航天遥感影像的处理方法的研究已经很多，但是利用两绪

5、论者联合提供高精度位置信息以及地理要素的提取研究目前还所见不多。基于上述原因，研究航空遥感与高分辨率航天遥感数据间的集成应用有极其重要的意义。本文以机载框幅式航空遥感影像数据和QuickBird高分辨率航天遥感影像数据为研究对象，重点研究利用两者联合立体定位的模型与精度、航空遥感与高分辨率航天遥感间的核线关系，基于航空遥感与高分辨率航天遥感的建筑物的提取。下面针对以上三个方面具体阐述研究背景及意义。1．1．1传感器模型和基于传感器模型的立体定位模型遥感成像的传感器模型是指传感器成像的数学模型，即通过数学函数的形式建立起地物的地面坐标和影像坐标的数量关系。根据实际物理成像过

6、程的几何光学分析建立起来的数学模型被称之为严密传感器模型，目前较为常用的严密传感器模型有共线方程模型、平行仿射变换模型等。不考虑实际物理成像过程，仅用数学函数拟合地面坐标和影像坐标的数量关系的模型称为通用传感器模型，目前常用的通用传感器模型有直接线性变换模型、有理函数模型等。严密传感器模型的参数都有严格的物理意义，并与传感器的姿态、构造参数等有关，随着传感器类型的不断出现，每一种新传感器类型的出现都需要有新的相应的传感器模型，这样对于遥感图像处理软件及应用软件的维护升级增加了困难，同时也不利于传感器物理参数的保密。通用传感器模型的建立不需要考虑传感器的姿态及物理参数，直接

7、通过数学方程拟合地面点像方坐标与物方坐标的关系。由于通用传感器模型的上述优势，通用传感器模型在IKONOS、QuiekBird等高分辨率遥感影像中正逐步取代严密传感器模型成为影像供应商提供给客户的立体定位参数的首选模型。目前，对于传感器模型和定位的研究和应用多集中于高分辨率遥感影像或航空影像本身，如Tao(2001)等讨论了控制点数量和分布对有理函数定位精度的影响【”】。Di，MaandLi(2003)尝试用IKONOS影像进行海岸线测刚引。Yang(2000)对SPOT影像航空影像进行RPC和定位实验，实验结果表明SPOT影