通用RPC文件的卫星影像正射纠正应用.doc

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1、基于通用RPC文件的卫星影像正射纠正应用摘要：利用航空或航天摄影像片制作正射影像图，是当前地理信息系统建设和遥感应用中非常重要的内容。本文以alos卫星影像为例，介绍在envi软件中生成通用rpc和正射影像制作过程，本方法通过实际生产，验证了其方法生产的正射影像精度可靠，解决了无rpc文件时对山区影像很好消除地形高差引起的变形问题。关键词：abstract:thispapertakealossatelliteimagesforexample,introducedintheenvisoftwaretog

2、enerateageneral-purposerpcandorthophotoproductionprocess,andbyactualproduction,verifyitsmethodofproductionoforthophotoaccuracytosolvetherpcfileonthemountainimageverywelleliminatetheproblemofdeformationcausedbytheterrainelevation.中图分类号:p185.18文献标识码：a文章编号

3、：一．dom是指消除各种影像变形后与地面物体形状相似，成一定比例并带有坐标的数字影像地图，也称数字正射影像图(digitalorthormap)。在测绘生产中，4d产品dlg、drg、dem、dom是目前的主要内容，正射影像图dom做为其中一种新产品，以其直观、信息丰富等特点，成为测绘产中一重要部分。在dom产品指标中，像点精度、地面分辨率、色彩、反差是主要的内容，而dom影像点坐标精确度，是一项很重要指标，如果不同像片的dom坐标不一致，将无法做为影像图使用，也无法完成相互之间的拼接，也就无法制作合

4、格的dom产品。不论利用哪种影像生产dom，其生产原理都是相同的。就是在精确测定摄影机（或传感器）内部参数和空间姿态数据基础上（消除传感器带来的影像变形），根据有限地面控制点，再结合dem数据，消除地面起伏带来的影像变形，得到与地形图位置一致的影像图dom。其主要基础理论公式，就是摄影测量中的共线方程，这里就不再论述。二．在实际生产中，对于航空像片生产dom，通常是经内业空三解算出各像片外方位元素后，通过相对绝对定向建立像对并在立体模型上采集地面地物特征点和线，以此生成足够精度的dem，然后结合定向好

5、的立体模型，对影像进行高差投影差改正。对于单张像片如果外方位未知，则可以通过地面上有限控制点，进行单像空间后方交会，求得像片的外方位元素，然后利用dem进行正射纠正。对于卫星影像，由于能构成立体像对的卫星影像还不多，大都还是单张影像进行生产。为了消除地形投影差，卫星数据提供商一般会在产品中附加每张像片的轨道参数模型或rpc文件，以便确定卫星摄影或扫描时的传感器姿态和位置，做为消除地面高差投影差的理论依据。所谓rpc文件，是英文rationalpolynomialcofficients的头字母缩写，意思

6、是数学意义的几何成像模型，它是结合传感器的物理参数和轨道参数，并经过若干地面控制点，经过复杂的计算所得到的变换系数矩阵，在这里它的实际意义就是相当于航空像片获得外方位元素后由共线方程建立起来的光束模型。但是，生产中不是所有卫星数据提供商都会提供给用户该类型文件或用户没有购买该产品，在这种情况下，纠正软件一般是采用多项式拟合法进行纠正，由于卫星影像比例尺相对较小，对于平原和低丘岭地区，dom的点位精度受影响不大，对于山区或高山区，影像的高差投影差就无法有效的消除，尤其在不同景影像接连时影像错位较大甚至无

7、法接边。下图是无rpc的多项式拟合的dom与原文件套合的情况。本文所用数据为日alos卫星avnir-2传感器levelb2产品，提供方已作了辐射校正和粗几何校正（该产品只有在日本本土才使用dem），提供的产品在山区有局部的变形。图1图1中，上部分是无rpc文件和dem纠正得到的影像，下部分是做为控制的etm影像。下图2为错位处的放大图。图2明显看出，山区的高低处影像出现了很大的错位并且不同处错位量不一致，最大片约有十来个像元。三．为了解决上述问题，本文以envi软件中buildrpc的功能，创建了通

8、用rpc文件，并利用envi4.5的orthorectifyusingrpc生成了精度较好的dom。具体实现过程如下：1．从网上下载免费90米或30米的dem数据，如果dem坐标系统与纠正所用的控制影像数据不一致时，注意要进行投影变换。本人所用etm数据与dem一致，不需要转换。2．在envi中，打开要纠正的影像，并同时打开控制影像或用其它工具打开控制影像和dem影像，本文采用gobalmaper打开，因为此软件对数据格式支持和显示较好，特别是dem同时