攝影測量與遙感基礎(chǔ)實習(xí)參考教材

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1、《攝影測量與遙感基礎(chǔ)》實習(xí)參考教材（一）利用ASTER立體像對提取DEM影像的研究與實踐1．概述····················································12．ASTER主要技術(shù)參數(shù)及數(shù)據(jù)類型····························43．ASTER影像數(shù)據(jù)預(yù)處理····································64．DEM提取················································75．正射影像

2、生成···········································126．正射影像圖制作·········································177．其他DEM衍生產(chǎn)品制作···································178．結(jié)論與展望·············································26參考文獻··················································271.

3、概述1.1研究背景和意義隨著航空航天遙感技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字正射影像（DOM）已成為我們獲取基礎(chǔ)地理信息的重要途徑之一，與以往的正射影像相比高分辨率衛(wèi)星遙感正射影像具有動態(tài)獲取快、成本低、現(xiàn)勢性強、真是直觀、兼具色彩與紋理二重性等優(yōu)勢。所謂正射影像，是指改正了因地形起伏和傳感器誤差而引起的像點位移的影像。數(shù)字正射影像圖廣泛應(yīng)用于地圖制圖與更新、資源環(huán)境調(diào)查與動態(tài)監(jiān)測、防災(zāi)減災(zāi)與公共設(shè)施建設(shè)規(guī)劃等各個領(lǐng)域，所以根據(jù)衛(wèi)片提取DEM并生成正射影像、制作正射影像圖是有非?？捎^的實際應(yīng)用意義的。然而建立數(shù)字高程模型（DEM）是獲取

4、數(shù)字正射影像的基礎(chǔ)。DEM是構(gòu)成地形數(shù)據(jù)和進行地形分析的基礎(chǔ)。與傳統(tǒng)地形圖相比，DEM具有易于以多種形式顯示地形信息、精度不損失、易于實現(xiàn)自動化與實時化等特點，可以實現(xiàn)地形因子的自動提取，在測繪、水文、氣象、地貌、地質(zhì)、土壤等國民經(jīng)濟和國防建設(shè)以及自然科學(xué)和人文領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用[1]。目前，世界上許多國家都積極建立了覆蓋本國的DEM，并欲聯(lián)手打造全球DEM?；贒EM的GIS事業(yè)正蓬勃的發(fā)展著，也漸漸深入到國民經(jīng)濟建設(shè)的各個領(lǐng)域。雖然對DEM的需求越來越大，但是截至到20世紀末，全球仍有20%地形起伏在200m以上

5、的地區(qū)沒有1:5萬或更高精度的DEM。我國已經(jīng)完成了1:400萬、1:100萬及1:25萬比例尺DEM的建設(shè)，而更高精度的1:5萬比例尺DEM也正在積極建設(shè)中。地形測量一直是測繪領(lǐng)域研究的一個重要課題，傳統(tǒng)的測量手段(地面測圖，攝影測量)費時費力，利用衛(wèi)星影像進行測圖是現(xiàn)階段研究的重點。目前人們研究較多的是Landsat影像測圖，SPOT影像測圖，Ikonos影像測圖，但是現(xiàn)在用于立體測圖的衛(wèi)星數(shù)據(jù)往往是異軌立體成像。異軌立體成像因為立體像對是在不同時段獲得的，由于時間不一致，地面可能發(fā)生變化，也可能由于云的遮擋，無

6、法構(gòu)成立體像對，或是差別太大，影像無法匹配，這也造成測圖成本的提高。對于一些無圖的地區(qū)和一些多光譜的傳感器數(shù)據(jù)處理(如MODIS的正射糾正)，地形數(shù)據(jù)又是不可缺少的。僅僅依靠異軌立體測圖是不能解決問題的，ASTER數(shù)據(jù)則可以滿足這種需求[2]。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1DEM構(gòu)建現(xiàn)狀DEM是一定區(qū)域范圍內(nèi)規(guī)則格網(wǎng)點的平面坐標及其高程的數(shù)據(jù)集或經(jīng)度、緯度數(shù)據(jù)集。DEM用途廣泛，在國民經(jīng)濟和國防建設(shè)以及自然科學(xué)和人文領(lǐng)域等都需要DEM的支撐。既有的DEM構(gòu)建有以下幾種途徑：⑴通過將野外實測得到離散地面點數(shù)據(jù)直接用于構(gòu)

7、建TIN，然后轉(zhuǎn)換為DEM；⑵利用地形數(shù)字化構(gòu)建DEM；⑶采用數(shù)字攝影測量法利用航攝立體像對構(gòu)建DEM；⑷使用衛(wèi)星遙感圖像立體像對提取DEM。上述DEM都建方法各具優(yōu)缺點，前三種方法精度較高，但需投入大量的人力物力，且數(shù)據(jù)獲取周期長；而第四種方法利用衛(wèi)星影像立體像對以獲取DEM，可以直接對研究區(qū)域進行觀測，其數(shù)據(jù)周期短，資金投入少。隨著微型傳感器及相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，利用立體像對所提取的DEM精度也越來越高，如使用SPOT數(shù)據(jù)生成的DEM精度可達到10m以內(nèi)，而星載INSAR生成的DEM精度可達到米級，且平坦地區(qū)的精

8、度優(yōu)于山區(qū)的精度[3]。2009年6月30日，美國航天局（NASA）與日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)?。∕ETI）共同推出了最新的地球電子地形數(shù)據(jù)ASTERGDEM（先進星載熱發(fā)射和反射輻射儀全球數(shù)字高程模型），該數(shù)據(jù)是根據(jù)NASA的新一代對地觀測衛(wèi)星Terra的詳盡觀測結(jié)果制作完成的。這一全新地球數(shù)字高程模型包含了ASTER傳感器搜集的130萬個立體圖像。AS