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国土资源遥感  2020, Vol. 32 Issue (2): 213-218    DOI: 10.6046/gtzyyg.2020.02.27
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基于高分一号WFV数据的正射校正与真彩色合成技术——以中巴经济走廊为例
王懿哲1, 刘国2,3(), 郭莉1, 赵世湖1, 张学利4
1.自然资源部国土卫星遥感应用中心,北京 100048
2.国家地理信息系统工程技术研究中心,武汉 430074
3.中国地质图书馆,北京 100083
4.江苏省有色金属华东地质勘查局,南京 210007
Research on ortho-rectification and true color synthesis technique of GF-1 WFV data in China-Pakistan Economic Corridor
Yizhe WANG1, Guo LIU2,3(), Li GUO1, Shihu ZHAO1, Xueli ZHANG4
1. Land Satellite Remote Sensing Application Center, Ministry of Natural Resources, Beijing 100048, China
2. National Engineering Research Center for Geographic Information System, Wuhan 430074, China
3. The National Geological Library of China, Beijing 100083, China
4. East China Mineral Exploration and Development Bureau, Nanjing 210007, China
全文: PDF(3435 KB)   HTML  
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摘要 

高分一号(GF-1)卫星自发射以来,凭借其幅宽大、综合覆盖能力强以及重访周期短等优势,已成为国土资源调查、农业林业遥感监测、国家重大工程建设等领域使用的重要数据源之一。以中巴经济走廊为研究区域,选取GF-1多光谱宽幅覆盖(wide field of view,WFV)数据进行对比试验,重点分析了影响遥感影像应用的2个关键因素: 如何提高遥感影像的几何定位精度和影像真彩色合成方式。研究结果表明,基于有理函数模型(rational polynomial coefficients,RPC)的区域网平差技术和RGB-NIR色彩合成模型对影像快速定位和提升视觉效果分别有良好的表现。成果正射影像XY方向均方根误差分别为0.79和0.83个像素; 成果影像的信息熵、平均梯度、均值和标准差等数值均有不同程度的提高,不仅确保了影像色彩真实自然,而且兼顾了信息细节,影像图面效果得到较好优化。该方法有助于进一步提升GF-1 WFV数据在实际生产中的业务化应用。

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王懿哲
刘国
郭莉
赵世湖
张学利
关键词 GF-1 WFV数据区域网平差精度影像真彩色增强中巴经济走廊    
Abstract

With its advantages of wide breadth, strong comprehensive coverage and short revisit period, GF-1 satellite has become one of the important data sources used in land and resources survey, remote sensing monitoring of agriculture and forestry, and major national engineering construction. In this study, the authors took the China-Pakistan Economic Corridor as an example, selected the GF-1 WFV data for comparative experiments, and analyzed two key factors that affect the application of remote sensing images, i.e., how to improve the geometric positioning accuracy of remote sensing images and the true color image synthesis method. The experimental results indicate that the block adjustment model based on rational function model technology and RGB-NIR color synthesis model have good performance in image accuracy and visual effect of imagery respectively. The X-direction residual and Y-direction residual of ortho-image were improved to 0.79 pixels and 0.83 pixels. The information entropy, average gradient, mean and standard deviation of the resulting images were improved in varying degrees. This method could not only ensure the true and natural color of the image but also keep the information details, with the image surface effect better optimized. This test method is a better strategy for large scale data application in actual production.

Key wordsGF-1 WFV data    block adjustment    accuracy    true color image enhancement    China-Pakistan Economic Corridor
收稿日期: 2019-07-12      出版日期: 2020-06-18
:  TP75  
基金资助:国家重点研发计划课题“典型地形要素自动识别与快速提取技术”(2016YFB0501403)
通讯作者: 刘国
作者简介: 王懿哲(1986-),女,工程师,主要从事遥感影像数据处理研究。Email: wangyizhe@lasac.cn。
引用本文:   
王懿哲, 刘国, 郭莉, 赵世湖, 张学利. 基于高分一号WFV数据的正射校正与真彩色合成技术——以中巴经济走廊为例[J]. 国土资源遥感, 2020, 32(2): 213-218.
Yizhe WANG, Guo LIU, Li GUO, Shihu ZHAO, Xueli ZHANG. Research on ortho-rectification and true color synthesis technique of GF-1 WFV data in China-Pakistan Economic Corridor. Remote Sensing for Land & Resources, 2020, 32(2): 213-218.
链接本文:  
https://www.gtzyyg.com/CN/10.6046/gtzyyg.2020.02.27      或      https://www.gtzyyg.com/CN/Y2020/V32/I2/213
Fig.1  RGB-NIR色彩合成方法流程
Fig.2  检查点和控制点分布
实验方案 控制点个数 检查点 X方向/像素 Y方向/像素
RMSE 最大值 均值 RMSE 最大值 均值
1 218 2.74 10.18 2.73 5.31 43.21 4.47
2 12 206 1.00 4.03 0.99 3.20 8.82 1.99
3 218 1.38 4.79 1.27 3.56 9.67 1.49
4 12 206 0.79 3.32 0.78 0.83 4.68 0.69
Tab.1  各组实验结果
Fig.3  影像精度目视检查情况示例
Fig.4  GF-1 WFV影像真彩色合成效果对比
模型 信息熵 平均梯度 均值 标准差
模型1 6.104 3.469 81.870 59.875
模型2 5.958 3.308 88.154 60.891
模型3 5.979 3.578 106.940 71.723
Tab.2  定量评价参数统计
Fig.5  中巴经济走廊遥感影像
Fig.6  GF-1 WFV影像局部效果
[1] 邵永社, 李晶, 张绍明, 等. 基于线特征的SPOT影像几何纠正方法[J]. 同济大学学报(自然科学版), 2010,38(8):1249-1254.
Shao Y S, Li J, Zhang S M, et al. Rectification methods based on line features for SPOT imagery[J]. Journal of Tongji University(Natural Science), 2010,38(8):1249-1254.
[2] Fraser C S, Dial G, Grodecki J. Sensor orientation via RPCs[J]. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 2006,60(3):182-194.
[3] Fontana F M A, Trishchenko A P, Khlopenkov K V, et al. Impact of orthorectification and spatial sampling on maximum NDVI composite data in mountain regions[J]. Remote Sensing of Environment, 2009,113(12):2701-2712.
[4] 张过, 李德仁, 袁修孝, 等. 卫星遥感影像的区域网平差成图精度[J]. 测绘科学技术学报, 2006,23(4):239-242.
Zhang G, Li D R, Yuan X X, et al. The mapping accuracy of satellite imagery block adjustment[J]. Journal of Geomatics Science and Technology, 2006,23(4):239-242.
[5] 张红英. 卫星遥感影像视觉效果增强模型及方法研究[D].武汉:中国地质大学(武汉), 2018.
Zhang H Y. The research on models and methods for the visual effect enhancement of satellite remote sensing imagery[D]. Wuhan:China University of Geosciences, 2018.
[6] 唐新明, 张过, 祝小勇, 等. 资源三号测绘卫星三线阵成像几何模型构建与精度初步验证[J]. 测绘学报, 2012,41(2):191-198.
Tang X M, Zhang G, Zhu X Y, et al. Triple linear-array imaging geometry model of “ZY-3” surveying satellite and its validation[J]. Acta Geodaetica et Cartographica Sinica, 2012,41(2):191-198.
[7] 李德仁, 张过, 江万寿, 等. 缺少控制点的SPOT-5 HRS影像RPC模型区域网平差[J]. 武汉大学学报(信息科学版), 2006,31(5):377-381.
Li D R, Zhang G, Jiang W S, et al. SPOT-5 HRS satellite imagery block adjustment without GCPS or with single GCP[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2006,31(5):377-381.
[8] 李德仁, 郑肇葆. 解析摄影测量学[M]. 北京: 测绘出版社, 1992: 174-184.
Li D R, Zheng Z B. Analytical photogrammetry[M]. Beijing: Surveying and Mapping Press, 1992: 174-184.
[9] 丁慧梅. 利用近红外提高多光谱遥感图像颜色自然性研究[D]. 昆明:云南师范大学, 2016.
Ding H M. Using near infrared to improve color naturalness of multi-spectral images[D]. Kunming:Yunnan Normal University, 2016.
[10] 张伟, 郑旭霞. 基于植被指数的多光谱影像真彩色合成方法[J]. 测绘与空间地理信息, 2010,33(6):110-113.
Zhang W, Zheng X X. A method of true color synjournal of multi-spectral images based on vegetation index[J]. Geomatics and Spatial Information Technology, 2010,33(6):110-113.
[11] 孙家波, 杨建宇, 张超, 等. 应用“资源一号”02C卫星数据的模拟真彩色技术[J]. 国土资源遥感, 2013,25(4):33-39.doi: 10.6046/gtzyyg.2013.04.06.
Sun J B, Yang J Y, Zhang C, et al. Simulating true color technology applied to “ZY-1”02C satellite[J]. Remote Sensing for Land and Resources, 2013,25(4):33-39.doi: 10.6046/gtzyyg.2013.04.06.
[12] 孙攀, 董玉森, 陈伟涛, 等. 高分二号卫星影像融合及质量评价[J]. 国土资源遥感, 2016,28(4):108-113.doi: 10.6046/gtzyyg.2016.04.17.
Sun P, Dong Y S, Chen W T, et al. Research on fusion of GF-2 imagery and quality evaluation[J]. Remote Sensing for Land and Resources, 2016,28(4):108-113.doi: 10.6046/gtzyyg.2016.04.17.
[13] 孙文, 尤红建, 傅兴玉, 等. 基于非线性MASK的遥感影像匀光算法[J]. 测绘科学, 2014,39(9):130-134.
Sun W, You H J, Fu X Y, et al. A non-linear MASK dodging algorithm for remote sensing images[J]. Science of Surveying and Mapping, 2014,39(9):130-134.
[1] 于冰, 谭青雪, 刘国祥, 刘福臻, 周志伟, 何智勇. 高分辨率TerraSAR-X时序差分干涉沉降监测及精度验证[J]. 自然资源遥感, 2021, 33(4): 26-33.
[2] 王镕, 赵红莉, 蒋云钟, 何毅, 段浩. 月尺度农作物提取中GF-1 WFV纹理特征的应用及分析[J]. 自然资源遥感, 2021, 33(3): 72-79.
[3] 陈超, 陈慧欣, 陈东, 张自力, 张旭锋, 庄悦, 褚衍丽, 陈建裕, 郑红. 舟山群岛海岸线遥感信息提取及时空演变分析[J]. 国土资源遥感, 2021, 33(2): 141-152.
[4] 范嘉智, 罗宇, 谭诗琪, 马雯, 张弘豪, 刘富来. 基于FY-3C/MWRI的湖南省地表温度遥感反演评价[J]. 国土资源遥感, 2021, 33(1): 249-255.
[5] 安全, 贺中华, 赵翠薇, 梁虹, 焦树林, 杨朝晖. 基于地貌视角的喀斯特流域水系分维估算方法适应性分析[J]. 国土资源遥感, 2019, 31(4): 104-111.
[6] 李冲, 李昊霖, 佘毅. 基于多源遥感数据的地理信息质量检测[J]. 国土资源遥感, 2019, 31(4): 258-263.
[7] 吴佳平, 张旸, 张杰, 范胜龙, 杨超, 张小芳. 基于MODIS数据的淤泥质海岸水体指数比较与分析——以黄河三角洲海岸为例[J]. 国土资源遥感, 2019, 31(3): 242-249.
[8] 肖东升, 杨松. 基于夜间灯光数据的人口空间分布研究综述[J]. 国土资源遥感, 2019, 31(3): 10-19.
[9] 李晓彤, 覃先林, 刘树超, 孙桂芬, 刘倩. 基于GF-1 WFV数据森林叶面积指数估算[J]. 国土资源遥感, 2019, 31(3): 80-86.
[10] 卫宝泉, 索安宁, 李颖, 赵建华. LBV变换在国产ZY-3卫星影像中应用研究探讨[J]. 国土资源遥感, 2019, 31(3): 87-94.
[11] 韩杰, 陶醉, 李慧娜, 苗宝亮, 石宏斌, 刘其悦. GF-4卫星影像几何定位精度分析[J]. 国土资源遥感, 2019, 31(3): 104-110.
[12] 张伟, 齐建伟, 陈颖, 韩旭. 多源国产高分卫星联合区域网平差精度分析研究[J]. 国土资源遥感, 2019, 31(1): 125-132.
[13] 孙桂芬, 覃先林, 刘树超, 李晓彤, 陈小中, 钟祥清. 典型植被指数识别火烧迹地潜力分析[J]. 国土资源遥感, 2019, 31(1): 204-211.
[14] 宋宏利, 张晓楠. 国家尺度异源土地覆被遥感产品精度评价[J]. 国土资源遥感, 2018, 30(3): 26-32.
[15] 刁娇娇, 龚鑫烨, 李明诗. 利用综合变化检测方法进行土地覆盖变化制图[J]. 国土资源遥感, 2018, 30(1): 157-165.
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