高分三号卫星数据在地形图绘制中的应用

高分三号卫星数据在地形图绘制中的应用

本文研究了利用高分三号聚束模式下获取的1m分辨率的SAR影像进行1∶10000地形图测图的技术,建立了测图技术流程,并从影像定向精度、立体模型构建、要素采集能力、产品位置精度等方面分析了高分三号测制1∶10000地形图的可行性。


1、研究区概况与数据来源

本文以一幅1∶10000比例尺标准图幅范围为实验区(I48G093066),图幅内地形类别以山地为主,居民地多呈散列式分布,耕地较多,多分布于沟谷或山坡上。研究数据为两景高分三号聚束模式下降轨获取的单视复数数据(SLC),右侧视,地面分辨率为1m,VV极化,获取时间分别为2017-11-21和2017-11-28,入射角分别为26°和41°,重叠度0%以上,空间覆盖范围如图1所示。

图1 实验区与高分三号数据覆盖范围


2、研究方法


本文基于高分三号SAR数据的地形图测图参照常规作业流程,主要包括控制测量、空中三角测量、立体模型构建、立体描绘与编辑、外业调绘、数字高程模型(DEM)生成、正射影像纠正与数字正射影像(DOM)处理等关键步骤,如图2所示。本文数据处理主要通过中国测绘科学研究院自主研发的高分辨率星载SAR测图系统和FeatureStation软件实现。


图2 数据处理流程


3.高分三号测图能力分析


由于SAR影像入射角较小,建立的立体模型山体倾斜较大,且模型的虚浮感和颗粒感较强;此外,由于SAR正射影像质量较差,高分三号SAR立体模型的地物判读能力要强于其正射影像。

图4 居民地的采集

图5 高分三号影像上的部分交通要素


图6 两种立体模型采集等高线结果对比



4.结论


本文在传统立体测图技术的基础上设计了高分三号测图技术路线,并制作了一幅山地地形类别的地形图成果。对测图过程和地形图成果进行分析表明:


1)高分三号SAR影像立体测图的几何位置精度可满足1∶10000地形图山地地形类别的精度要求,其他地形类别有待进一步研究。


 2)高分三号SAR立体模型有较强的虚浮感和颗粒感,采集地貌要素的地形整体走势与已有成果基本一致,但一些地貌细节特征无法准确描绘。


3)地物采集能力不足,立体模型的地物采集能力强于正射影像。在立体模型上,绝大多数面状水系以及达到一定宽度、无遮挡的河渠与道路可准确采集;成片居民地和街区可识别,但边线不易准确提取;单栋和农村散列式房屋可识别,但基本无法准确采集;除耕地外,其他植被、管线和土质基本无法识别。


综上所述,在地物类别较少的山地区域,利用高分三号高分辨率SAR数据开展1∶10000地形图立体测图是可行的,但仍必须结合外业调绘或光学影像资料辅助地物采集,因此高分三号数据可作为光学影像获取困难地区地理信息的重要补充影像源,但作为主要影像源,目前还无法满足地形图生产需要。


由于高分三号聚束模式的SAR立体像对较难获取,本文实验获取的高分三号数据仅覆盖了山地地形类别,下一步将在有条件情况下开展平地、丘陵等其他地形类别测图实验,同时开展立体模型优化、升降轨互补测图等技术研究,以期通过提高立体测图技术来增强高分三号的测图能力。


来源:地理空间信息

作者:张艳梅、蒙印、黄国满、王萍、杨书成、张荞

编辑:陈飚

责编:王力



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