卫星遥感影像处理技术及应用实践
卫星遥感影像处理技术及应用实践
摘要：本文从卫星遥感影像处理技术的概念出发展开叙述，以某测绘地理信息局遥感影像亚米年度匀模板服务项目为例，首先阐述了调查区域基本情况与影像利用情况，其次总结了遥感影像处理技术流程，归纳卫星遥感影像处理技术应用要点，涉及多个技术处理环节，最终项目顺利通过验收，取得了令人满意的卫星遥感影像处理技术应用效果，收获了软科学成果，希望为有关从业人员提供帮助。
关键词：卫星遥感影像处理技术；应用实例
引言：今天几点立春时间伴随我国航天、测绘领域的快速发展，卫星遥感作为地理测绘中的关键技术之一，正逐步在国土、测绘、安全等领域发挥重要作用。通过加强该技术的应用，能够满足大面积、高频次重复观测，甚至是跨区域和全球测绘的需要。为提高地理测绘水平，加强卫星遥感影像处理技术流程的研究，本文主要针对卫星遥感影像处理技术展开探讨，对于卫星遥感技术的大范围推广、应用具有一定的技术指导意义。
1卫星遥感影像处理技术概述
卫星遥感影像技术，主要利用星载的各类非接触传感器获取数字化信息。广泛服务于各个领域。作为综合性科学技术，包含空间、电子、计算机、通信以及基础数学等学科知识，具有明显的覆盖范围大、周期短以及费用低等技术特点，具有较大的应用与发展空间。同时，遥感技术的应用受到各方面的制约：（1）国家没有遥感技术一级学科的院校；（2）作为3s技术之一的遥感技术，目前市场规模严重落后；（3）遥感的专业性，制约了非专业领域的应用。通常而言，遥感处理技术涉及以下流程技术：全多光谱融合技术、区域网平差、影像匀光匀技术、数据无缝拼接技术以及数据的发布应用。
2调查区域基本情况
本文以某测绘地理信息局遥感影像亚米年度匀模板服务项目为例，项目工期为2021年10月至2021年12月。整体项目具有生产数据量大、生产面积覆盖大、数据类型和季节跨度大、项目周期短等特点，要求项目人员提供项目区域测绘地理信息局遥感影像亚米年度匀模板服务，解决影像彩不一、高亮区域曝光、部分区域拉花修复等工作问题。但是，商业软件难以满足时间的要求，故此，项目方自研软件进行数据生产，优化卫星遥感影像处理技术的应用流程，以确保数据生产效率得到提升，进一步保证数据处理精度和处理效率。
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3影像利用分析
本文所述项目采用了卫星遥感影像处理技术，旨在加强高分辨率影像数据的利用，提供良好的信息技术服务、信息系统集成实施服务以及其他系统集成实施服务。具体而言，卫星遥感影像的利用主要体现在以下几个方面：（1）测绘更新地形图中的影像利用。利用影像进行地形图的更新，使得地形图更新频率变快，提供极大地方便性。并保证更新地形图的质量。（2）内蒙古城市规划中的影像利用。借助卫星遥感影像处理技术应用成果，通过影像观测，扩大监测范围，确保监测数据信息具有可靠性、完整性、科学性，满足城市规划设计需要，依靠其中的高分辨率影像数据直观反映城市规划细节问题与具体情况，使得城市规划地图精准性得到提高。（3）土地利用现状调查中的影像利用。卫星遥感影像处理技术作用下，土地数量、分布信息等的获取更为便捷，依托遥感影像的几何纠正、多光谱数据的自然模拟、遥感影像融合等，最终体现出影像数据信息的利用价值，为土地管理工作提供数据基础。（4）环境监测中的影像利用。根据获得的影像资料，尽快掌握地区环境污染情况、分布范围等，并结合地理测绘中获取的信息，持续优化当地环境治理方案，为环境评估等提供详细数据参考。
4遥感影像处理技术流程
4.1数据准备与预处理
数据准备阶段，要求处理遥感影像前，整理准备原始数据，确保所有数据均符合地理国情普查数字正射影像生产技术规定。前期准备工作结束后，再加强影像的预处理，主要针对所用数据进行一致性处理，选用先进的遥感图像处理系统软件，统一准备好的DOM正射影像数据、DEM数据标准，并做好数据彩模式的统一与格式处理，满足后续影像处理需要。
4.2卫星影像纠正方法
粗校正与精校正为常见的卫星影像纠正方法，本文主要基于卫星影像参数RPC/RPB的有理函数模型进行卫星影像纠正，主要通过参数拟合，降低卫星遥感影像几何处理难度，依托相关影像处理软件提供的Quick Bird卫星的地理纠正模型进行正射纠正，当获取影像参数与数字地面模型后，再将遥感影像纠正为正射投影关系的影像，最后对纠正后的影像加以地理编码。
4.3影像纠正
莎士比亚戏剧全影像纠正时，借助软件自带的Quick Bird卫星纠正模型，依托原始参数文件，加载覆盖的DEM数据等，最终完成全影像的配准。要求控制点采集结束后再进行影像重采样，完成原始全影像纠正任务。
4.4影像融合潍
像素级图像融合(Pixel－level)算法的应用下，最大程度保留了最原始图像的真实性。同时，通过加强融合软件的应用，使得影像保持在颜最佳状态，确保目视效果与原多光谱影像基本相同，最终实现高分辨率全影像和多光谱影像的融合，高分辨率彩影像得以生成。
4.5影像增强
影像增强过程中，依次采用了反差增强、密度分割、边缘增强以及滤波应用等手段，实现了影像图像的有效变化，便于图像的识别与判断，最终呈现了较好的影像增强效果。其中，反差增强用于增强处理的整体效果和地物的判读效果；密度分割用于灰阶差异的直接区分；边缘增强用于细微灰阶的调整与变化；常见滤波有低通、中通以及高通滤波，主要结合需求进行选择应用，能够发挥出不同的滤波处理效果。
4.6影像的镶嵌、裁切
影像镶嵌过程中，要求项目人员能够依托卫星遥感影像技术，将不同观测影像纠正融合后加以合并处理。具体而言，镶嵌之前，先检查各景影像接边精度，确保精度在两个像素以内。之后，合理选取镶嵌线，主要沿线状地物、地块边界、空旷处及山谷地带等位置进行选取，尽量避免切割完整地物。同时，舍弃一些质量较差区域的影像。最后，进入镶嵌线羽化步骤，要求镶嵌处无裂缝、模糊以及重影，且整体纹理、彩的调统一，且自然过渡。最终调结束后，再按照裁切的范围进行成活输出，完成影像的镶嵌、裁切。
5项目成果
本文所述项目结合卫星遥感影像技术应用的实际需求出发，结合遥感影像特征以及实际技术应用要求，针对卫星遥感影像技术流程进行优化，规范了各个技术应用环节。重点加强自研软件、权重最小二乘彩处理算法、梯度优化算法与阈值分割算法的应用，解决了彩不一致、高亮区域曝光、部分区域拉花修复等工作问题，并形成一种卫星遥感影像快速、高精度处理方法，有效提高卫星遥感影像数据处理效果，为地理测绘工作提供重要的技术支撑。截至目前，本项目已经发表多篇论文与专利，取得了基础理论、软科学类成果，
而且技术研究成果已经在一些项目中得到成功应用，大大提高了生产数据效率，节约了相关项目建设成本，实现经济效益与社会效益的综合提升。
结束语：
本文基于传统影像处理方式不能适应新时代发展的问题，结合卫星遥感影像处理新技术展开分析，最终通过自研软件进行数据生产，经过数据准备与预处理、卫星影像纠正、影像纠正、影像融合、影像增强、影像镶嵌以及裁切技术手段的运用，最终成果证明了卫星遥感影像处理技术的先进性，达到了预期的影像处理效果，解决传统影像处理在资源使用、有效数据产生等方面的不足之处，并顺利通过有关部门的评价与验收。
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