资源卫星三号DEM数据在活动构造定量研究中的应用评价

为评价资源三号测绘卫星(ZY-3)DEM数据在地质领域的应用效果,结合ZY-3卫星的在轨测试工作,选择内蒙古大青山山前断裂为实验区,从数据精度和可用性2个方面对ZY-3 DEM数据在活动构造定量研究中的应用进行评估。参考1∶5万比例尺DEM和实验区野外实测高精度GPS数据,对比ASTER传感器立体像对生产的30 m分辨率GDEM数据,采用检查点法和剖面法对ZY-3立体像对生产的5 m分辨率DEM数据进行了精度评价。实验结果表明:ZY-3 DEM的高程精度略优于ASTER GDEM;ZY-3 DEM受地表形态因素影响更为显著。通过对大青山山前断裂呼和浩特段的地貌特征进行遥感数据统计分析与微地貌研究发现,该区域以中、低陡坡为主(约占该段山体的92%),发育有4级夷平面和1级山前沉积台地,越靠近东部断裂末段,断裂的活动性越弱;断裂呈线性展布,其活动性以张性为主,兼具左行水平滑移。研究结果表明,ZY-3提供的高分辨率光学影像、多光谱影像和DEM可有效地应用于活动构造的定量研究。

基于资源三号卫星的境外数字高程模型生产

基于“数字湄公河地理空间框架建设示范项目”,本项目选取老挝万象市作为试验区域,利用国产卫星资源三号影像数据,开展境外1∶50 000比例尺数字高程模型生产试验,并进行实地精度检验,为未来我国开展全球1∶50 000比例尺3D数据生产提供有益的借鉴。

资源三号卫星DSM精度评估

本文主要验证资源三号卫星生产数字表面模型(DSM)产品精度。利用整体精度评价指标对平差后DSM产品进行了精度评价。实验结果表明,ZY301、ZY302、ZY303生产的DSM产品精度依次提高,均方根误差分别为1.85 m、1.70 m、1.55 m;同一颗卫星11—12月比9—10月的立体像对生产的DSM数据精度高;基于前-后视立体影像生产的DSM产品的高程精度明显优于基于前-正视和基于后-正视立体影像生产的产品。

资源三号卫星CCD影像云处理方法研究

在分析目前较为常用的多种去云方法特点后,选取改进的同态滤波算法进行去云处理,并与同态滤波法进行对比研究,通过定性分析与定量评价两方面比较。结果表明:基于改进同态滤波法对资源三号融合影像去云处理产生的遥感图像失真较小,同时很大程度地保持了空间纹理细节信息,是一种适合于资源三号影像去云的较好方法。

资源三号卫星靶标法绝对辐射定标与验证分析

为获取资源三号卫星高精度绝对辐射定标系数,文章采用一种基于光谱特性均一的多级灰阶靶标在轨定标方法,实现了ZY-3卫星的在轨辐射定标。首先设计靶标法辐射定标技术流程,分析了灰阶靶标实测反射光谱的波动误差,并基于同步试验获得了ZY-3卫星定标系数,最后利用实验室定标系数和场地实测数据对新的定标结果进行了真实性检验。结果表明:基于多级灰阶靶标的定标方法不确定度小于4.71%,获取的定标系数精度可靠;ZY-3卫星自发射以来载荷辐射性能稳定性较好,与发射前定标系数相比,除多光谱相机蓝、绿波段变化了11.76%和5.07%以外,其余载荷波段变化小于1%。

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

根据资源三号测绘卫星的总体设计,分析资源三号卫星高精度几何处理的关键问题,结合资源三号测绘卫星几何特性,提出基于虚拟CCD线阵成像技术的资源三号测绘卫星成像几何模型。利用资源三号卫星第一轨影像大连地区数据,完成前视、正视、后视的传感器校正产品的生产试验,不同控制点情况下进行平差试验,初步生产该地区的数字表面模型(DSM)和数字正射影像(DOM),精度验证结果表明在试验区四角布设控制点的情况下DOM平面精度优于3m,DSM高程精度优于2m。与国外相近分辨率的卫星相比,资源三号测绘卫星可以达到较高的几何精度。

资源三号测绘卫星三线阵影像高精度几何检校

高精度几何检校是测绘卫星实现立体测图的关键。提出了用于星载光学卫星在轨几何检校的严密成像几何模型,推导了多线阵CCD拼接的内方位元素模型,在此基础上构建基于偏置矩阵及内方位元素模型的多检校场联合几何检校模型和几何检校方案。针对我国第一颗民用测绘卫星资源三号,利用华北多个地区1∶2000的数字正射影像和数字高程模型对资源三号三线阵影像进行几何检校,利用河北安平靶标区域三线阵数据进行验证。结果表明,采用本文的方案,资源三号测绘卫星无控制点平面定位精度优于20 m,利用靶标控制点的平面定位精度优于0.6 m,高程精度优于0.5 m,达到资源三号测绘卫星所能达到的理论极限精度;并验证了资源三号三线阵相机并不存在镜头光学畸变,只是存在主距变化、CCD排列旋转等引起的线性误差。

资源三号测绘卫星影像产品精度分析与验证

资源三号测绘卫星提供了多种影像产品以满足不同用户的需求。首先介绍资源三号测绘卫星多级影像产品及其制作方法,其中传感器校正产品、系统几何纠正产品、精纠正产品均带有理函数模型(rational function model,RFM),可进一步平差生产4D产品。利用登封和安平地区资源三号测绘卫星数据验证多级影像产品的定位精度和利用其制作的数字表面模型(digital surface model,DSM)和正射纠正产品(geocoded terrain corrected,GTC)的精度,系统几何纠正产品与传感其校正产品精度相同,精纠正产品无控定位精度较高,而系统几何纠正产品与精纠正产品的平差精度与传感器校正产品的精度相同。利用资源三号测绘卫星数据制作的登封地区DSM和GTC的平面中误差为2.5 m,高程中误差2.5 m,安平地区平面中误差1.6 m,高程中误差1.5 m,高程精度满足1∶50 000 DEM一级精度要求,平面精度满足1∶50 000 DOM的精度要求。

利用资源三号测绘卫星立体像对提取 DEM 及精度评价--以神东矿区大柳塔矿为例

作为中国第一颗高分辨率民用三线阵立体测图卫星,资源三号卫星的立体测绘功能引人注目。而在矿区,环境治理与灾害防治对地形数据则有着迫切需求。本文以神东矿区大柳塔矿为试验区,利用资源三号卫星前后视立体像对提取DEM,并对其精度进行评定。结果显示,神东矿区大柳塔矿DEM高程精度可达4.28 m,表明资源三号测绘卫星生产DEM精度较高,可与同类国外卫星媲美,在矿区大有可为。

资源三号卫星多光谱图像特征分析和质量评价

针对资源三号卫星(ZY-3)多光谱图像数据展开图像辐射特征和质量评价研究,通过与SPOT5 HRG(high resolution geometric)多光谱数据对比分析,利用值域、均值和标准差等影像灰度统计信息分析ZY-3与SPOT5图像质量在不同地理区域的差异;通过计算相关系数分析波段之间的相关性,选取不同区域内的典型地物直方图进行对比,以反映多光谱影像的辐射特征;通过计算均质性、对比度、信息熵和角二阶矩评价ZY-3和SPOT5影像的纹理特征,并从影像地理要素视觉特征方面比较2种卫星图像的质量,作为用户选取和使用ZY-3图像的参考。实验结果表明:ZY-3多光谱图像的质量较好,在波段相关性方面,ZY-3在除植被外的水体和建筑物等要素信息提取能力上优于SPOT5;在纹理特征方面,ZY-3也比SPOT5有更好的显示效果,可用做中、小比例尺国土资源等领域应用的基础图像。

资源三号卫星影像DEM提取与精度分析

为提高国产遥感卫星影像定位精度,提取高精度DEM,该文基于卫星遥感的成像模型和间接平差理论,利用有理函数模型和像面仿射变换模型,构建了卫星影像平差数学模型;利用该数学模型对资源三号卫星立体影像进行了平差处理,建立了研究区域DEM。分析结果表明:DEM在无控制点情况下,平地区域平面精度达到6.12m,高程精度达到8.39m;山地区域平面精度达到6.20m的,高程精度达到8.62m,数据精度能够满足1∶50000比例尺地形图测图标准和要求。研究结果验证了国产卫星数据的定位精度。

资源三号测绘卫星多光谱影像高精度谱段配准

针对ZY-3多光谱影像各谱段共视场扫描成像特点,提出基于在轨检校内方位元素的虚拟CCD重成像算法,通过虚拟CCD重成像技术实现单谱段CCD影像的无缝拼接及多谱段的高精度谱段配准。采用河南登封区域及天津区域的ZY-3多光谱影像对ZY-3多光谱相机进行在轨几何检校,利用河北安平区域的30个高精度靶标控制点验证了检校结果的正确性;进一步利用检校后的内方位元素对河北安平区域、兰州区域的ZY-3多光谱影像进行虚拟CCD重成像,采用靶标点验证方法以及高精度配准验证方法对虚拟CCD重成像影像的谱段配准精度验证,谱段配准精度均优于0.2像元。

资源三号卫星结构稳定性设计与实现

结构稳定性是影响卫星图像定位精度的重要环节。文章介绍了资源三号卫星在系统、相机、结构等方面为提高结构稳定性所采取的技术措施。资源三号卫星采用3台星敏感器与3台测绘相机一体化设计,并对星敏感器支架和相机支架等关键结构进行高稳定设计,提高星上姿态测量基准与成像基准的匹配精度;测绘相机采用低畸变光学系统设计,以提高相机内部稳定性;基于整星有限元模型对相机光轴在轨指向进行了仿真分析,并开展地面试验对设计和分析进行验证。卫星在轨数据表明:相机支架、星敏感器支架等结构在轨稳定性良好,卫星图像定位精度超过任务指标要求,相关设计、分析与试验技术可为后续高精度遥感卫星提供参考。

基于星载GPS的资源三号卫星精密定轨

资源三号卫星是我国首颗民用立体测图卫星,于2012年1月9日发射。卫星上配备有国产双频GPS接收机。利用非差双频GPS数据,基于卫星动力学原理和事后批处理定轨模式,采用30小时弧段(重叠弧长为6小时)对资源三号卫星进行了精密定轨,卫星位置重叠弧段精度平均为4.95cm。利用卫星激光测距(SLR)观测数据对星载GPS定轨结果进行了检核,检核精度优于4cm,无明显系统偏差。结果表明,该定轨精度完全能够满足资源三号卫星任务的要求。

资源三号卫星传感器校正产品定位精度验证与分析

在已有对资源三号(ZY-3)卫星遥感影像质量初步验证工作的基础上,选择同时具有平地和山地的典型实验区影像,进一步深入研究并验证ZY-3卫星传感器校正产品的定位精度。以在实验区外业测量的高精度GPS点作为控制点及检查点,通过区域网平差算法对传感器校正产品自带的有理多项式系数进行精化,消除系统误差;通过自动生成数字表面模型(DSM)和正射影像(DOM),验证其平面测图和立体定位精度,分析地形、控制点数量与分布对精度的影响。实验结果表明:在地形平坦地区,ZY-3卫星数据的平面定位精度可达1.476 m,高程定位精度可达2.213 m;在地形起伏较大的山区,平面定位精度可达1.506 m,高程定位精度可达2.895 m。该精度能满足1∶5万比例尺DEM及DOM制作要求,并可用于1∶2.5万比例尺地形图的修测。

“资源三号”高分辨率立体测绘卫星三线阵相机设计与验证

2012年1月9日,中国第一颗民用高分辨率立体测绘卫星——"资源三号"卫星在太原卫星发射中心成功发射,星上装载的三线阵相机可以获取2.1m地面像元分辨率(正视相机)和3.5m地面像元分辨率(前/后视相机)全色影像。文章介绍了三线阵相机的组成及工作原理、关键技术及实现情况、在轨运行和测试情况,给出了在轨测试的初步结果。在轨运行情况表明:相机设计合理,成像品质优异,各项指标满足1∶50 000制图应用的要求,实现了内方位元素的高精度稳定,对卫星定位精度达到国际先进水平发挥了关键作用。

资源三号卫星在野生罗布麻宏观监测中的应用评价

【目的】利用国产卫星资源三号影像,选取新疆阿勒泰阿拉哈克乡野生罗布麻自然保护区,进行药用植物宏观监测分析评估。【方法】采用遥感与地面调查相结合的方法对野生罗布麻进行遥感识别,在传统分类方法中加入PCA(第一主分量)和纹理特征作为辅助数据来提高国产卫星对野生罗布麻进行遥感识别的分类精度。【结果】利用遥感影像分类提取野生罗布麻效果较好,总体分类精度为90.23%,kappa系数为0.8658,但是罗布麻的生产者精度只有73.09%,存在漏判现象。【结论】分析漏判原因,并对国产卫星资源三号是否适用于野生药用植物宏观监测做出评价。

运用资源三号卫星影像数据提取水体信息的方法研究

运用资源三号卫星影像的多光谱影像数据,分别运用单波段阈值法、归一化差异水体指数法、谱间关系以及最佳指数法(OIF)等方法进行水体信息提取的研究与比较。研究结果表明针对资源三号遥感影像波段的特殊性,采用谱间关系法和最佳指数法(OIF)相结合的方法能完整地提取出水体信息。

资源三号卫星不同空间分辨率图像斑状植被检测比较研究

黄河三角洲滨海区域大量分布着由柽柳、芦苇、翅碱蓬、二色补血草、白茅等组成的斑状植被,多呈棋盘状规则分布,胜利油田地震勘探被认为是产生这一现象的原因之一。深入研究其分布格局并探讨其形成机理,对于区域湿地生态系统植被恢复至关重要。为此,本文首先对斑状植被进行了有效的检测和制图,评价了我国首颗民用高分辨率光学传输型立体测图卫星(资源三号卫星)不同空间分辨率图像检测黄河三角洲斑状植被的能力。结果表明,在利用圆霍夫检测方法下,前视、后视、正视全色图像和正视多光谱图像都能很好地检测斑状植被,空间分辨率高的图像检测精度更高。

资源三号卫星应用分析与展望

资源三号卫星是我国高分辨率立体测图卫星,主要目标是获取三线阵立体影像和多光谱影像,实现1∶50 000测绘产品生产能力以及1∶25 000和更大比例尺地图的修测和更新能力。自2012年1月9日发射以来,资源三号01星在轨运行安全稳定,成像计划科学紧凑,影像获取持续高效,全球共获取高精度卫星影像超过7000万平方千米,为全国基础地理信息数据库更新、地理国情监测、国家地理信息公共服务平台"天地图"建设等国家重大测绘工程和国土、农业、水利、交通、环保和减灾等各行业1800多家用户提供了精度高、现势性强的自主卫星测绘地理信息服务保障。文章介绍了资源三号卫星在各行业的应用情况,分析了其产生的良好社会经济效益。同时,对其潜在的应用前景进行了展望。