基于ASTER遥感立体像对的DEM提取 - 图文

基于ASTER遥感立体像对的DEM提取

BASED ON THE REMOTE SENSING IMAGE CUBE ASTER TO

DEM EXTRACTION

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基于ASTER遥感立体像对的DEM提取

摘要

文中通过实例研究了ASTER遥感立体像对在高山峡谷地区提取DEM的精度。首先简述ASTER的立体像对提取DEM的国内外发展现状及应用，然后介绍了具有同轨立体测图能力的ASTER传感器观测系统，及其立体影像生成DEM 的算法和DEM 的编辑方法，展示了ASTER 立体影像生产DEM 的实验结果，并以试验结果说明，其精度可以满足绘制1∶100 000 ～ 1∶250 000 比例尺地形图要求。ASTER 遥感数据可以在地球表面自然过程与全球变化等多个研究领域得到广泛应用。

本文是通过使用ENVI4.7对ASTER遥感立体像对影像进行数据读入、输入控制点、提取连接点、指定参数、DEM编辑等处理后得到DEM三维立体图像。

关键字： ASTER，DEM，遥感，立体像对，ENVI

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Based on the remote sensing image cube ASTER to

DEM extraction

Abstract

In this paper, through the case, study the remote sensing image cube ASTER in alpine canyon area extraction accuracy of the DEM. First, this paper expounds the ASTER stereo image and abroad for the extraction of the DEM situation and application, then introduces observation system in the same rail stereo mapping capability, ASTER sensor and stereo images and the algorithm generated DEM editorial method ASTER stereo images, showing the production of experimental results and DEM to test results show that the accuracy can satisfy drawing 1:100 000 ~ 1:250 000 scale topographic map requirements. ASTER remote sensing data in the earth's surface can be natural process and global change research etc widely.

Through the use of ENVI4.7 ,load in, input control points, extracting connection, designated parameters, DEM editing ,in order to obtain DEM.

Key word: ASTER，DEM, Remote Sensing，Stereo Image，ENVI

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目录

摘要（中文） ???????????????????????????1 摘要（外文） ???????????????????????????2 第一章 前言????????????????????????????4 1.1 ASTER遥感立体像对的DEM提取的发展介绍????????????4 1.2 ASTER遥感立体像对的DEM提取的在现代的应用??????????5 1.3 论文研究的内容及意义 ???????????????????7 第二章 基于ASTER遥感立体像对的DEM提取的原理和方法 ????????7 2.1 ASTER遥感立体像对的DEM提取的原理 ??????????????7 2.2 ASTER遥感立体像对的DEM提取方法及过程????????????8 第三章ASTER遥感立体像对数据的DEM提取的处理???????????9 3.1 对ASTER遥感立体像对数据的基本处理原理及方法????????9 3.1.1 连接点的提取??????????????????????10 3.1.2 核线影像的生成?????????????????????10 3.1.3 DEM 的生成???????????????????????10 3.1.4对生成DEM的处理????????????????????11 3.3 ASTER遥感立体像对生成DEM的流程???????????????12 3.3.1 输入立体影像对?????????????????????12 3.3.2 定义地面控制点?????????????????????12 3.3.3 定义联接点???????????????????????13 3.3.4 指定参数????????????????????????15 3.3.5生成DEM和三维立体图 ??????????????????17 第四章实验及结果分析 ??????????????????????18 参考文献?????????????????????????????20 致谢???????????????????????????????22

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第一章 前言

1.1ASTER遥感立体像对的DEM提取的发展介绍

数字地面高程模型(Digital Elevation Models ,简称DEM)是地表形态的数字形式,它由规则水平间隔处地面点的抽样高程矩阵组成,在生产中具有很高的利用价值。DEM 数据具有广泛的应用潜力。作为国家空间数据基础设施(NS2 DI) 的框架数据之一,DEM 生产技术已经比较成熟,如等高线地形图生产DEM 技术、利用航摄像对生产DEM 的数字化摄影测量方法等。现在,随着遥感技术的不断发展,利用遥感影像对提取DEM 数据已经成为可能,如利用SPOT数据生产的DEM 精度可达到10m 以内，而利用星载IN2SAR 生成DEM 的高程精度可达到米级,并且平坦地区的精度优于山区的精度。利用卫星数据提取DEM 的技术已经成为遥感现今发展的一个研究课题。

ASTER(Advanced Space borne Thermal Emission and Re2flection Radiometer ,高级星载热辐射反射辐射计) 是美国航空航天局(NASA) 与日本国际经贸商业部(METI) 合作发布的高分辨率卫星成像设备,于1999 年12 月搭载NASA 的EOS-AM1 ( Terra) 平台升空。其目标是获取地球表面温度、辐射、反射和高程数据,研究生物圈、水圈、岩石圈和大气层之间的互动反应,解决土地利用与覆盖、自然灾害(火山喷发、水灾、森林火灾、地震和风暴) 、短期天气变动、水文等方面的问题。ASTER 在可见光和近红外区(VNIR) 有三个波段,在短波红外区(SWIR) 有六个波段,在热红外区( TIR) 有五个波段,它们的地面分辨率分别是15m、30m、90m。ASTER 观测系统的VNIR 子系统在可见光与近红外区有三个波段, 空间分辨率为15 m。第三波段有两个通道3N，3B，其中3B 具有后视(27.6°)的能力，可以同轨立体观测, 其沿径向的基高比B/H 为0.6，每景大小为60 km × 60 km。两个成像仪可以对相同地物以合理的视差和航向重叠近同步（大约相差55 s）成像。对于这两幅影像，仪器与地物之间有相同的气象条件，同时地面的光照和辐射条件也是几乎相同的，这就极大地提高了影像匹配的成功率。Terra 卫星的周期是16 d，VNIR 还具有侧视(± 24°)能力, 这样最快5 d。ASTER传感器发射的目的在测图领域就是获取南纬82°和北纬82 °之间全球80%区域的云层覆盖率小于20%的影像，生产DEM。与其他遥感卫星传感器相比, ASTER有其独特之处在于：较高空间分辨率和立体观测能力。VNIR的子系统有一个后视波段(即第三波段,波长范围0. 78μm～0. 86μm) ,沿轨迹方向(along track) 进行立体观测,即沿飞行轨道前后扫描立体成像,这样大大提高了立体像对的接收成功率,也保证了像对间的相关性和相似性。由此产生的立体像对是提取DEM 的基础,它对于地形解译具有重要的意义。利用遥感数据提取DEM 的精度依赖于基高比率

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