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合理布控情况下利用MAXAR 30cm HD立体影像可达到1∶2000制图需求

发布时间:2021-02-16 22:00 作者:金宝搏

  随着社会经济不断发展,各行各业对高精度地图的需求日渐增多。传统的 1:2000 地形图数据主要是利用航空摄影测量等方法获得,受天气和空域影响较大,存在诸多局限性。近年来,随着卫星遥感影像的空间分辨率不断提高,现代遥感技术已能提供动态、快速、准确的对地观测,直接带动了遥感制图水平的提升。

  目前,业界分辨率最高、精度最高、采集能力最强的商业卫星群,来自地理空间智慧领域的全球佼佼者——Maxar 公司。Maxar 卫星影像是全球分辨率最高的商业卫星影像,空间分辨率高达30cm。Maxar旗下的 WorldView、GeoEye 30cm HD 等产品,又进一步增强了 Maxar 30 cm 级别卫星影像的采集能力和历史存档影像数据的提供能力。

  领先的技术优势使 Maxar 30 cm HD 立体影像数据产品成为全球用户的优先选择之一。在国内,业界也在逐渐增强对该产品的认识和应用。近期,在中国测绘学会的指导下,由Maxar公司和北京航天世景信息技术有限公司联合举办的“MAXAR杯”30 cm HD高分辨率卫星影像制图处理大赛二等奖获奖团队江苏省测绘工程院和三等奖获奖团队福建省测绘院分别开展了基于 Maxar 30 cm HD 立体卫星影像的 1∶ 2 000 地形图测绘实验,并生成相关精度报告,对成图质量进行了客观定量评价,有效填补了 30 cm HD 高分辨率卫星影像应用于制图领域精度论证不足的空白。

  江苏省测绘工程院选取南京市六合区为研究区。研究区覆盖面积约 25平方公里,大部分区域为地势较平坦的缓岗,北部有小丘陵,最高海拔约 146m,代表了南京市低山缓岗的地形特点,如图1所示。

  研究区域使用的数据源为 30 cm 分辨率 Worldview2 同轨道立体HD 产品,通过采用摄影测量方式进行数据立体采集,在像控的基础上恢复立体模型,进行内业采集定位、内业数据编辑等。测制完成后,再对数字地形图按平面、高程两个方面进行精度检测。

  对照《基础地理信息数字成果 1∶500 1∶1 000 1∶2 000 数字线 地形图平面和高程精度要求,江苏省测绘工程院报告显示:综合看来,对于平地、丘陵地,利用 Maxar 30cm HD 立体影像数据进行 1∶2 000 地形图作业生产是可行的,成图结果的平面和高程精度基本满足 1∶2 000 地形图的测图精度。而且,利用Maxar 30cm HD 卫星影像,可以生产高质量的数字正射影像图 (Digital Orthophoto Map,DOM)、数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)和数字线划地图(Digital Line Graphic,DLG)产品。利用该影像制作的正射影像图具有色彩分明、纹理清晰、信息丰富等特点(如图2),可以用于土地覆盖/利用调查、城市规划、精准农业、绿地现状调查与规划、森林监测、生态环境监测等领域,具备广泛行业应用价值。

  例如,综合利用由30cm的HD影像制作生成的DOM并与数字表面模型(Digital Surface Model,DSM)相结合能更准确地提取建筑物信息,此外,可以对两期DSM进行差值计算,根据高程的变化情况,快速发现疑似违章建筑。特别是对顶层加盖的情况,通过两期DOM的对比,违法行为往往不易被发现,而根据高程变化信息能够比较好地进行辅助判断,能够为城市规划与管理提供支撑。

  福建省测绘院选取了以福建省三明市将乐县城为中心的 25(5*5)平方公里区域作为研究区,区域内包含平地、丘陵、山地等地貌,是福建比较典型的地区。

  本次分别测试了三种情况下 RPC 所构建的卫星影像立体像对测图精度,并参照国标 GB/T 7930-2008 《1:500 1:1000 1:2000 地形图航空摄影测量业内规范》丘陵地平面 0.6 米高程 0.5 米的精度指标,得出结论:三种情况下 RPC 所构建卫星影像立体像对的测图精度均满足要求。MAXAR 公司提供的 30cm HD 立体影像产品能够达到 1:2000 制图的精度需求,加之其重访周期短,数据获取便捷,单景影像覆盖面积大,完全可以为县、市、省级 1:2000 比例尺系列数字产品的制作及更新提供强大的数据保障能力。

  “自然资源的利用和管理除了需要地物面积、位置等水平向信息,还需要垂直向信息。” 中国自然资源航空物探遥感中心研究员杨金中表示,“地质行业在转型,目前无人机的应用较多,无人机倾斜摄影主要集中在1:500 - 1:1000的三维制作领域。如果能够通过卫星实现1:2000高精度制图(包括高程),则可以很大程度地解决行业应用问题。”

  综合考虑测图精度和生产效率,利用 Maxar 30cm HD 立体影像数据进行大比例尺地形图测绘成为测绘产品生产的一种重要技术手段。未来,随着遥感卫星影像空间分辨率的不断提高,利用更高分辨率的 Maxar HD 卫星影像开展 1∶2000 甚至更大比例尺的测图将成为可能,卫星影像立体测图有望大规模补充航空摄影,在城市规划、工程建设、地质勘探、防灾减灾等领域发挥更为重大的作用。

  Maxar是一家地理空间智慧公司,是地球智慧信息和空间基础设施领域值得信赖的合作伙伴和创新者,为政府和商业客户提供颠覆性的价值,帮助他们监测、理解和应对我们不断变化的地球;提供全球宽频通讯;探索和推进空间利用。2019年2月,DigitalGlobe、SSL和Radiant Solutions统一于Maxar品牌麾下,从而打造一个更精简、更专注的组织,能够更好地应对空间和情报行业发生的快速变化。

  Maxar简化了对地球关键信息的访问,使客户能够应对影响环境、经济和生活的复杂问题。


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