光學(xué)遙感常用基礎(chǔ)知識(shí)

光學(xué)遙感常用基礎(chǔ)知識(shí)遙感與攝影測(cè)量概述總遙感RemoteSensing遙感是應(yīng)用探測(cè)儀器，不與探測(cè)目標(biāo)相接觸，從遠(yuǎn)處把目標(biāo)的電磁波特性記錄下來(lái)，通過(guò)分析，揭示出物體的特征性質(zhì)及其變化的綜合性探測(cè)技術(shù)。遙感的分類(lèi)（1） 按遙感平臺(tái)分地面遙感：傳感器設(shè)置在地面平臺(tái)上，如車(chē)載、船載、手提、固定或活動(dòng)高架平臺(tái)等。航空遙感：傳感器設(shè)置于航空器上，主要是飛機(jī)、氣球等。航天遙感：傳感器設(shè)置于環(huán)地球的航天器上，如人造地球衛(wèi)星、航天飛機(jī)、空間站、火箭等。光學(xué)和雷達(dá)都屬于航天遙感范疇。航宇遙感：傳感器設(shè)置于星際飛船上，指對(duì)地月系統(tǒng)外的目標(biāo)的探測(cè)。（2） 按傳感器的探測(cè)波段分紫外遙感：探測(cè)波段在0.05~0.38pm之間?？梢?jiàn)光遙感：探測(cè)波段在0.38~0.76pm之間。因受太陽(yáng)光照條件的極大限制，加之紅外攝影和多波段遙感的相繼出現(xiàn)，可見(jiàn)光遙感已把工作波段外延至近紅外區(qū)（約0.9pm）。在成像方式上也從單一的攝影成像發(fā)展為包括黑白攝影、紅外攝影、彩色攝影、彩色紅外攝影及多波段攝影和多波段掃描，其探測(cè)能力得到極大提高。因此我們常見(jiàn)的光學(xué)遙感屬于可見(jiàn)光遙感范疇。紅外遙感：探測(cè)波段在0.76~1000pm之間。微波遙感：探測(cè)波段在1mm~10m之間。雷達(dá)屬于微波遙感范疇。多波段遙感：指探測(cè)波段在可見(jiàn)光波段和紅外波段范圍內(nèi)，再分為若干窄波段來(lái)探測(cè)目標(biāo)。（3）按傳感器類(lèi)型分主動(dòng)遙感：主動(dòng)遙感由探測(cè)器主動(dòng)發(fā)射一定電磁波能量并接收目標(biāo)的后向散射信號(hào)。我們常用的雷達(dá)屬于主動(dòng)遙感范疇。被動(dòng)遙感：被動(dòng)遙感的傳感器不向目標(biāo)發(fā)射電磁波，僅被動(dòng)接收目標(biāo)物的自身發(fā)射和對(duì)自然輻射源的反射能量。我們常用的光學(xué)屬于被動(dòng)遙感范疇。（4）按記錄方式分成像遙感：傳感器接收的目標(biāo)電磁輻射信號(hào)可轉(zhuǎn)換成（數(shù)字或模擬）圖像。非成像遙感：傳感器接收的目標(biāo)電磁輻射信號(hào)不能形成圖像。（5）按應(yīng)用領(lǐng)域分可分為環(huán)境遙感、大氣遙感、資源遙感、海洋遙感、地質(zhì)遙感、農(nóng)業(yè)遙感、林業(yè)遙感等總遙感平臺(tái)Platform搭載傳感器的工具。攝影成像攝影是通過(guò)成像設(shè)備獲取物體影像的技術(shù)。傳統(tǒng)攝影依靠光學(xué)鏡頭及放置在焦平面的感光膠片來(lái)記錄物體影像。數(shù)字?jǐn)z影則通過(guò)放置在焦平面的光敏元件，經(jīng)光/電轉(zhuǎn)化，以數(shù)字信號(hào)來(lái)記錄物體的影像?？倰呙璩上駫呙璩上袷且揽刻綔y(cè)元件和掃描鏡頭對(duì)目標(biāo)地物以瞬時(shí)視場(chǎng)為單位進(jìn)行的逐點(diǎn)、逐行取樣，以得到目標(biāo)地物電磁輻射特性信息，形成一定譜段的圖像。其探測(cè)波段可包括紫外、紅外、可見(jiàn)光和微波波段，成像方式分為電子掃描成像、光學(xué)機(jī)械掃描成像、固體掃描成像三種。目前光學(xué)衛(wèi)星常見(jiàn)的成像方式是固體掃描成像。固體掃描是用固定的探測(cè)元件，通過(guò)遙感平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)對(duì)目標(biāo)地物進(jìn)行掃描的一種成像方式?？傠娮玉詈掀骷﨏CD目前固體掃描成像常用的探測(cè)元件是電子耦合器件CCD。CCD是一種用電荷量表示信號(hào)大小，用耦合方式傳輸信號(hào)的探測(cè)元件。具有感受波譜范圍寬、畸變小、體積小、重量輕、系統(tǒng)噪聲低、靈敏度高、動(dòng)耗小、壽命長(zhǎng)、可靠性高等一系列優(yōu)點(diǎn)?？偽⒉ㄟb感與成像微波遙感是指通過(guò)微波傳感器獲取從目標(biāo)地物發(fā)射或反射的微波輻射，經(jīng)過(guò)判讀處理來(lái)識(shí)別地物的技術(shù)。微波遙感具有能全天時(shí)全天候工作、對(duì)某些地物具有特殊波譜特征、對(duì)冰雪森林土壤具有一定穿透能力、對(duì)海洋遙感具有特殊意義等特點(diǎn)。微波遙感的工作方式分主動(dòng)式（有源）和被動(dòng)式（無(wú)源）兩大類(lèi)。我們常接觸到的合成孔徑雷達(dá)屬于主動(dòng)式微波遙感。合成孔徑雷達(dá)SAR合成孔徑雷達(dá)SAR即SyntheticApertureRadar的縮寫(xiě)。合成孔徑雷達(dá)就是利用雷達(dá)與目標(biāo)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)把尺寸較小的真實(shí)天線(xiàn)孔徑用數(shù)據(jù)處理的方法合成一較大的等效天線(xiàn)孔徑的雷達(dá)。於攝影測(cè)量學(xué)Photogrammetry攝影測(cè)量的含義是基于像片的量測(cè)。傳統(tǒng)攝影測(cè)量學(xué)是利用光學(xué)攝影機(jī)獲取的像片，經(jīng)過(guò)處理以獲取被攝物體的形狀、大小、位置、特性及其相互關(guān)系的一門(mén)學(xué)科和技術(shù)。攝影測(cè)量學(xué)分類(lèi)根據(jù)攝影時(shí)攝影機(jī)所處的位置的不同，攝影測(cè)量學(xué)可分為：地面攝影測(cè)量、航空攝影測(cè)量和航天攝影測(cè)量。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同，攝影測(cè)量學(xué)可分為：地形攝影測(cè)量與非地形攝影測(cè)量?jī)纱箢?lèi)。根據(jù)技術(shù)處理手段的不同（也是歷史階段的不同），攝影測(cè)量學(xué)可分為：模擬攝影測(cè)量、解析攝影測(cè)量和數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量。遙感產(chǎn)品基本概念企4D產(chǎn)品是指1DEM、DOM、DLG和DRG?？倲?shù)字高程模型DigitalElevationMode,縮寫(xiě)DEM數(shù)字高程模型是一定范圍內(nèi)規(guī)則格網(wǎng)點(diǎn)的平面坐標(biāo)（X,Y）及其高程（Z）的數(shù)據(jù)集，它主要是描述區(qū)域地貌形態(tài)的空間分布，是通過(guò)等高線(xiàn)或相似立體模型進(jìn)行數(shù)據(jù)采集（包括采樣和量測(cè)），然后進(jìn)行數(shù)據(jù)內(nèi)插而形成的。DEM是對(duì)地貌形態(tài)的虛擬表示，可派生出等高線(xiàn)、坡度圖等信息，也可與DOM或其它專(zhuān)題數(shù)據(jù)疊加，用于與地形相關(guān)的分析應(yīng)用，同時(shí)它本身還是制作DOM的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。念數(shù)字正射影像圖DigitalOrthophotoMap，縮寫(xiě)DOM數(shù)字正射影像圖是對(duì)航空（或航天）像片進(jìn)行數(shù)字微分糾正和鑲嵌，按一定圖幅范圍裁剪生成的數(shù)字正射影像集。它是同時(shí)具有地圖幾何精度和影像特征的圖像。企數(shù)字線(xiàn)劃地圖DigitalLineGraphic，縮寫(xiě)DLG數(shù)字線(xiàn)劃地圖是與現(xiàn)有線(xiàn)劃基本一致的各地圖要素的矢量數(shù)據(jù)集，且保存各要素間的空間關(guān)系和相關(guān)的屬性信息。數(shù)字線(xiàn)劃地圖的內(nèi)容包括行政界線(xiàn)、地名、水系、交通網(wǎng)、等高線(xiàn)、高程注記點(diǎn)、地圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)等等。定數(shù)字柵格地圖DigitalRasterGraphic，縮寫(xiě)DRG數(shù)字柵格地圖是紙制地形圖的柵格形式的數(shù)字化產(chǎn)品，是根據(jù)現(xiàn)有紙質(zhì)、膠片等地形圖經(jīng)掃描和幾何糾正及色彩校正后，形成在內(nèi)容、幾何精度和色彩上與地形圖保持一致的柵格數(shù)據(jù)集。簡(jiǎn)單理解，DRG是DLG的柵格表現(xiàn)形式。念數(shù)字地形模型DigitalTerrainModel,縮寫(xiě)DTM數(shù)字地形模型是利用大量選擇的已知X、Y、Z坐標(biāo)點(diǎn)，對(duì)連續(xù)地面的一個(gè)簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)表示?；蛘哒f(shuō)，DTM就是地形表面形態(tài)屬性信息的數(shù)字表達(dá)，是帶有空間位置特征和地形屬性特征的數(shù)字描述DEM與DTM的區(qū)別：除了平面坐標(biāo)，DEM柵格結(jié)點(diǎn)的屬性只包含海拔高度，DTM不僅包含海拔高度，還包含其他的地表形態(tài)屬性，如坡度、坡向等。企數(shù)字建筑高度模型DigitalHeightModel，縮寫(xiě)DHM數(shù)字建筑高度模型展示城市建筑物高度信息。總數(shù)字表面模型DigitalSurfaceModel，縮寫(xiě)DSM數(shù)字表面模型是指包含了地表建筑物、橋梁和樹(shù)木等高度的地面高程模型。DSM不僅涵蓋了高程信息以及其它地表信息，還包含了建筑物高度信息。DSM=DHM+DTM?？倲?shù)字真正射影像圖TrueOrthophoto,縮寫(xiě)TDOM數(shù)字真正射影像是基于DSM對(duì)高重疊率的遙感影像進(jìn)行糾正而獲得。真正射影像的效果是一種垂直視角的觀測(cè)效果，避免了一般正射影像在同一區(qū)域向不同方向傾斜的弊端。與遙感影像相關(guān)的常見(jiàn)概念矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量也叫向量，數(shù)學(xué)上是指具有大小和方向的量。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是利用歐幾里得幾何學(xué)中的點(diǎn)、線(xiàn)、面及其組合體來(lái)表示地理實(shí)體空間分布的一種數(shù)據(jù)組織方式我們所說(shuō)的DLG即是矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，我們工作中常見(jiàn)的矢量格式有*.shp>*.tab等?？倴鸥駭?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指將空間分割成有規(guī)則的網(wǎng)格，在各個(gè)網(wǎng)格上給出相應(yīng)的屬性值來(lái)表示地理實(shí)體的一種數(shù)據(jù)組織形式。每個(gè)網(wǎng)格即為一個(gè)像素。我們常說(shuō)的DOM、DEM、DRG、DTM、DSM，以及我們所分發(fā)的個(gè)衛(wèi)星原始數(shù)據(jù)均是柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，我們工作中常見(jiàn)的柵格格式有*.img、*.tif、*.ntf、*.pix等?？傁袼豍ixel像素也稱(chēng)像元，是構(gòu)成影像的最小單位。條空間分辨率Resolution圖像的空間分辨率是指像素所代表的地面范圍的大小，即掃描儀的瞬時(shí)視場(chǎng)，或地面物體能分辨的最小單元。如GeoEye-1的全色波段空間分辨率為0.41m,—個(gè)像素代表地面0.41mX0.41m。原始數(shù)據(jù)或產(chǎn)品空間分辨率（星下點(diǎn)）GeoEye-1全色：0.41m多光譜：1.65mIKONOS全色：0.82m多光譜：3.2mIRS-P5前視：2.187m后視：2.452mRapidEye6.5mImageEarth--米樣&米樣間隔像片上的像點(diǎn)是連續(xù)分布的，但在影像數(shù)字化過(guò)程中不可能將每一個(gè)連續(xù)的像點(diǎn)全部數(shù)字化，而只能每隔一個(gè)間隔讀一個(gè)點(diǎn)的灰度值，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為米樣。相鄰兩次米樣間的時(shí)間間隔或空間間隔即為米樣間隔?？?地面采樣間隔GroundSamplingDistance，縮寫(xiě)GSD地面米樣間隔是相鄰像素中心的距離。地面米樣間隔受限于空間分辨率。原始數(shù)據(jù)或產(chǎn)品地面米樣間隔正射影像米樣為GeoEye-1全色：0.5m多光譜：2m0.5mIKONOS全色：1m多光譜：4m1m

IRS-P52.5m2.5mRapidEye6.5m5mImageEarth--2.5~5m祭波譜分辨率SpectralRange波譜分辨率是指?jìng)鞲衅髟诮邮漳繕?biāo)輻射的波譜時(shí)能分辨的最小波長(zhǎng)間隔。間隔越小，波譜分辨率越高。原始數(shù)據(jù)或產(chǎn)品波譜分辨率GeoEye-1全色：450-800nm藍(lán)：450-510nm綠：510-580nm紅：655-690nm近紅外：780-920nmIKONOS全色：526-929nm藍(lán)：445-516nm綠：506-595nm紅：632-698nm近紅外：757-853nmIRS-P5500-850nmRapidEye藍(lán)：440-510nm綠：520-590nm紅：630-685nm紅邊：690-730nm近紅外：760-850nmImageEarth--總波段Band在指定的最低波長(zhǎng)與最高波長(zhǎng)之間的波長(zhǎng)范圍。我們常說(shuō)的波段就是指衛(wèi)星影像所包含的波譜。原始數(shù)據(jù)或產(chǎn)品波段情況GeoEye-11個(gè)全色波段和藍(lán)、綠、紅、近紅外4個(gè)多光譜波段IKONOSIRS-P51個(gè)全色波段RapidEye藍(lán)、綠、紅、紅邊、近紅外5個(gè)多光譜波段ImageEarth藍(lán)、綠、紅3個(gè)波段總?cè)玃anchromatic全色波段，一般指使用0.5微米到0.75微米左右的單波段，即從綠色往后的可見(jiàn)光波段。由于是單波段影像，全色影像在圖上顯示是灰度圖片。全色遙感影像一般空間分辨率高，但無(wú)法顯示地物色彩。實(shí)際操作中，我們經(jīng)常將全色影像與多光譜影像融合處理，得到既有全色影像的高分辨率，又有多光譜影像的彩色信息的影像?？偠喙庾VMultispectral多波段遙感又稱(chēng)多光譜遙感，是利用具有兩個(gè)以上波譜通道的傳感器對(duì)地物進(jìn)行同步成像的一種遙感技術(shù)，它將物體反射或輻射的電磁波信息分成若干波譜段進(jìn)行接收和記錄。我們常說(shuō)的多光譜是指藍(lán)(blue)、綠(green)、紅(red)、紅邊(rededge)、近紅外(NearInfra-red,縮寫(xiě)NIR)等波段。泉真彩色合成TrueColor根據(jù)彩色合成原理，可選擇同一目標(biāo)的單個(gè)多光譜數(shù)據(jù)合成一幅彩色圖像，當(dāng)合成圖像的紅綠藍(lán)三色與三個(gè)多光譜段相吻合，這幅圖像就再現(xiàn)了地物的彩色原理，就稱(chēng)為真彩色合成?？偧俨噬铣蒄alseColor根據(jù)加色法彩色合成原理，選擇遙感影像的某三個(gè)波段，分別賦予紅、綠、藍(lán)三種原色，就可以合成彩色影像。由于原色的選擇與原來(lái)遙感波段所代表的真實(shí)顏色不同，因此生成的合成色不是地物真實(shí)的顏色，因此這種合成叫做假彩色合成。我們多用的假彩色合成方式為近紅外、紅、綠組合。痙輻射分辨率DynamicRange輻射分辨率，即我們常說(shuō)的量化值，也稱(chēng)動(dòng)態(tài)范圍，是指?jìng)鞲衅鹘邮詹ㄗV信號(hào)時(shí)，能分辨的最小輻射度差。在遙感圖像上表現(xiàn)為每一像元的輻射量化級(jí)。原始數(shù)據(jù)或產(chǎn)品輻射分辨率GeoEye-111bitIKONOS11bitIRS-P510bitRapidEye12bitImageEarth8bit'居時(shí)間分辨率RevisitTime時(shí)間分辨率是指對(duì)同一地點(diǎn)進(jìn)行遙感采樣的時(shí)間間隔，即采樣的時(shí)間頻率，也稱(chēng)重訪周期。原始數(shù)據(jù)或產(chǎn)品重訪周期GeoEye-13天IKONOS3天IRS-P55天RapidEye每天ImageEarth--總時(shí)相所謂時(shí)相就是指時(shí)間段。祭 世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間CoordinatedUniversalTime，縮寫(xiě)UTC世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間又稱(chēng)格林尼治時(shí)間，是經(jīng)度零度即子午線(xiàn)時(shí)間。我們影像元文件中記錄的拍攝時(shí)間均為UTC時(shí)間北京時(shí)間比格林尼治時(shí)間早8小時(shí)，即：北京時(shí)間=世界時(shí)+8小時(shí)。祭 幅寬與標(biāo)準(zhǔn)景面積SwathWidth&NominalSceneSize我們經(jīng)常接觸到的幅寬是指衛(wèi)星掃描成像時(shí)緯向的有效寬度。我們所代理衛(wèi)星的標(biāo)準(zhǔn)景

面積除IRS-P5外均約為幅寬X幅寬。原始數(shù)據(jù)或產(chǎn)品幅寬標(biāo)準(zhǔn)景面積GeoEye-115.2km約231km2IKONOS11.3km約121km2IRS-P5前視：26.24km前視：26kmX30km約780km2后視：29.42km后視：29kmX30km約870km2RapidEye77km約5929km2ImageEarth----⑥側(cè)視角側(cè)視角度是以衛(wèi)星為中心的表示衛(wèi)星星下點(diǎn)到地面的線(xiàn)與衛(wèi)星觀測(cè)入射線(xiàn)之間的夾角⑥采集高度角采集高度角是以采集目標(biāo)為中心的表示地平線(xiàn)與衛(wèi)星觀測(cè)入射線(xiàn)之間的角度。不考慮地球曲率，側(cè)視角度與采集采集高度角互為余角。側(cè)視角度越大或采集高度角越小，空間分辨率越低。采集方位角影像中心掃描（線(xiàn)）方向與中心處真北方向夾角，順時(shí)針為正。◎太陽(yáng)高度角對(duì)于地球上的某個(gè)地點(diǎn)，太陽(yáng)高度是指太陽(yáng)光的入射方向和地平面之間的夾角，專(zhuān)業(yè)上講太陽(yáng)高度角是指某地太陽(yáng)光線(xiàn)與該地作垂直于地心的地表切線(xiàn)的夾角?？偺?yáng)方位角太陽(yáng)方位角即太陽(yáng)所在的方位，指太陽(yáng)光線(xiàn)在地平面上的投影與當(dāng)?shù)刈游缇€(xiàn)的夾角，可近似地看作是豎立在地面上的直線(xiàn)在陽(yáng)光下的陰影與正南方的夾角。總我們代理的各個(gè)衛(wèi)星角度參數(shù)列表每景影像的各個(gè)角度參數(shù)記錄在元文件中。原始數(shù)據(jù)或產(chǎn)品各個(gè)角度參數(shù)GeoEye-1NominalCollectionAzimuth：米集方位角NominalCollectionElevation:米集咼度角SunAngleAzimuth：太陽(yáng)方位角SunAngleElevation:太陽(yáng)高度角IKONOSIRS-P5SunAzimuth：太陽(yáng)方位角SunElevation:太陽(yáng)高度角SatelliteHeading:傳感器角度，即米集方位角AngleIncidence：接收傾角，即側(cè)視角RapidEyeIlluminationAzimuthAngle：太陽(yáng)方位角IlluminationElevationAngle：太陽(yáng)高度角AzimuthAngle:米集方位角SpaceCraftViewAngle：衛(wèi)星側(cè)擺角度，即側(cè)視角ImageEarth--總立體像對(duì)Stereo衛(wèi)星同軌或異軌采集的滿(mǎn)足一定角度要求并且相互重疊的兩個(gè)單片影像，可以用來(lái)進(jìn)行攝影測(cè)量處理、生成DEM、三維建模等處理。原始數(shù)據(jù)或產(chǎn)品是否可以訂購(gòu)立體數(shù)據(jù)GeoEye-1是IKONOS是IRS-P5是RapidEye理論上可以，但一般沒(méi)有客戶(hù)訂購(gòu)ImageEarth否企立體夾角GeoEye系列衛(wèi)星每個(gè)立體像對(duì)包含一個(gè)采集高度角較低（大于60°）的單片和一個(gè)采集高度角較高（大于72°）的單片，兩片影像之間的收斂角介于30°~45°。IRS-P5衛(wèi)星兩景單片采集高度角均約為60°?？偦弑然弑仁菙z影基線(xiàn)長(zhǎng)度與攝站高度之比。攝影基線(xiàn)是多站攝影時(shí)，遙感器連續(xù)兩次曝光瞬間鏡頭中心間的距離，一般由曝光時(shí)間間隔來(lái)控制。攝站高度系鏡頭中心沿鉛垂線(xiàn)到地面的距離，即相對(duì)航高?；弑葲Q定相鄰影像在航向上的重疊度。基高比越大，航向重疊越小，反之重疊度越大。而影像航向重疊越大，立體觀測(cè)和高程量測(cè)精度越低。重疊度大，相鄰兩幅影像組成立體像對(duì)時(shí)構(gòu)成的立體模型，其垂直比例尺夸大不明顯，亦即立體效應(yīng)差，影響觀測(cè)。原始數(shù)據(jù)或產(chǎn)品基高比GeoEye-10.54~0.87IKONOS0.54~0.87IRS-P50.62RapidEye--ImageEarth--總航向重疊&旁向重疊同一條航線(xiàn)內(nèi)相鄰像片之間的影像重疊成為航向重疊相鄰航線(xiàn)的重疊成為旁向重疊。數(shù)據(jù)訂購(gòu)常見(jiàn)概念念存檔ArchiveGeoEye單片存檔數(shù)據(jù)指采集91天后的數(shù)據(jù)，GeoEye立體數(shù)據(jù)存檔和編程價(jià)格一樣其他的數(shù)據(jù)采集第二天開(kāi)始即為存檔數(shù)據(jù)。彖編程N(yùn)ewCollections當(dāng)存檔數(shù)據(jù)時(shí)相或質(zhì)量不能滿(mǎn)足要求時(shí)，需要衛(wèi)星新采集數(shù)據(jù)。總客戶(hù)感興趣區(qū)域AreaOfInterest,縮寫(xiě)AOI客戶(hù)想要購(gòu)買(mǎi)影像的區(qū)域。AOI一般提供經(jīng)緯度坐標(biāo)、WGS84格式的shapefile文件。無(wú)論編程預(yù)測(cè)還是數(shù)據(jù)訂購(gòu)，GeoEye要求AOI的shp矢量少于50個(gè)點(diǎn)，其它衛(wèi)星廠商無(wú)具體要求。編程預(yù)測(cè)衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商根據(jù)客戶(hù)需求的范圍大小、時(shí)間、地理位置、歷史氣象條件、競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系等對(duì)編程采集進(jìn)行的可行性評(píng)估，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，作為確定采集時(shí)間或價(jià)格的依據(jù)，有效期一般為1個(gè)月。總編程訂單終止編程訂單到了結(jié)束時(shí)間，需要郵件要求衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商終止，否則一些系統(tǒng)將繼續(xù)采集。總加急編程為了提高GeoEye訂單的優(yōu)先級(jí)別，每個(gè)獨(dú)立的AOI需要38000元加急編程費(fèi)，訂單取消時(shí)，該費(fèi)用不退?？偫塀undleGeoEye系列衛(wèi)星訂購(gòu)時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到捆綁訂購(gòu)的概念，即是指全色+多光譜波段一起訂購(gòu)。定彩色ColorGeoEye系列衛(wèi)星訂購(gòu)時(shí)可以訂購(gòu)彩色影像，即融合好的數(shù)據(jù)。GeoEye可以免費(fèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理，提供給客戶(hù)4波段彩色影像/3波段真彩色/3波段假彩色等多種選擇。但融合后影像像素灰度值可能發(fā)生改變，對(duì)于需要進(jìn)行光譜分析的客戶(hù)并不適用。彩色模式適用于不想自己進(jìn)行融合處理的客戶(hù)，但目前訂購(gòu)彩色模式的客戶(hù)較少?？傇屏繕?biāo)準(zhǔn)云量一般為20%，不論云落在什么地物上，GeoEye公司云和雪分別評(píng)估，RapidEye公司雪和云一起評(píng)估。無(wú)云無(wú)雪區(qū)GeoEye訂單每個(gè)獨(dú)立的AOI可以要求2*2公里的無(wú)云無(wú)雪區(qū)，連同訂單一起提供經(jīng)緯度坐標(biāo)、WGS84格式的shapefile文件即可?？偡峙回汫eoEye訂單而言，當(dāng)采集時(shí)間由GeoEye公司指定時(shí)，到期沒(méi)有完成采集，我們可以不接收已經(jīng)采集到的數(shù)據(jù)；當(dāng)采集時(shí)間由客戶(hù)指定時(shí)，GeoEye公司將會(huì)把采集到的數(shù)據(jù)分批交付，到期客戶(hù)需要支付收到貨的款項(xiàng)?？偛杉厥庖竺糠N衛(wèi)星都有標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的指標(biāo)參數(shù)，當(dāng)客戶(hù)有特殊要求時(shí)，一般通過(guò)支付特殊要求的費(fèi)用來(lái)調(diào)節(jié)，具體細(xì)節(jié)可以咨詢(xún)訂單專(zhuān)員。總坐標(biāo)系統(tǒng)CoordinateSystem確定地面點(diǎn)與空間目標(biāo)位置所采用的參考系稱(chēng)為坐標(biāo)系。坐標(biāo)系的種類(lèi)很多，與測(cè)繪密切相關(guān)的有地理坐標(biāo)系和平面坐標(biāo)系等。地理坐標(biāo)系：地理坐標(biāo)系是用經(jīng)緯度表示地面點(diǎn)位置的球面坐標(biāo)系。我們所有數(shù)據(jù)查詢(xún)和下訂單，都需要提供經(jīng)緯度坐標(biāo)系統(tǒng)表示的AOI。平面坐標(biāo)系：將地球橢球體面上的點(diǎn)投影到平面（地圖）上時(shí)，通常使用平面坐標(biāo)系，即平面極坐標(biāo)系和平面直角坐標(biāo)系。地圖投影是地球曲面與地圖平面間點(diǎn)與點(diǎn)的對(duì)應(yīng)數(shù)學(xué)關(guān)系。高程系：由高程基準(zhǔn)面起算的地面點(diǎn)的高度稱(chēng)為高程。一般一個(gè)國(guó)家只采用一個(gè)平均海水面作為統(tǒng)一的高程基準(zhǔn)面，由此高程基準(zhǔn)面建立的高程系統(tǒng)稱(chēng)為國(guó)家高程系，否則稱(chēng)為地方高程系。1985年前，我國(guó)采用“1956年黃海高程系”，1985年開(kāi)始啟用“1985國(guó)家高程基準(zhǔn)”。原始數(shù)據(jù)或產(chǎn)品數(shù)據(jù)訂購(gòu)坐標(biāo)系統(tǒng)數(shù)據(jù)發(fā)貨坐標(biāo)系統(tǒng)GeoEye-1經(jīng)緯度有多種選擇，一般選擇UTMIKONOSIRS-P5經(jīng)緯度經(jīng)緯度RapidEye經(jīng)緯度經(jīng)緯度ImageEarth經(jīng)緯度經(jīng)緯度祭投影Projection要想將地球表面上的點(diǎn)轉(zhuǎn)移到平面上去，則需要采用一定的數(shù)學(xué)方法來(lái)確定其地理坐標(biāo)與平面坐標(biāo)之間的關(guān)系。這種在球面與平面之間建立點(diǎn)與點(diǎn)之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)學(xué)方法，稱(chēng)為地圖投影。我們常見(jiàn)的地圖投影有：UTM（UniversalTransverseMercator，通用橫軸墨卡托投影）、北京54、西安80等。GeoEye-1和IKONOS立體產(chǎn)品訂購(gòu)時(shí)可提供地圖投影和核線(xiàn)投影。地圖投影產(chǎn)品，是獨(dú)立的兩景立體像對(duì)，采用UTM地圖投影WGS84基準(zhǔn)面。該產(chǎn)品可以直接用于立體測(cè)圖，其顯著的優(yōu)點(diǎn)是采集的整個(gè)立體條帶作為一個(gè)像對(duì)，不用分幅處理，這樣一個(gè)像對(duì)就可以覆蓋很大的地面范圍，面積可以達(dá)到上千平方公里，在區(qū)域平差時(shí)只需要少數(shù)的連接點(diǎn)與控制點(diǎn)，且當(dāng)大區(qū)域測(cè)圖時(shí)需要的接邊工作也很少。缺點(diǎn)是一些應(yīng)用程序不能直接處理地圖投影產(chǎn)品，須把它轉(zhuǎn)換成核線(xiàn)影像。核線(xiàn)投影產(chǎn)品就是該數(shù)據(jù)在出廠時(shí)按照核線(xiàn)方向重排影像。這種情況下，應(yīng)用程序可以直接定向建模，進(jìn)而提取DEM或?qū)崿F(xiàn)立體測(cè)圖。但為了確保核線(xiàn)影像的重排精度，該類(lèi)數(shù)據(jù)在出廠時(shí)，覆蓋面積受到限制，一般不能大于200km2。核線(xiàn)影像一般是立體條帶數(shù)據(jù)按照一定規(guī)則分塊裁切，之后再進(jìn)行核線(xiàn)重采樣得到的，它大致相對(duì)于原數(shù)據(jù)右旋了90°，且為了保證分塊影像數(shù)據(jù)接邊的立體重疊，造成了較大的數(shù)據(jù)冗余。這樣，對(duì)于一個(gè)不規(guī)則的大面積測(cè)區(qū)，數(shù)據(jù)量可能會(huì)成倍增加，而且區(qū)域平差時(shí)也需要更多的連接點(diǎn)與控制點(diǎn)，測(cè)圖時(shí)還不得不頻繁處理接邊問(wèn)題。GeoEye提供的核線(xiàn)投影數(shù)據(jù)為EpipolarWGS84TIF6.0格式，可根據(jù)用戶(hù)需求在下訂單時(shí)進(jìn)行選擇。定基準(zhǔn)面Datum基準(zhǔn)面即為觀測(cè)的起算面。我們常用的基準(zhǔn)面是全球WGS84基準(zhǔn)面，全稱(chēng)為WorldGeodeticSystem1984。總動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整DynamicRangeAdjustment，縮寫(xiě)DRA動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整是一種對(duì)比度拉伸增強(qiáng)方法，目的是為了提高影像目視分析效果。訂購(gòu)高分辨率衛(wèi)星影像時(shí)，可以選擇是否做動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整。選擇“是”，將做動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整，以增強(qiáng)視覺(jué)效果；選擇“否”，將提供保持絕對(duì)輻射精度全范圍用于科學(xué)分析的產(chǎn)品。如果客戶(hù)沒(méi)有特別要求，一般我們選擇“否”。⑥元數(shù)據(jù)文件我們訂購(gòu)的原始數(shù)據(jù)文件夾中除了包含影像圖像之外，還包括元數(shù)據(jù)文件等輔助數(shù)據(jù)文件。元數(shù)據(jù)文件中記錄了訂單參數(shù)、原始影像參數(shù)以及產(chǎn)品文件描述等。訂單參數(shù)包括AOI、光譜波段、坐標(biāo)系統(tǒng)。原始影像描述包括獲取時(shí)間、太陽(yáng)高度角、拍攝幾何參數(shù)等等。產(chǎn)品文件描述包括地理編碼、光譜波段以及覆蓋區(qū)等等。GeoEye-1和IKONOS數(shù)據(jù)元文件為***_metadata.txt。IRS-P5數(shù)據(jù)元文件為***_MET.TXT。RapidEye數(shù)據(jù)元文件為***_metadata.xml。其中，RapidEye數(shù)據(jù)元文件較大，打開(kāi)較慢。GeoEye-1、IK0N0S以及RapidEye原始數(shù)據(jù)文件夾中的其它輔助數(shù)據(jù)還包括:許可文件、shape文件、快視圖等。數(shù)據(jù)生產(chǎn)常見(jiàn)概念總DEM、DOM、DLG生產(chǎn)流程客戶(hù)經(jīng)常需要進(jìn)行3D產(chǎn)品的生產(chǎn)，3D產(chǎn)品生產(chǎn)的總體流程如下:

-DEKTiij-.'iJu遜1帕度吒/創(chuàng)始數(shù)川__7/住區(qū)橡時(shí)/DEM成圧DEM*：話(huà)生曲DOMi：li黑-DEKTiij-.'iJu遜1帕度吒/創(chuàng)始數(shù)川__7/住區(qū)橡時(shí)/DEM成圧DEM*：話(huà)生曲DOMi：li黑DOM^i^rrDLG^i'tkDEM^i^DENI分褊裁切DEM制件DOM即戰(zhàn)冷城阿T誥□omM；樓t」-?藝刮山E測(cè)DL石分幽裁切ULG^Si；QLG端則.我們常用的軟件我們常見(jiàn)的ArcGIS、MapInfo、GeoWay、GeoMedia等屬于GIS軟件，多用于矢量數(shù)據(jù)制作、矢量與柵格數(shù)據(jù)套合、空間分析等方面。ERDAS、ENVI、PCI等屬于遙感軟件，多用于柵格數(shù)據(jù)查看與生產(chǎn)、失柵套合等方面。ImageInfo(PixelGrid、FeatureStation)、VirtuoZo、JX-4、DPGrid等屬于攝影測(cè)量軟件。像素工廠屬于海量數(shù)據(jù)處理軟件。但這些軟件之間也穿插一些跨界的功能，如ERDASLPS模塊也能進(jìn)行攝影測(cè)量處理，Imageinfo、PCIGXL也能進(jìn)行海量數(shù)據(jù)處理等等?？偭Ⅲw測(cè)圖根據(jù)單張像片只能確定地面某個(gè)點(diǎn)的方向，不能確定地面點(diǎn)的三維空間位置，而有了立體像對(duì)則可構(gòu)成與地面相似的立體模型，解求地面點(diǎn)的空間位置，從而獲取地面的三維信息。立體測(cè)圖是指利用攝取的立體像對(duì)，進(jìn)行相對(duì)定向、絕對(duì)定向或空間后方交會(huì)、空間前方交會(huì)，可重建地面按比例尺縮小的立體模型。在模型上進(jìn)行量測(cè)，可直接測(cè)繪出符合規(guī)定比例尺的地形圖，獲取地理基礎(chǔ)信息。立體測(cè)圖的方法可以分為模擬法立體測(cè)圖、解析法立體測(cè)圖、數(shù)字化測(cè)圖三種。我們目前接觸到的大多為數(shù)字化測(cè)圖。數(shù)字化測(cè)圖是指利用數(shù)字灰度信號(hào)，采用數(shù)字相關(guān)技術(shù)量測(cè)同名像點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上通過(guò)解析計(jì)算，進(jìn)行相對(duì)定向和絕對(duì)定向，建立數(shù)字立體模型，從而建立數(shù)字高程模型、繪制等高線(xiàn)、制作正射影像圖以及為地理信息系統(tǒng)提供基礎(chǔ)信息等。總空中三角測(cè)量在雙像解析攝影測(cè)量中，每個(gè)像對(duì)都要在野外測(cè)求4個(gè)地面控制點(diǎn)，這樣外業(yè)工作量太大，效率不高?？罩腥菧y(cè)量即我們常說(shuō)的空三加密，就是在一條航帶十幾個(gè)像對(duì)，或幾條航帶構(gòu)成的一個(gè)區(qū)域網(wǎng)中，測(cè)少量外業(yè)控制點(diǎn)，在內(nèi)業(yè)用攝影測(cè)量的方法加密出每個(gè)像對(duì)所需要的控制點(diǎn)，然后用于測(cè)圖?？倕^(qū)域網(wǎng)平差測(cè)量平差是指采用一定的估算原理處理各種測(cè)量數(shù)據(jù)，求得待定量最佳估值并進(jìn)行精度估計(jì)的理論和方法。區(qū)域網(wǎng)平差，也稱(chēng)為區(qū)域網(wǎng)空中三角測(cè)量，是利用多條航線(xiàn)構(gòu)成的區(qū)域進(jìn)行整體平差的空中三角測(cè)量平差方法。它在運(yùn)算中不僅可以處理偶然誤差，而且也可以處理系統(tǒng)誤差，有的程序還包括有自動(dòng)剔除部分粗差的功能，有的還可進(jìn)行攝影測(cè)量觀測(cè)值和大地測(cè)量觀測(cè)值及其他輔助數(shù)據(jù)的聯(lián)合平差等。總生成核線(xiàn)影像生成核線(xiàn)影像，在立體測(cè)圖過(guò)程中叫做立體像對(duì)的相對(duì)定向，也就是核線(xiàn)重采樣。通過(guò)攝影基線(xiàn)與任一地面點(diǎn)所組成的平面稱(chēng)為核面。核面與像平面的交線(xiàn)稱(chēng)為核線(xiàn)。對(duì)左右原始影像沿核線(xiàn)方向保持X不變，在Y方向進(jìn)行核線(xiàn)重采樣，這樣生成的核線(xiàn)影像，恢復(fù)了衛(wèi)星采集時(shí)像對(duì)的位置關(guān)系，同時(shí)保持原始影像同樣的信息量和屬性。利用立體像對(duì)的內(nèi)在幾何關(guān)系，進(jìn)行相對(duì)定向，建立與地面相似的立體模型，計(jì)算出模型點(diǎn)的空間坐標(biāo)。再通過(guò)絕對(duì)定向，將模型進(jìn)行平移、旋轉(zhuǎn)、縮放，把模型納入到規(guī)定的地面坐標(biāo)系統(tǒng)之中，解求出地面目標(biāo)的絕對(duì)空間坐標(biāo)。總DEM提取DEM提取主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用幾個(gè)部分。數(shù)據(jù)采集是獲取建立DEM所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)點(diǎn)。數(shù)據(jù)處理是以數(shù)據(jù)點(diǎn)為依據(jù)，用某種數(shù)學(xué)模型擬合地表面，進(jìn)行內(nèi)插加密計(jì)算，以獲得符合要求的DEM。總免費(fèi)的DEM：SRTM&ASTERSRTM(ShuttleRadarTopographyMission)，由美國(guó)太空總署(NASA)和國(guó)防部國(guó)家測(cè)繪局(NIMA)聯(lián)合測(cè)量。此數(shù)據(jù)產(chǎn)品2003年開(kāi)始公開(kāi)發(fā)布。SRTM地形數(shù)據(jù)按精度可以分為SRTM1和SRTM3，分別對(duì)應(yīng)的分辨率精度為30米和90米數(shù)據(jù)(目前公開(kāi)數(shù)據(jù)為90米分辨率的數(shù)據(jù))。ASTERGDEM于2009年6月免費(fèi)發(fā)布，是全球30米分辨率數(shù)字高程數(shù)據(jù)產(chǎn)品。其值域范圍為-152~8806米。於等高線(xiàn)繪制等高線(xiàn)是地圖上地面高程相等的各相鄰點(diǎn)所連成的曲線(xiàn)，屬于矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。根據(jù)DEM繪制等高線(xiàn)，主要包括兩個(gè)步驟：一，利用DEM的格網(wǎng)點(diǎn)高程，內(nèi)插出格網(wǎng)邊上的等高線(xiàn)點(diǎn)的位置，并將這些等高點(diǎn)按順序排列。二，利用這些順序排列的等高線(xiàn)點(diǎn)的平面坐標(biāo)進(jìn)行插補(bǔ)，即進(jìn)一步加密等高線(xiàn)點(diǎn)，并繪制成光滑的曲線(xiàn)。這些工作都是有計(jì)算機(jī)完成的?？偛ǘ谓M合將相同區(qū)域、相同大小、相同采樣間隔的多個(gè)多光譜文件組合成一個(gè)文件，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、融合等處理。於幾何校正當(dāng)遙感圖像在幾何位置上發(fā)生了變化，產(chǎn)生諸如行列不均勻，像元大小與地面大小對(duì)應(yīng)不準(zhǔn)確，地物形狀不規(guī)則變化等畸變時(shí)，即說(shuō)明遙感影像發(fā)生了幾何畸變。消除幾何畸變有多種校正方法：多項(xiàng)式模型、有理函數(shù)模型、嚴(yán)格物理模型。幾何校正后的圖像由等間距的各網(wǎng)點(diǎn)組成，且以地面為標(biāo)準(zhǔn)，符合某種投影的均勻分布。校正的最終目的是確定校正后圖像的行列數(shù)值，然后找到新圖像中每一像元的亮度值。多項(xiàng)式模型用來(lái)糾正控制點(diǎn)處的平面變形，不考慮地面高差，適合于在地面平坦，不需要考慮高程信息，或地面起伏較大而無(wú)高程信息，以及傳感器的位置和姿態(tài)參數(shù)無(wú)法獲取的情況時(shí)應(yīng)用。有理函數(shù)模型（RationalFunctionModel,RFM）可以描述像點(diǎn)坐標(biāo)與其對(duì)應(yīng)的地面點(diǎn)坐標(biāo)之間的變換關(guān)系，在影像供應(yīng)商不提供衛(wèi)星和傳感器參數(shù)，沒(méi)有嚴(yán)格物理模型可用的情況下，使用有理函數(shù)模型進(jìn)行幾何校正是最佳選擇。嚴(yán)格物理模型被認(rèn)為是最佳的影像正射校正方法，它能很好的反映影像獲取時(shí)的幾何關(guān)系（衛(wèi)星平臺(tái)+傳感器+地球+地圖），可以校正由于衛(wèi)星平臺(tái)、傳感器、地球以及地圖投影引起的各種誤差。總正射校正正射校正是正射處理級(jí)幾何校正，它的校正模型考慮了成像條件引起的影像內(nèi)部幾何變形，同時(shí)考慮了影像的投影系統(tǒng)，先驗(yàn)的“系統(tǒng)數(shù)據(jù)”如衛(wèi)星星歷參數(shù)、姿態(tài)等，同時(shí)還使用外部數(shù)據(jù)即少量的地面控制點(diǎn)GCP，另外還使用數(shù)字地面高程模型DEM來(lái)消除因地形起伏導(dǎo)致的“視差”。我們代理的GeoEye-1、IKONOS、IRS-P5、RapidEye都是通過(guò)有理函數(shù)模型進(jìn)行正射校正的。使用有理函數(shù)模型進(jìn)行正射校正需要三要素：RPC、DEM、GCP。冬有理多項(xiàng)式系數(shù)rationalpolynomialcoefficient，縮寫(xiě)RPC，有理函數(shù)模型（RFM）使用RPC記錄像點(diǎn)坐標(biāo)與其對(duì)應(yīng)的地面點(diǎn)坐標(biāo)之間的變換關(guān)系。RPC參數(shù)通過(guò)糾正GCP處的誤差，來(lái)滿(mǎn)足正射校正精度要求。我們常用的RPC都是*.txt格式。注意RapidEye數(shù)據(jù)的RPC包含在NITF影像文件中，如客戶(hù)需要進(jìn)行正射校正，則應(yīng)在數(shù)據(jù)發(fā)貨前與訂單同事溝通，請(qǐng)其進(jìn)行RPC生產(chǎn)。總地面控制點(diǎn)groundcontrolpoint，縮寫(xiě)GCP幾何校正的第一步便是位置計(jì)算，這時(shí)必須已知控制點(diǎn)坐標(biāo)?？刂泣c(diǎn)的要以配準(zhǔn)對(duì)象為依據(jù)。以地面坐標(biāo)為匹配標(biāo)準(zhǔn)的，叫做地面控制點(diǎn)。GCP的來(lái)源有數(shù)字柵格地圖、數(shù)字正射影像、數(shù)字線(xiàn)劃地圖或者GPS外業(yè)測(cè)量等。GCP的類(lèi)型有平高點(diǎn)、平面點(diǎn)、高程點(diǎn)、檢查點(diǎn)、連接點(diǎn)。定位精度是指空間實(shí)體位置信息（通常為坐標(biāo)）與其真實(shí)位置之間的接近程度。在幾何校正中，沒(méi)有GCP參與即為無(wú)控，有GCP參與即為有控。無(wú)控定位精度取決于衛(wèi)星本身的GPS定位技術(shù)、恒星跟蹤技術(shù)等等。有控定位精度除了取決于衛(wèi)星本身的參數(shù)外，還與GCP和DEM的精度有關(guān)。目前精度常用RMSE（均方根誤差）或CE90（90%置信度圓誤差平面精度）/LE90（90%置信度圓誤差立體精度）表示。（1）GeoEye-1和IKONOS官方給出的無(wú)控和有控定位精度如下:原始數(shù)據(jù)或產(chǎn)品IKONOSGeoEye-1無(wú)控GeoTM15mCE905mCE90GeoStereoTM15mCE9022mLE904mCE906mLE90有控GeoProfessionalTMPrecision4mCE904mCE90GeoStereoTMPrecision4mCE906mLE902mCE903mLE90無(wú)控方面：GeoTM和GeoStereoTM產(chǎn)品精度指RPC相機(jī)模型精度，不包括由于地形影響造成的偏移，國(guó)內(nèi)用戶(hù)常使用這兩個(gè)級(jí)別的產(chǎn)品。有控方面：GeoProfessionalTMPrecision和GeoStereoTMPrecision產(chǎn)品是使用美國(guó)的控制資料進(jìn)行生產(chǎn)的，國(guó)內(nèi)用戶(hù)的控制資料精度一般都會(huì)好于美國(guó)，因此國(guó)內(nèi)用戶(hù)進(jìn)行有控生產(chǎn)的精度一般都會(huì)高于上表。也就是我們請(qǐng)國(guó)內(nèi)權(quán)威機(jī)構(gòu)進(jìn)行過(guò)的試驗(yàn)，加入一個(gè)控制點(diǎn)，GeoEye-1的平面和立體精度都優(yōu)于0.5m。不過(guò)需要注意的是，由于GCP布設(shè)、作業(yè)員操作等因素的影響，用戶(hù)在生產(chǎn)中的精度往往達(dá)不到試驗(yàn)的結(jié)果。（2）Antrix并沒(méi)有給出過(guò)官方宣傳的IRS-P5立體影像的無(wú)控和有控定位精度。根據(jù)印度遙感所等多方面的報(bào)告以及多家生產(chǎn)單位以往的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，無(wú)控