正射影像产品质量检验内容方法与评定流程研究

来源:用户上传      作者:司曹英

　　摘   要：本文基于笔者从事测绘产品质量检验的相关工作实践，探讨了利用高分二号（GF-2）、WorldView-3卫星遥感影像制作DOM产品成果的质量检验内容、检验方法以及成果质量评定流程。通过全数概查和抽样详查的方式，采用人机交互和人工审查相结合的方法进行检查，从而保证影像加工生产的质量控制。
　　关键词：卫星遥感影像  DOM  质量元素
　　1  引言
　　目前，遥感卫星影像已经被广泛应用于军事侦察、测绘制图、气象预报、国土资源勘查、环境质量评价和自然灾害监测与防治、以及地球系统科学等研究领域，发挥着极其重要的作用。为满足日益广泛的前端应用，其定位已不能拘泥于传统的地貌展示，须同时满足分析与建库的需求。数字正射影像图是利用DEM对遥感影像逐像元进行辐射改正、微分纠正和镶嵌，并按规定图幅范围裁剪生成的，带有公里格网、图廓（内、外）整饰和注记的平面图。检验其数据的精度、现势性和完整性，也可从中提取自然资源和社会经济发展信息，为防灾治害和公共设施建设规划等应用提供可靠依据。
　　某城市高分辨率卫星遥感影像图制作项目是基于GF-2、WorldView-3卫星遥感影像数据通过对原始影像数据进行正射纠正、对单景正射影像图进行调色、镶嵌和裁切制作1：2000正射影像图成果数据，并对此DOM成果数据进行质量验收。
　　2  检查内容
　　首先，审查项目的资料质量，其中包括技术设计书、技术总结、检查报告、仪器检定证书等文字报告的质量及资料的整理和装订等。然后，依据《数字测绘成果质量检查与验收》（GB/T 18316-2008）从空间参考系、位置精度、影像质量和逻辑一致性及附件质量5个质量元素对DOM成果进行检验。各质量元素对应的检查项如表1所示。
　　2.1 空间参考系
　　对于DOM成果影像的检验，空间参考系应检查是否采用了项目设计书要求使用的坐标系统。正射纠正后的单景影像（GeoTIFF格式）、拼接后的整景影像（GeoTIFF格式）和按分幅要求裁切后的单幅影像（tif格式）都应使用正确的空间参考系（如：CGCS2000坐标系或地方坐标系等）。
　　2.2 位置精度
　　位置精度是影响DOM质量的主要技术指标之一。
　　位置精度的主要检查内容是检查DOM的平面位置中误差和影像的接边精度。
　　（1）平面位置中误差：明显地物点平面位置中误差应符合规范或设计的要求，根据规范，在比例尺1：2000情况下，平原、丘陵区点位中误差不大于±2.2m，山区和高山区不大于±2.6m。
　　（2）影像接边：镶嵌块分块DOM接边、相邻图幅的接边处应当连续一致，各类要素关系吻合，满足接边误差检查的要求，相邻影像接边误差不应大于2个像元，如图1所示。
　　2.3 影像质量
　　影像质量是针对影像的表征质量的检查。检查内容主要为色彩模式、色彩特征、影像噪音、信息丢失，检查影像的层次丰富度，纹理细节，有无明显噪声、斑点、接痕，城区建筑物顶部有无异常高亮、有无因纠正造成的变形扭曲等。
　　2.4 逻辑一致性
　　DOM成果的逻辑一致性检查主要检查格式一致性。检查内容为影像图成果归档文件夹的存储结构、文件命名方式、文件格式，这些检查项都应符合设计书的要求。
　　2.5 附件质量
　　所提交的产品，包含影像成果、影像分布图、影像说明文件和元数据等。其中元数据的形文件范围（影像分布图）应为合格的影像区域范围，无重叠、压盖情况。
　　3  检验方法
　　根据项目来源和DOM成果要求编写检验方案。首先确定抽样方案，划分检验批，随机抽取DOM样本。针对空间参考系进行全数概查，其他质量元素对样本进行详查。
　　3.1 内业检验
　　内业使用ArcGIS软件进行检验，采用人机交互的方法进行。
　　3.2 外业打点
　　内业人员在每个样本图幅均匀选取30～50个明显地物点（应尽量选取草坪拐角、花坛拐角、道路斑马线交点、球场拐角等位置），形成布点图，然后在野外按照布点位置基于CORS网络RTK模式精确打点观测平面坐标，并拍照制作点之记便于内业质检人员核对位置。
　　3.3 精度统计
　　将外业测量的明显地物点与DOM上的同名点坐标进行比对，计算DOM平面中误差，按下式统计平面中误差：
　　式中：RMS为中误差，xi、yi为影像上检测点的x、y坐标，Xi、Yi为外业实测点的x、y坐标，n为检测点的个数。
　　平面中误差需满足规范要求：在比例尺1：2000情况下，平原、丘陵区点位中误差不大于±2.2m，山区和高山区不大于±2.6m，超过2倍中误差的视为粗差。
　　4  成果质量评定
　　4.1 单位成果评分标准
　　依据《数字测绘成果质量检查与验收》GB/T18316-2008的评分方法对各项质量元素进行评分，取最小值为单位样本的得分。单位成果中各质量元素对应的评分方法和最终得分见表3。
　　4.2 单位成果质量判定
　　通过单位成果质量得分评定质量等级。
　　4.3 批成果质量判定
　　批成果质量判定通过合格判定条件确定批成果的质量等级，质量等级划分为合格批、不合格批两级。当样本中未发现不合格的单位成果，且概查时未发现不合格的单位成果判定为批合格;当样本中发现不合格单位成果，或概查中发现不合格单位成果，或不能提交技术性文档（设计书、技术总结、检查报告等）和资料文档（结合表、图幅清单等）判定为批不合格。
　　5  结论
　　通过对遥感卫星影像成果数据的检验，能保障数据的精度和影像质量，为影像产品在规划编制、管理、实施与监督中的应用奠定夯实的基础，同时此检验方法中对影像质量的色彩特征、影像噪音、信息丢失等检验项指标的量化方法、判定标准仍然需要继续改进和完善。通过对遥感卫星影像数据检验工作的明细，为下一步测绘产品信息化工作打下坚实的基础，并且为规划管理等应用起到支撑作用。
　　参考文献
　　[1] 《数字测绘成果质量检查与验收》GB/T18316-2008。
　　[2] 《遙感影像平面图制作规范》 GB/T15968-2008。
　　[3] 《基础地理信息数字成果1：500、1：1000、1：2000数字正射影像图》 CH/T 9008.3-2010。
　　[4] 《数字正射影像图质量检验技术规程》CH/T 1027-2012
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