《ENVI软件下ASTER遥感立体像对的DEM提取》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ENVI软件下ASTER遥感立体像对的DEM提取（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、ENVI 软件下 ASTER 遥感立体像对的 DEM 提取BASED ON THE REMOTE SENSING IMAGE CUBE ASTER TODEM EXTRACTION学院（部）：专业班级：学生姓名：指导教师：年 月 日基于 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
2、验结果，并以试验结果 说明，其精度可以满足绘制1 ： 100 0001 ： 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，ENVIBased on the remote sensing image cube ASTER toDEM extractionAbstractIn this paper, through the case, s
3、tudy 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 se
4、nsor 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 eart
5、hs 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目录摘要（中文） 1 摘要（外文） 2 第一章 前言 41.1 AS
6、TER遥感立体像对的DEM提取的发展介绍41.2 ASTER遥感立体像对的DEM提取的在现代的应用51.3 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72.1 ASTER遥感立体像对的DEM提取的原理 72.2 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93.1对ASTER遥感立体像对数据的基本处理原理及方法93.1.1 连接点的提取103.1.2 核线影像的生成103.1.3 DEM 的生成103.1.4 对生成 DEM 的处理113.3 ASTER遥感立体像对生成DEM的流程123.3.1 输入立体
7、影像对123.3.2 定义地面控制点123.3.3 定义联接点133.3.4 指定参数153.3.5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
8、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 Radiome ter,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
9、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o 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，
10、其沿径向的基高比B/H为0.6,每景大小为60 km X 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(土 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OVNIR的子系统有
11、一个后视波段(即 第三波段，波长范围0. 78m0. 86p m)，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 (Base to Height Ratio ,BH)、空间分辨率和视差测量的误差。VNIR基高比率 是0. 6，天底交角为27. 6。如果假定0. 51. 0像素作为总的视差误差，则 ASTER的DEM高度精度应该在550m ,从ASTER立体数据中产生的地图比
12、例尺 将在1 ： 50 0001 ： 250 000之间。由于ASTER图像数据本身不像SPOT等卫星 数据带有飞行参数，其内部、外部定位要通过精确的、数量足够的和平均分布的 地面控制点来确定。所以，控制点的精度、分布和数量是决定提取DEM数据的质 量的关键。ASTER是极地轨道环境遥感卫星Terra ( EOS- AM1)上载有的5种对地观测 仪器之一，它提供了可见光一近红外(VNIR)、短波红外(SWIR)和热红外(TIR)3 个通道的遥感数据。目前，尽管ASTER数据可以通过网上免费预订和下载，但读取 和分析这些数据，仍然需要依赖于专业遥感图像处理软件，而购买这类软件，一方 面需要大量资
13、金， 另一方面， 利用这些商业软件进行遥感参数反演， 也存在诸多不 便之处，如EOSVIEW是唯一个专门查看ASTER数据格式(HDF - EOS)的专业软 件，但它不能进行数据处理，而其它专业软件(如ENVI)虽然可以查看HDF - EOS 格式的遥感数据，但遥感反演与处理功能有待进一步完善。因此，利用软件编程 实现ASTER数据读取，是ASTER数据应用的前提，也是开发具有国产自主版权的 对地观测数据综合处理系统的一项基础工作。为此，我们课题组对ASTER数据 格式进行了全面分析与解读，并对ASTER数据读取关键技术进行了讨论与研究, 实现了ASTER数据的读取及其在定量遥感中的应用。卫星
14、遥感立体像对提取DEM是地貌信息获取的一个重要里程碑，ASTER卫星传 感器是可以拍摄立体像对传感器中的代表，具有数据质量稳定、覆盖广泛、价格 低廉的特点。本文通过实例研究了 ASTER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，然后针对一处高程变 化显著地区在1： 10万比例尺地形图采集地面控制点(GCP),用1： 5万精度的DEM 作检验，获得GCP范围内高程误差为土20.4m, GCP范围外高程误差为土48.2m,平 均误差是34.3m。这证明可以在小区域内选取GCP控制点，由ASTER立体像大范 围外推生成大范围DEM，而且采用常规
15、的技术手段和普通的商业软件就可实现。 该方法提取DEM对于我国地形资料缺乏的西部地区有很强的实用性。1.2 ASTER遥感立体像对的DEM提取的在现代的应用ASTER数据已在多个研究领域得到广泛应用。下面结合TM数据，给出ASTER 数据在几个主要研究领域的应用。1) 遥感关键参数反演。与 TM 数据相比， ASTER 数据在热红外有更多的波 段，波谱分辨率更高，利用 ASTER 数据这一特点，可以计算全球与区域尺度上 的土壤水分蒸腾与蒸发量和植被蒸腾与蒸发量，将 ASTER 数据与地面风速、空 气温度和空气湿度观测数据相结合，把“地- 气”作为一个整体，对低层大气温 度、湿度垂直廓线和陆面温度、比辐射率进行参数同步反演，计算“
