1、ICS 65.020.01B 65 DB23黑 龙 江 省 地 方 标 准DB 23/T XXXX2018森林资源调查卫星遥感影像处理技术规程2018- XX-XX 发布 2018- XX-XX 实施黑 龙 江 省 质 量 技 术 监 督 局 发 布DB23/T XXXX2018目 次前言 1 范 围 12 规 范 性 引 用 文 件 13 数 据 源 1 3.1 影 像 数 据 源 1 3.2 DEM 数 据 . 2 3.3 控 制 点 数 据 24 影 像 处 理 2 4.1 数 学 基 础 2 4.2 影 像 预 处 理 3 4.3 影 像 校 正 3 4.4 影 像 融 合 4 4.5
2、 影 像 镶 嵌 4 4.6 影 像 增 强 5 4.7 影 像 裁 剪 5 附录 A（ 规 范 性 附 录 ） 全色影像正射校正误差与精度要求 6DB23/T XXXX2018前 言本 标 准 依 据 GB/T 1.1-2009 的 编 写 规 则 起 草 。 本标准由黑龙江省林业厅提出并归口。 本标准起草单位：黑龙江省林业监测规划院。 本 标 准 主 要 起 草 人 ： 刘 媛 媛 、 梁 志 强 、 张 鹏 飞 、 叶 生 欣 、 李 新 平 、 张 冰 、 赵 星 财 、 刘 陆 、 于 子 娟 、 潘明哲、谷枫、王晓然、张玲敏、王杨、郑妍、宋喜梅、张玉东、王琳琳、姜娟、林岚岚、王丹阳
3、、 苏顺、李栓、关利民、吴黎、李宏、李岩。 DB23/T XXXX20181 森 林 资 源 调 查 卫 星 遥 感 影 像 处 理 技 术 规 程1 范围本标准规定了森林资源调查卫星遥感影像处理的数据源、影像处理过程。 本标准适用于市县林区森林资源调查卫星遥感影像处理。 2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 13989 国 家 基 本 比 例 尺 地 形 图 分 幅 和 编 号 GB 15968-2008 遥 感 影 像 平 面 图 制 作 规
4、 范 LY/T 1835-2009 用 于 森 林 资 源 规 划 设 计 调 查 的 SPOT-5卫 星 影 像 处 理 与 应 用 技 术 规 程 LY/T 1954-2011 森 林 资 源 调 查 卫 星 遥 感 影 像 图 制 作 技 术 规 程 3 数据源3.1 影像数据源3.1.1 SPOT-5 影像数据全色影像2. 5m空间分辨率 ， 多光谱影像10 m空间分辨 率， 影像时相应选择适合森林资源调查目的和 要求的季节。3.1.2 RapidEye 影像数据多 光 谱 影 像 5m空 间 分 辨 率 ， 影 像 时 相 应 选 择 适 合 森 林 资 源 调 查 目 的 和 要
5、求 的 季 节 。 3.1.3 资源三号影像数据全 色 影 像 2.1m空 间 分 辨 率 ， 多 光 谱 影 像 5.8m空 间 分 辨 率 ， 影 像 时 相 应 选 择 适 合 森 林 资 源 调 查 目 的 和要求的季节。 3.1.4 高分一号影像数据全 色 影 像 2m空 间 分 辨 率 ， 多 光 谱 影 像 8m空 间 分 辨 率 ， 影 像 时 相 应 选 择 适 合 森 林 资 源 调 查 目 的 和 要 求的季节。 3.1.5 高分二号影像数据全 色 影 像 1m空 间 分 辨 率 ， 多 光 谱 影 像 4m空 间 分 辨 率 ， 影 像 时 相 应 选 择 适 合 森
6、林 资 源 调 查 目 的 和 要 求的季节。 3.1.6 其他影像数据DB23/T XXXX20182 制作1: 5000遥感影像地图， 应选用空间分辨率1 m的遥感影像 ； 制作1:1 0000遥感影像地 图， 应 选 用 空 间 分 辨 率 2.5m的 遥 感 影 像 ； 制 作 1:50000遥 感 影 像 地 图 ， 应 选 用 空 间 分 辨 率 20m的 遥 感 影 像 ； 制 作 1:100000遥 感 影 像 地 图 ， 应 选 用 空 间 分 辨 率 30m的 遥 感 影 像 。 3.1.7 数据质量要求影像数据应符合以下要求： a) 影像反差适中、清晰、不偏色、层次丰富；
7、 b) 云、雪分布面积小于覆盖面积的 5%， 且 不 能 覆 盖 重 要 地 物 ， 分 散 的 云 层 ， 总 和 不 超 过 15%； c) 数据不存在条带、斑点噪声、行丢失等； d) 影像镶嵌时，应选用成像时间相近的影像，相邻图像之间应有不小于图像宽度 4%的 重 叠 ； e) 选用影像处理所需的卫星轨道姿态等参数数据。 3.2 DEM 数据3.2.1 DEM 数据源按 LY/T 1954-2011中 5.2执 行 。 3.2.2 数据质量要求按 LY/T 1835-2009中 4.2.2执 行 。 3.3 控制点数据3.3.1 控制点数据源数据源来源： a) 图面采集。 图面资料能满足
8、要求的， 从相应数字正射影像图直接选取明显地物点作为控制点， 读取其平面坐标； b) 观地测量。图面资料不能满足要求的，应用差分 GPS， 实 地 测 量 明 显 地 物 点 坐 标 。 实 测 点 相 对 邻 近 国 家 级 控 制 点 的 点 位 平 面 位 置 误 差 0.5m， 高 程 误 差 0.5m， 相 对 高 差 较 大 的 山 区 1m； c) 如已有测绘部门大地控制点数据的，可直接引用。 3.3.2 数据质量要求控制点数据应符合如下要求： a) 控制点应均匀分布； b) 选取标志明显且地理位置不易改变的同名地物点。 4 影像处理4.1 数学基础4.1.1 平面坐标系统采 用
9、 2000国 家 大 地 坐 标 系 。 4.1.2 高程系统DB23/T XXXX20183 采 用 1985国 家 高 程 基 准 。 4.1.3 投影系统按 GB 15968-2008中 3.2.1执 行 。 4.2 影像预处理4.2.1 噪声处理当影像存在明显噪声时，应进行噪声处理，可选用邻域平均法、中值滤波法、维纳滤波法等方法 进行噪声处理。 4.2.2 波段配准当影像不同波段之间存在地理错位时，应对影像进行波段配准。如地理错位表现为整体位置偏差 时，可选用坐标平移方法。如地理错位表现为坐标旋转、缩放或扭曲变形时，可选取影像控制点进行 波段配准。 4.3 影像校正4.3.1 校正与配
10、准顺序先校正高分辨率的全色影像数据， 再以此为参考， 通过选取同名地物点， 对多光谱数据进行配准。 4.3.2 全色影像几何校正4.3.2.1 多项式校正利用地面控制点对由于各种因素引起的遥感图像的几何畸变进行校正。 有时根据遥感平台的各种参 数已做过一次校正， 但仍不能满足林业要求， 就可用该方法作遥感影像相对于地面坐标的配准校正， 以 及不同类型或不同时相的遥感数据之间的几何配准和复合分析，以得到比较精确的结果。 a) 在地形起伏不大、 地形高差引起的遥感图像投影差较小的地区， 可使用多项式模型校正方法， 消去遥感图像的空间几何畸变，并将图像转换到地图投影系统上； b) 选择大一个级次比例
11、尺或同比例尺的线划地形图、 数字地形 图或影像地图， 作为图像 多项式校 正的基础地形资料， 选择经过卫星系统校正处理的遥感图像 ， 作为多项式校正处理的基础遥感 图像数据； c) 以基础地形资料为基准， 在基础遥感图像上， 找出与其地物相匹配的、 均能正确识别和准确定 位 的 明 显 地 物 作 为 控 制 点 ， 控 制 点 选 取 应 在 影 像 放 大 2倍 3倍 条 件 下 完 成 ； d) 平 坦 地 区 每 景 影 像 控 制 点 选 取 在 20个 以 上 ， 困 难 地 区 应 在 30个 以 上 ， 控 制 点 拟 合 误 差 应 1.5 个图像像元。 4.3.2.2 正射
12、校正正射影像制作一般是通过在像片上选取一些地面控制点， 并利用原来已经获取的该像片范围内的数 字 高 程 模 型 (DEM)数 据 ， 对 影 像 同 时 进 行 倾 斜 改 正 和 投 影 差 改 正 ， 将 影 像 重 采 样 成 正 射 影 像 。 a) 在高差较大的山区，制作 1： 50000 遥感影像图时，应对影像进行正射处理； b) 选择大一个级次比例尺或同比例尺的线划地形图、 数字地形 图或影像地图， 作为影像 正射校正 的 基 础 地 形 资 料 ； 选 择 大 一 个 级 次 比 例 尺 或 同 比 例 尺 的 DEM数 据 ， 作 为 影 像 正 射 校 正 的 基 础 数
13、 字高程资料； DB23/T XXXX20184 c) 在影像上找出与地形资料上地物相匹配的、能正确识别和准确定位的明显地物作为地面控制 点 ， 控 制 点 个 数 最 少 应 二 倍 于 (n+1)(n+2)/2， 控 制 点 拟 合 误 差 应 1.5个 图 像 像 元 。 全色波段正射校正要求： a) 校正范围为整景影像； b) 校正过程中，对影像的灰度和反差不进行拉伸，不改变像素位数； c) 校正后的影像无拉伸和扭曲现象，有效数据范围内无空白区； d) 校正后的正射影像分辨率和原始影像地面分辨率应保持一致。 4.3.3 多光谱数据配准以 全 色 数 据 校 正 结 果 为 参 考 ，
14、对 多 光 谱 数 据 进 行 配 准 ， 配 准 控 制 点 残 差 不 应 超 过 表 A.1中 的 规 定 。 多光谱影像与全色影像配准校正要求： a) 以 校 正 后 的 全 色 波 段 影 像 为 控 制 基 础 ， 采 用 从 影 像 到 影 像 的 校 正 技 术 对 多 光 谱 影 像 进 行 配 准 校 正 ， 校 正 模 型 的 选 取 和 对 应 的 全 色 波 段 一 样 ； 配 准 校 正 控 制 点 一 般 一 景 影 像 选 取 30 个 50 个，且均匀分布； b) 控制点尽可能选择可靠的明显地物点； c) 选取与配准控制点不同的25个以上 的检查点， 对多光谱
15、数据进行配准精度检查， 不应超过表A. 2 中的规定。4.3.4 跨带影像校正当单景卫星影像跨两个投影带时，以所占面积比例大的投影带作为整景校正的投影带。 4.4 影像融合全色数据没有彩色效果，而多光谱数据没有很高分辨率，决定了数据需要经过融合处理这个加工 项目，才能获取到高分辨率的彩色效果数据。从校正后的多光谱影像数据中选取合适的波段（如B1、 B2、 B3） ， 应 用 主 成 分 等 算 法 与 全 色 波 段 数 据 进 行 融 合 。 融合后的影像要求如下： a) 色彩自然、层次丰富、反差适中、纹理清晰； b) 无发虚和重影现象； c) 最大限度地凸显森林植被信息。 4.5 影像镶嵌
16、当研究区超出单幅遥感图像所覆盖的范围时，应将两幅或多幅图像拼接起来形成一幅或一系列覆 盖全区的较大的图像。在进行图像的镶嵌时，应确定一幅参考图像，参考图像将作为输出镶嵌图像的 基准，决定镶嵌图像的对比度匹配、以及输出图像的像元大小和数据类型等。镶嵌的两幅或多幅图像 选择相同或相近的成像时间，使得图像的色调保持一致。但接边色调相差太大时，可以利用直方图均 衡、色彩平滑等使得接边尽量一致，但用于变化信息提取时，相邻图像的色调不应平滑，避免信息变 异。 a) 经 过 几 何 校 正 或 正 射 处 理 的 图 像 镶 嵌 ， 一 般 不 必 选 取 图 像 控 制 点 。 如 果 拼 接 线 附 近
17、 出 现 图 像 错位大于 1 个 像 元 时 ， 应 在 附 近 位 置 选 择 同 名 点 作 为 图 像 镶 嵌 控 制 点 。 其 控 制 点 拟 合 中 误 差小于 1 个 像 元 时 ， 拟 合 多 项 式 阶 次 应 小 于 3 次 ； b) 可 在 屏 幕 上 用 人 工 根 据 其 色 调 和 地 物 分 布 特 点 采 用 交 互 式 的 方 法 选 取 分 隔 线 ， 也 可 采 用 专 用 的算法自动选取分割线； c) 两 幅 影 像 色 调 差 别 较 大 时 ,应 进 行 色 调 调 整 处 理 ； DB23/T XXXX20185 d) 提高镶嵌精度，接边处影像灰
18、度、色调应与整幅影像协调。 4.6 影像增强影像增强要求： a) 一 般 选 用 累 积 直 方 图 上 下 频 率 截 止 方 法 增 强 图 像 反 差 。 也 可 选 用 线 性 拉 伸 、 非 线 性 拉 伸 、 自 适应增强、锐化处理、方向滤波处理对融合后的影像进行增强处理； b) 图像增强应适度，避免图像过度增强； c) 增强后的影像应色彩丰富、层次分明、反差适中、纹理清晰。 4.7 影像裁剪通常是先对每幅图像进行几何校正，将它们规划到统一的坐标系中，再对它们进行裁剪，去掉重 叠的部分，再将裁剪后的多幅影像装配起来形成一幅大幅面的影像。图像裁剪的目的是将研究之外的 区域去除，常用的
19、是按照行政区划边界或自然区划边界进行图像的分幅裁剪。 a) 按照国家基本比例尺地形图分幅的单个图幅范围裁剪地理编码遥感图像（见 GB/T 13989）； b) 裁剪遥感图像应以图幅范围最大外接四边矩形为最小面积； c) 必要时可以在 b)的 基 础 上 向 四 周 扩 大 100 个 左 右 图 像 像 元 。 DB23/T XXXX20186 附 录 A（规范性附录） 全色影像正射校正误差与精度要求表 A.1 控制点残差地形类型 控制点残差 平地 1 像素 丘陵 1 像素 山地 2 像素 表 A.2 相对于地形图的中误差地形类型 点位中误差 平地 2.5 米 丘陵 2.5 米 山地 5.0 米
