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[摘 要]ERDAS的IMAGEINE Auto Sync模块主要是用于全色影像和多光谱影像的自动配准，本文通过在生产实践中的研究与探索，将该功能应用于了遥感影像的自动纠正上，为解决影像待纠正区域DEM范围不全的情况，提供了一个新的影像几何纠正方案，使用此纠正方式可以在很大程度上减少测绘成本，提高工作效率。
[关键词]ERDAS Auto Sync 遥感影像 自动配准 纠正
中图分类号：TB757 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）27-0393-01
引言
随着现代社会的发展，测绘技术也在快速进步，许多测绘工作也都在应用遥感技术，使用起了遥感影像。近年来，我省1：1万地形图更新任务也开始使用分辨率优于1.0米的遥感影像来进行更新作业，其中影像的纠正工作成为必不可少的一个重要环节，影像纠正后的质量直接影响着后续工作的开展与成果质量。下面将以我省1：1万地形图更新任务中的遥感影像几何纠正为例，介绍基于ERDAS IMAGEINE Auto Sync模块的自动配准功能在遥感影像几何纠正中的研究与应用。
1.ERDAS IMAGINE介绍
ERDAS IMAGINE是美国Intergraph公司开发的专业遥感图像处理系统软件。ERDAS IMAGINE是以模块化的方式提供给用户的，可使用户根据自己的应用要求及资金情况合理地选择不同功能模块及其不同组合。Auto Sync模块就是自动完成影像到影像的配准工作，可以对有重叠区的影像进行边缘匹配，取代手工提取同名点和控制点的操作，并且提供了严格的轨道模型和数字地形模型，帮助用户有效提高影像匹配精度。
2.遥感影像几何纠正
2.1 任务基本情况
本次任务我院承担北起本溪市溪湖区，南至大连市瓦房店市，西起营口市鲅鱼圈区，东至丹东市振安區范围内的1：1万地形图数据库的更新，影像数据以地面分辨率优于1.0米的高分二号卫星遥感影像作为主要数据源，制作DOM作为更新使用的底图数据。测区范围内早期的分幅DEM、DOM、DLG、外业基础像控点数据等成果数据，符合控制精度要求的均可作为遥感影像几何纠正的参考控制资料选取使用。
2.2 基于ERDAS平台的遥感影像几何纠正
本次任务遥感影像的几何纠正基本分为三个步骤：第一步利用ERDAS的IMAGINE Photogrammetry模块对高分二号的全色影像进行纠正。像控点的选取以景为单位，采用9点法进行布设，除影像中心的像控点外，其他的像控点要布设在两景影像的重叠处以保证景与景的接边精度，根据布控的像控点，经人工刺点、影像自身的RPC文件与DEM成果数据，对影像进行几何校正，经平差运算，重采样生成无畸变的全色影像；第二步利用ERDAS的Auto Sync模块对高分二号的多光谱影像进行配准。利用纠正后无畸变的全色影像作为多光谱影像配准的参考影像，再设置好自动匹配同名点提取规则与DEM成果数据等设定，最后由Auto Sync模块进行自动配准生成无畸变的多光谱影像；第三步利用ERDAS的影像融合模块将无畸变的全色与多光谱影像进行融合，生成该景影像的DOM成果。
2.3 遥感影像纠正中的问题
从以上遥感影像几何纠正的过程可以看出，DEM数据参与了全色影像的纠正与多光谱影像的配准，是整个纠正过程中必不可少的。此次任务区的西部区域为临海地区，有填海造地的情况，这样造成了已有的DEM成果数据范围不足，缺少填海造地部分的DEM数据，造成了纠正后的影像不完整，填海造地部分的影像缺失，无法完成后续的数据更新工作。
3.Auto Sync模块的遥感影像几何纠正方法的研究
3.1 问题分析
针对出现的问题，最直接的方法是可以通过野外实测来解决，但时间成本和经济成本较高。分析测区情况，由于实地为填海造地区域，地势属平原地区，高程变化较小，这样Auto Sync模块下的elevation library数字高模型数据库应该能够替代所缺少部分的DEM数据；另外已有数据中有较早时期的分幅DOM成果数据，可以将其镶嵌处理后作为配准影像的参考影像，如图2所示。
3.2 问题解决
通过分析试将全色影像作为待配准影像，较早期DOM作为了参考影像，利用Auto Sync模块自带的elevation library数字高模型数据库对全色影像进行了自动配准，但平差结果不佳，生成的配准后影像完整，与已有DLG套合有一定的偏差，未达到理想的结果。遂将此次生成的配准后影像作为待配准影像，较早期DOM作为参考影像，提高匹配点的选取密度等参数的设定，利用Auto Sync模块自带的elevation library数字高模型数据库再次对全色影像进行了自动配准，此次配准提高平差结果，生成的配准后影像与已有DLG套合情况较好，影像精度也完全满足设计要求，可以作为底图数据使用。
3.3 Auto Sync模块的遥感影像几何纠正方法技术路线的总结
通过Auto Sync模块进行的遥感影像纠正过程可知，使用该种方法纠正影像，需要收集参考影像数据，且参考影像的范围要与待纠正影像的范围相一致，通过自动匹配联接点，对影像进行纠正。当经一次纠正后的成果不符合要求时，可再次对生成的该成果进行自动纠正，使最终的成果符合设计要求。当全色的影像成果纠正完成后，便可用其对多光谱影像进行配准，最后生成融合影像，完成整个遥感影像的纠正。
3.4 Auto Sync模块的遥感影像几何纠正方法的适用性
Auto Sync模块的遥感影像几何纠正方法的使用是为了解决任务中DEM范围不够造成的影像缺失问题，且出现问题的区域是地势较为平坦的沿海地区，那么此方法是否能够完全替代ERDAS的Photogrammetry模块功能，适用任何地形区域的遥感影像的纠正。带着这个疑问，选取了任务中内陆山区的单景进行了遥感影像的纠正实验。实验中，准备好两种纠正方法所需的各种资料数据，只针对全色波段的影像利用ERDAS的Photogrammetry模块和Auto Sync模块分别进行了纠正，验证两种方法纠正后的影像精度。经过实验验证，利用ERDAS的Photogrammetry模块纠正后的影像整景精度都符合设计要求，而利用Auto Sync模块纠正后的影像出现局部精度超限情况且无法消除，超限的区域在整景影像中呈不均匀随机分布。由此可见，Auto Sync模块的遥感影像几何纠正方法还是受地形条件限制的
4.结束语
基于ERDAS Auto Sync模块的遥感影像自动纠正技术解决了我省1：10000地形图更新与建库项目测区内填海造地部分DEM范围不够而造成的影像纠正后缺失的问题，通过在项目中对Auto Sync模块纠正方法的研究与实验，总结出了一套遥感影像的纠正方案，该方法只需提供测区的前时像DOM，运用ERDAS内置的elevation library数字高程模型数据库，通过设置不同的匹配策略，自动匹配待纠正影像与参考影像同名点，免去了野外像控点与人工刺点的环节，实现快速平差运算和影像快速重采样，极大地提高了地势平坦区域的遥感影像纠正工作效率。
参考文献
[1] 王树根.2009.摄影测量原理与应用[M].武汉：武汉大学出版社.
[2] 孙家炳.2005.遥感原理与应用[M].武汉：武汉大学出版社.
[3] 国家测绘局.2007.CH/T1015.3--2017.基础地理信息产品1：10 000 1：50 000生产技术规程 第3部分：数字正射影像图（DOM）[S].北京：测绘出版社.
[4] 韦玉春，汤国安，杨昕.2007.遥感数字图像处理教程[M].北京：科学出版社.
[关键词]ERDAS Auto Sync 遥感影像 自动配准 纠正
中图分类号：TB757 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）27-0393-01
引言
随着现代社会的发展，测绘技术也在快速进步，许多测绘工作也都在应用遥感技术，使用起了遥感影像。近年来，我省1：1万地形图更新任务也开始使用分辨率优于1.0米的遥感影像来进行更新作业，其中影像的纠正工作成为必不可少的一个重要环节，影像纠正后的质量直接影响着后续工作的开展与成果质量。下面将以我省1：1万地形图更新任务中的遥感影像几何纠正为例，介绍基于ERDAS IMAGEINE Auto Sync模块的自动配准功能在遥感影像几何纠正中的研究与应用。
1.ERDAS IMAGINE介绍
ERDAS IMAGINE是美国Intergraph公司开发的专业遥感图像处理系统软件。ERDAS IMAGINE是以模块化的方式提供给用户的，可使用户根据自己的应用要求及资金情况合理地选择不同功能模块及其不同组合。Auto Sync模块就是自动完成影像到影像的配准工作，可以对有重叠区的影像进行边缘匹配，取代手工提取同名点和控制点的操作，并且提供了严格的轨道模型和数字地形模型，帮助用户有效提高影像匹配精度。
2.遥感影像几何纠正
2.1 任务基本情况
本次任务我院承担北起本溪市溪湖区，南至大连市瓦房店市，西起营口市鲅鱼圈区，东至丹东市振安區范围内的1：1万地形图数据库的更新，影像数据以地面分辨率优于1.0米的高分二号卫星遥感影像作为主要数据源，制作DOM作为更新使用的底图数据。测区范围内早期的分幅DEM、DOM、DLG、外业基础像控点数据等成果数据，符合控制精度要求的均可作为遥感影像几何纠正的参考控制资料选取使用。
2.2 基于ERDAS平台的遥感影像几何纠正
本次任务遥感影像的几何纠正基本分为三个步骤：第一步利用ERDAS的IMAGINE Photogrammetry模块对高分二号的全色影像进行纠正。像控点的选取以景为单位，采用9点法进行布设，除影像中心的像控点外，其他的像控点要布设在两景影像的重叠处以保证景与景的接边精度，根据布控的像控点，经人工刺点、影像自身的RPC文件与DEM成果数据，对影像进行几何校正，经平差运算，重采样生成无畸变的全色影像；第二步利用ERDAS的Auto Sync模块对高分二号的多光谱影像进行配准。利用纠正后无畸变的全色影像作为多光谱影像配准的参考影像，再设置好自动匹配同名点提取规则与DEM成果数据等设定，最后由Auto Sync模块进行自动配准生成无畸变的多光谱影像；第三步利用ERDAS的影像融合模块将无畸变的全色与多光谱影像进行融合，生成该景影像的DOM成果。
2.3 遥感影像纠正中的问题
从以上遥感影像几何纠正的过程可以看出，DEM数据参与了全色影像的纠正与多光谱影像的配准，是整个纠正过程中必不可少的。此次任务区的西部区域为临海地区，有填海造地的情况，这样造成了已有的DEM成果数据范围不足，缺少填海造地部分的DEM数据，造成了纠正后的影像不完整，填海造地部分的影像缺失，无法完成后续的数据更新工作。
3.Auto Sync模块的遥感影像几何纠正方法的研究
3.1 问题分析
针对出现的问题，最直接的方法是可以通过野外实测来解决，但时间成本和经济成本较高。分析测区情况，由于实地为填海造地区域，地势属平原地区，高程变化较小，这样Auto Sync模块下的elevation library数字高模型数据库应该能够替代所缺少部分的DEM数据；另外已有数据中有较早时期的分幅DOM成果数据，可以将其镶嵌处理后作为配准影像的参考影像，如图2所示。
3.2 问题解决
通过分析试将全色影像作为待配准影像，较早期DOM作为了参考影像，利用Auto Sync模块自带的elevation library数字高模型数据库对全色影像进行了自动配准，但平差结果不佳，生成的配准后影像完整，与已有DLG套合有一定的偏差，未达到理想的结果。遂将此次生成的配准后影像作为待配准影像，较早期DOM作为参考影像，提高匹配点的选取密度等参数的设定，利用Auto Sync模块自带的elevation library数字高模型数据库再次对全色影像进行了自动配准，此次配准提高平差结果，生成的配准后影像与已有DLG套合情况较好，影像精度也完全满足设计要求，可以作为底图数据使用。
3.3 Auto Sync模块的遥感影像几何纠正方法技术路线的总结
通过Auto Sync模块进行的遥感影像纠正过程可知，使用该种方法纠正影像，需要收集参考影像数据，且参考影像的范围要与待纠正影像的范围相一致，通过自动匹配联接点，对影像进行纠正。当经一次纠正后的成果不符合要求时，可再次对生成的该成果进行自动纠正，使最终的成果符合设计要求。当全色的影像成果纠正完成后，便可用其对多光谱影像进行配准，最后生成融合影像，完成整个遥感影像的纠正。
3.4 Auto Sync模块的遥感影像几何纠正方法的适用性
Auto Sync模块的遥感影像几何纠正方法的使用是为了解决任务中DEM范围不够造成的影像缺失问题，且出现问题的区域是地势较为平坦的沿海地区，那么此方法是否能够完全替代ERDAS的Photogrammetry模块功能，适用任何地形区域的遥感影像的纠正。带着这个疑问，选取了任务中内陆山区的单景进行了遥感影像的纠正实验。实验中，准备好两种纠正方法所需的各种资料数据，只针对全色波段的影像利用ERDAS的Photogrammetry模块和Auto Sync模块分别进行了纠正，验证两种方法纠正后的影像精度。经过实验验证，利用ERDAS的Photogrammetry模块纠正后的影像整景精度都符合设计要求，而利用Auto Sync模块纠正后的影像出现局部精度超限情况且无法消除，超限的区域在整景影像中呈不均匀随机分布。由此可见，Auto Sync模块的遥感影像几何纠正方法还是受地形条件限制的
4.结束语
基于ERDAS Auto Sync模块的遥感影像自动纠正技术解决了我省1：10000地形图更新与建库项目测区内填海造地部分DEM范围不够而造成的影像纠正后缺失的问题，通过在项目中对Auto Sync模块纠正方法的研究与实验，总结出了一套遥感影像的纠正方案，该方法只需提供测区的前时像DOM，运用ERDAS内置的elevation library数字高程模型数据库，通过设置不同的匹配策略，自动匹配待纠正影像与参考影像同名点，免去了野外像控点与人工刺点的环节，实现快速平差运算和影像快速重采样，极大地提高了地势平坦区域的遥感影像纠正工作效率。
参考文献
[1] 王树根.2009.摄影测量原理与应用[M].武汉：武汉大学出版社.
[2] 孙家炳.2005.遥感原理与应用[M].武汉：武汉大学出版社.
[3] 国家测绘局.2007.CH/T1015.3--2017.基础地理信息产品1：10 000 1：50 000生产技术规程 第3部分：数字正射影像图（DOM）[S].北京：测绘出版社.
[4] 韦玉春，汤国安，杨昕.2007.遥感数字图像处理教程[M].北京：科学出版社.