隨著社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，各行各業(yè)對高精度地圖的需求日漸增多。傳統(tǒng)的 1:2000 地形圖數(shù)據(jù)主要是利用航空攝影測量等方法獲得，受天氣和空域影響較大，存在諸多局限性。近年來，隨著衛(wèi)星遙感影像的空間分辨率不斷提高，現(xiàn)代遙感技術已能提供動態(tài)、快速、準確的對地觀測，直接帶動了遙感制圖水平的提升。
目前，業(yè)界分辨率最高、精度最高、采集能力最強的商業(yè)衛(wèi)星群，來自地理空間智慧領域的全球佼佼者——Maxar 公司。Maxar 衛(wèi)星影像是全球分辨率最高的商業(yè)衛(wèi)星影像，空間分辨率高達30cm。Maxar旗下的 WorldView、GeoEye 30cm HD 等產(chǎn)品，又進一步增強了 Maxar 30 cm 級別衛(wèi)星影像的采集能力和歷史存檔影像數(shù)據(jù)的提供能力。
領先的技術優(yōu)勢使 Maxar 30 cm HD 立體影像數(shù)據(jù)產(chǎn)品成為全球用戶的優(yōu)先選擇之一。在國內(nèi)，業(yè)界也在逐漸增強對該產(chǎn)品的認識和應用。近期，在中國測繪學會的指導下，由Maxar公司和北京航天世景信息技術有限公司聯(lián)合舉辦的“MAXAR杯”30 cm HD高分辨率衛(wèi)星影像制圖處理大賽二等獎獲獎團隊江蘇省測繪工程院和三等獎獲獎團隊福建省測繪院分別開展了基于 Maxar 30 cm HD 立體衛(wèi)星影像的 1∶ 2 000 地形圖測繪實驗，并生成相關精度報告，對成圖質(zhì)量進行了客觀定量評價，有效填補了 30 cm HD 高分辨率衛(wèi)星影像應用于制圖領域精度論證不足的空白。
江蘇省測繪工程院：
Maxar 30cm HD 立體影像用于大比例尺地形圖測繪應用廣泛
江蘇省測繪工程院選取南京市六合區(qū)為研究區(qū)。研究區(qū)覆蓋面積約 25平方公里，大部分區(qū)域為地勢較平坦的緩崗，北部有小丘陵，最高海拔約 146m，代表了南京市低山緩崗的地形特點，如圖1所示。
圖1：研究區(qū)地形示意圖
研究區(qū)域使用的數(shù)據(jù)源為 30 cm 分辨率 Worldview2 同軌道立體HD 產(chǎn)品，通過采用攝影測量方式進行數(shù)據(jù)立體采集，在像控的基礎上恢復立體模型，進行內(nèi)業(yè)采集定位、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)編輯等。測制完成后，再對數(shù)字地形圖按平面、高程兩個方面進行精度檢測。
對照《基礎地理信息數(shù)字成果 1∶500 1∶1 000 1∶2 000 數(shù)字線劃圖》(CH/T 9008.1-2010)中提出的 1∶2 000 地形圖平面和高程精度要求，江蘇省測繪工程院報告顯示：綜合看來，對于平地、丘陵地，利用 Maxar 30cm HD 立體影像數(shù)據(jù)進行 1∶2 000 地形圖作業(yè)生產(chǎn)是可行的，成圖結果的平面和高程精度基本滿足 1∶2 000 地形圖的測圖精度。而且，利用Maxar 30cm HD 衛(wèi)星影像，可以生產(chǎn)高質(zhì)量的數(shù)字正射影像圖 (Digital Orthophoto Map,DOM)、數(shù)字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)和數(shù)字線劃地圖(Digital Line Graphic,DLG)產(chǎn)品。利用該影像制作的正射影像圖具有色彩分明、紋理清晰、信息豐富等特點(如圖2)，可以用于土地覆蓋/利用調(diào)查、城市規(guī)劃、精準農(nóng)業(yè)、綠地現(xiàn)狀調(diào)查與規(guī)劃、森林監(jiān)測、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測等領域，具備廣泛行業(yè)應用價值。
圖2：試驗區(qū)正射影像圖
例如，綜合利用由30cm的HD影像制作生成的DOM并與數(shù)字表面模型(Digital Surface Model,DSM)相結合能更準確地提取建筑物信息，此外，可以對兩期DSM進行差值計算，根據(jù)高程的變化情況，快速發(fā)現(xiàn)疑似違章建筑。特別是對頂層加蓋的情況，通過兩期DOM的對比，違法行為往往不易被發(fā)現(xiàn)，而根據(jù)高程變化信息能夠比較好地進行輔助判斷，能夠為城市規(guī)劃與管理提供支撐。
圖3：前后時相DSM對比
圖4：前后時相DSM差值計算結果，快速檢測出高程變化區(qū)域
圖5：前后時相DOM對比，可發(fā)現(xiàn)上圖兩處紅框區(qū)域為疑似違章建筑
福建省測繪院：
三種情況下 RPC 所構建衛(wèi)星影像立體像對的測圖精度均滿足要求
福建省測繪院選取了以福建省三明市將樂縣城為中心的 25(5*5)平方公里區(qū)域作為研究區(qū)，區(qū)域內(nèi)包含平地、丘陵、山地等地貌，是福建比較典型的地區(qū)。
圖6：測試范圍及數(shù)據(jù)概況
本次分別測試了三種情況下 RPC 所構建的衛(wèi)星影像立體像對測圖精度，并參照國標 GB/T 7930-2008 《1:500 1:1000 1:2000 地形圖航空攝影測量業(yè)內(nèi)規(guī)范》丘陵地平面 0.6 米高程 0.5 米的精度指標，得出結論：三種情況下 RPC 所構建衛(wèi)星影像立體像對的測圖精度均滿足要求。MAXAR 公司提供的 30cm HD 立體影像產(chǎn)品能夠達到 1:2000 制圖的精度需求，加之其重訪周期短，數(shù)據(jù)獲取便捷，單景影像覆蓋面積大，完全可以為縣、市、省級 1:2000 比例尺系列數(shù)字產(chǎn)品的制作及更新提供強大的數(shù)據(jù)保障能力。
“自然資源的利用和管理除了需要地物面積、位置等水平向信息，還需要垂直向信息。” 中國自然資源航空物探遙感中心研究員楊金中表示，“地質(zhì)行業(yè)在轉(zhuǎn)型，目前無人機的應用較多，無人機傾斜攝影主要集中在1:500 - 1:1000的三維制作領域。如果能夠通過衛(wèi)星實現(xiàn)1:2000高精度制圖(包括高程)，則可以很大程度地解決行業(yè)應用問題。”
綜合考慮測圖精度和生產(chǎn)效率，利用 Maxar 30cm HD 立體影像數(shù)據(jù)進行大比例尺地形圖測繪成為測繪產(chǎn)品生產(chǎn)的一種重要技術手段。未來，隨著遙感衛(wèi)星影像空間分辨率的不斷提高，利用更高分辨率的 Maxar HD 衛(wèi)星影像開展 1∶2000 甚至更大比例尺的測圖將成為可能，衛(wèi)星影像立體測圖有望大規(guī)模補充航空攝影，在城市規(guī)劃、工程建設、地質(zhì)勘探、防災減災等領域發(fā)揮更為重大的作用。
關于Maxar Technologies
Maxar是一家地理空間智慧公司，是地球智慧信息和空間基礎設施領域值得信賴的合作伙伴和創(chuàng)新者，為政府和商業(yè)客戶提供顛覆性的價值，幫助他們監(jiān)測、理解和應對我們不斷變化的地球;提供全球?qū)掝l通訊;探索和推進空間利用。2019年2月，DigitalGlobe、SSL和Radiant Solutions統(tǒng)一于Maxar品牌麾下，從而打造一個更精簡、更專注的組織，能夠更好地應對空間和情報行業(yè)發(fā)生的快速變化。
Maxar簡化了對地球關鍵信息的訪問，使客戶能夠應對影響環(huán)境、經(jīng)濟和生活的復雜問題。
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