卫星影像的分辨率与成图比例尺

qiang · 发表于 2010-2-23 23:16

影像分辨率是决定影像精度的一个重要指标，影像精度要满足相应比例尺地图更新对于影像识别能力和成图精度要求，同时又要考虑地图更新成本。冗余的分辨率会增加卫星影像购买成本和加重内业处理的负担；而若分辨率达不到一定要求，细小的地物就无法判读、像片控制点精度得不到保证，满足不了成图精度。在选择合适的分辨率时，还要考虑最不利的生产条件。
1 航空摄影测量对影像的要求
航空摄影测量的实践可以用来借鉴分析卫星影像与成图比例尺的选择。这是因为二者的成图原理相似，并且航空摄影测量具有大量的实践经验和实验数据，是非常成熟的。
航空摄影测量中没有直接给出对影像分辨率的要求，但可以通过对摄影仪物镜分辨率的要求和摄影比例尺来推断。航摄中航摄仪镜头分辨率表示通过航空摄影后在影像上能够分辨的线条的最小宽度（这里没有考虑软片和像纸的分辨率）。在航摄规范（GB/T 15661-1995）中规定航摄仪有效使用面积内镜头分辨率“每毫米内不少于25 线对”。根据物镜分辨率和摄影比例尺可以估算出航摄影像上相应的地面分辨率D，即D=M/R。(其中M 为摄影比例尺分母，R 为镜头分辨率。)根据航摄规范中“航摄比例尺的选择”的规定和以上公式，可得表（1）
成图比例尺       航摄比例尺       影像地面分辨率（m）
1：5000       1：10 000～1：20 000       0.4～0.8
1：10 000    1：20 000～1：40 000       0.8～1.6
1：2 5000    1：25 000～1：60 000       1.0～2.4
1：50 000    1：35 000～1：80 000       1.4～3.2
上表可以作为选择卫星影像分辨率的参考。顺便指出，从表中可以看出，虽然成图比例尺愈大，所需的影像分辨率愈高，但两者并不是成线性正比关系，而是非线性的。
2 卫星影像分辨率的选择
卫星影像分辨率的选择除了考虑不同比例尺成图对影像分辨率要求，还要考虑现有可获取的卫星影像产品之规格，因为卫星摄影与航空摄影不同，其摄影高度（即摄影比例尺）是固定的。
下面列出几种商用卫星影像的分辨率。
表（2）
卫       星 QuickBird-2  IKONOS-2 SPOT-5  SPOT-4  Landsat-7
最高分辩率(m) 0.61          1       2.5    10       15
对照表（1）和表（2），就目前较为稳定的卫星影像货源来讲，对于1：5000～1：50 000 的基础测绘更新试验，可以考虑如下的分辨率选择。
表（3）
成图比例尺             卫星影像（分辨率）
1：5000～1：10 000       QuickBird(0.61m)
IKONOS-2 (1m)
1：25 000                QuickBird-2(0.61m)
IKONOS-2 (1m)
SPOT-5(2.5m)
1：50 000                   SPOT-5(2.5m)
对于已有旧版实测地形图的地区，若有足够密度的图上参考点（即可与卫片上的同位置点相一致）作范围控制的基础上，在地形图局部快速更新（修、补测）时，可以考虑适当放宽对分辨率的要求，如用2.5m分辨率卫片局部修、补测1：10 000地形图，用10m分辨率卫片局部修、补测1：50 000地形图等。