国产高分七号光学影像产品预处理步骤

1.引言

????????高分七号卫星采用主被动光学复合测绘新体制，星上搭载了双线阵相机、激光测高仪等有效载荷，其中双线阵相机可有效获取20公里幅宽、优于0.8m（后视：0.65m;前视：0.8m）分辨率的全色立体影像和2.6m分辨率的多光谱影像；激光测高仪以3Hz的观测频率进行对地观测，可获取全波形数据。高分七号卫星不仅具备同轨道前后视立体成像能力及亚米级空间分辨率优势，还能利用激光测高仪获得高精度高程信息，提升光学立体影像在无控条件下的高程精度。

? ? ? ? 本博客这里主要介绍高分七号的DLC产品的处理步骤，包括数据的打开、正射校正、图像融合处理。最后的影像分辨率为0.65米。

2.处理步骤

图1 高分七号DLC产品处理流程?

2.1 软件准备

????????本博客在ENVI5.6中处理完成， 需要在ENVI App Store找到“中国国产卫星支持工具”以及“经典版Gram-Schmidt Pan Sharpening融合工具”。

? ? ? ? 注：Gram-Schmidt Pan Sharpening融合方法（以下简称GS方法）能极大保留多光谱光谱信息，对国产卫星数据具有较好的融合效果。ENVI5.X原生支持GS方法，可以通过ToolBox/Image Sharpening/Gram-Schmidt Pan Sharpening启动。但实验发现，当图像背景区域较多时，掩膜背景后GS方法融合效果更优。由于原生GS工具不支持掩膜，故开发Gram-Schmidt Pan Sharpening Classic 工具。

2.2 打开数据

????????获取高分七号影像压缩包解压后，如下图所示，DLC数据由前视全色、后视全色、后视多光谱组成。

图2 高分七号DLC产品解压后文件组成（橘黄色区域为隐掉的经纬度信息）

????????（1）选择Open As->China Satellites->GF-7。选择对应的*-BWDMUX.xml和*-BWDPAN.xml文件打开。

????????（2）在ENVI图层管理器中，右键选择ViewMeta打开元数据信息。可以看到自动打开包括RPC文件、中心波长、成像时间等元数据信息。

2.3?多光谱正射校正

????????高分七号的L1A级包括了RPC文件，可以直接使用/Geometric Correction/Orthorectification/RPC Orthorectification Workflow工具进行正射校正。由于缺少控制点数据，下面是基于无控制点对多光谱数据结果进行无控制点的正射校正。

????????（1）在Toolbox中，启动/Geometric Correction/Orthorectification/RPC Orthorectification Workflow工具。

????????（2）在File Selection面板：

• Input File：选择多光谱数据（*-BWDMUX.tiff）；
• DEM File：默认选择ENVI自带DEM文件（900米），单击Browse，可选择更高精度的DEM文件。

????????（3）单击Next，在RPC Refinement步骤中，打开Advanced面板，设置参数。

• Output Projection：UTM Zone 50N（默认输出的投影信息为UTM，可点击Browse按钮更改）
• Output Piexl Size：2.6m；
• Image Resampling：Cubic Convolution；
• Grid Spacing：10。正射校正的格网大小，格网越大数据越快，相应精度越低。

????????（4）在Exports面板中，选择输出路径和文件名。

????????（5）单击Finish执行处理。

2.4?全色图像正射校正

????????同样的方法对高分七号全色数据进行正射校正。

????????（1）在Toolbox中，启动/Geometric Correction/Orthorectification/RPC Orthorectification Workflow工具。

????????（2）在File Selection面板：

• Input File：选择全色数据(?*-BWDPAN.tiff)；
• DEM File：默认选择ENVI自带DEM文件（900米），单击Browse，可选择更高精度的DEM文件。

????????（3）单击Next，在RPC Refinement步骤中，打开Advanced面板，设置参数。

• Output Projection：UTM Zone 50N（默认输出的投影信息为UTM，可点击Browse按钮更改）
• Output Piexl Size：0.65m；
• Image Resampling：Cubic Convolution；
• Grid Spacing：10。正射校正的格网大小，格网越大数据越快，相应精度越低。

????????（4）在Exports面板中，选择输出路径和文件名。

????????（5）单击Finish执行处理。

2.5 多光谱与全色融合

????????（1）在Toolbox中，启动/Image Sharpening/Gram-Schmidt Pan Sharpening Classic，分别选择正射后的高分七号多光谱和全色图像；

????????（2）Data Ignore Value设置为0，选择输出路径和文件名，其他默认；

????????（3）点击OK执行。

图3?Gram-Schmidt Pan Sharpening Classic 面板?

????????注：在这一步骤可能会报存储错误，这是因为中间结果（十几个~几十个GB文件）会存放在ENVI的安装路径，如果当时安装的是C盘，可能存储空间不够造成无法进行下去，就会报错。解决方法是C盘清理无用文件，保证足够大的空间。

3.结果查看

? ? ? ? 本博客案例使用的是冬季雪后的城市影像。打开图像融合后的结果，可以看到高分七号融合图像建筑物纹理非常清晰，背景是雪这种高饱和度下依然效果优异。停车场的车辆也能看清。

图4 融合前多光谱影像（分辨率2.6米）

图5 融合后多光谱影像（分辨率：0.65米）