導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇遙感衛(wèi)星影像處理技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關(guān)鍵詞】高分衛(wèi)星 遙感影像 預(yù)處理 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

隨著空間信息技術(shù)的發(fā)展，對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)也逐漸的從地面、低空發(fā)展到太空，并且對(duì)觀測(cè)的連續(xù)性、快速性、精確性等有了更為嚴(yán)格的要求。高分一號(hào)是我國(guó)觀測(cè)系統(tǒng)的首顆發(fā)射衛(wèi)星，其成功實(shí)現(xiàn)了寬覆蓋、高精度、穩(wěn)定度的控制技術(shù)，而對(duì)于高分二號(hào)而言，其成功突破了優(yōu)于1m的分辨率水平，并且能夠具有高定位、快速靈活、機(jī)動(dòng)的能力等特點(diǎn)，對(duì)于提升我國(guó)空間衛(wèi)星水平、數(shù)據(jù)的自給率等這些方面具有非常重要的意義。并且高分O畹某曬κ凳涌熗宋夜空間信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，有利的推動(dòng)了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)與社會(huì)的進(jìn)步。

遙感影像的預(yù)處理即為影像數(shù)據(jù)的糾正與重建的過(guò)程，主要是糾正遙感成像過(guò)程中，由于傳感器外在原因：如姿態(tài)的變化、高度、速度等因素造成的遙感影像的幾何畸變與變形，并且遙感影像本身在空間、時(shí)間及光譜分辨率上的不足，在獲取數(shù)據(jù)的過(guò)程中不能夠精確的進(jìn)行信息的記載，很大程度上會(huì)降低遙感數(shù)據(jù)的精度，因此，需要對(duì)遙感影像進(jìn)行遙感數(shù)據(jù)的預(yù)處理。本文是在高分遙感數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)高分一號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將原始高分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理的過(guò)程，得到在幾何與輻射上真實(shí)的圖像。

1 高分遙感影像的軟件選取

本文中所涉及到的高分遙感預(yù)處理軟件采用的是ENVI與ERDAS相結(jié)合的技術(shù)方案。采用這兩種軟件相結(jié)合的方式，其優(yōu)勢(shì)在于：首先，ENVI能夠通過(guò)底層的IDL開(kāi)發(fā)語(yǔ)言進(jìn)行功能擴(kuò)展，開(kāi)發(fā)定制自己的遙感平臺(tái)。其次，ENVI提供了光譜分析工具，使得基于波段與文件的遙感技術(shù)完美結(jié)合，并且通過(guò)圖像的配準(zhǔn)，可以提供多個(gè)圖像窗口進(jìn)行分析，清晰明了、易于操作。再次，通過(guò)兩者相結(jié)合的方式可以將遙感影像與ArcGIS進(jìn)行一體化整合，對(duì)遙感平臺(tái)進(jìn)行全方位的應(yīng)用。最后，通過(guò)ERDAS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。本文首先是通過(guò)遙感處理軟件對(duì)高分遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，然后通過(guò)photoshop工具對(duì)影像進(jìn)行勻光勻色的調(diào)整，最終完成整個(gè)預(yù)處理過(guò)程。

2 高分遙感影像的預(yù)處理過(guò)程

2.1 預(yù)處理流程

文章以正定市高分一號(hào)遙感衛(wèi)星影像為例，演示了高分衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理的全過(guò)程。

首先是對(duì)高分一號(hào)2m全色影像與8m多光譜影像進(jìn)行正射糾正（Orthorectification），糾正影像的傾斜偏差及投影過(guò)程中產(chǎn)生的誤差，第二步是將正射糾正后的多光譜整景數(shù)據(jù)與全色整景數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)，是將全色影像作為基準(zhǔn)對(duì)多光譜影像進(jìn)行配準(zhǔn)，第三步是對(duì)配準(zhǔn)后的影像進(jìn)行融合，對(duì)影像進(jìn)行接邊線的處理，使得融合后的影像在分辨率上能夠達(dá)到非常高的精度，第四步利用Photoshop工具，對(duì)影像進(jìn)行顏色平衡的調(diào)整，使其能夠在色彩上達(dá)到較好的效果。通過(guò)以上步聚就完成了整個(gè)圖像預(yù)處理的過(guò)程，并進(jìn)行結(jié)果的輸出。

2.2 正射糾正

正射糾正（Orthographical correction）是糾正了因傳感器、地形的起伏不均衡等因素引起的像點(diǎn)元素上的偏移，并利用地面控制點(diǎn)通過(guò)相應(yīng)的數(shù)學(xué)算法模型來(lái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的過(guò)程。正射校正后的影像無(wú)論在精度上、影像的特性上以及信息表達(dá)上都能達(dá)到很好的效果，而且其數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，并能夠改正因地勢(shì)較大產(chǎn)生的誤差。高分影像的正射糾正過(guò)程采用依靠高分影像自帶的RPC文件和數(shù)字高程模型（DEM）來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)定位的校正方式。RPC文件實(shí)質(zhì)上是通過(guò)將傳感器的軌道參數(shù)及其他各種物理參數(shù)相結(jié)合并通過(guò)地面的控制點(diǎn)元素解算出來(lái)的變換矩陣。

本設(shè)計(jì)中選擇二次多項(xiàng)式的方法進(jìn)行校正，在ENVI中選擇Geometric CorrectionOrthorectificationRPC Orthorectification模塊進(jìn)行糾正，并且選擇30m的DEM進(jìn)行數(shù)字高程的校正。

2.3 配準(zhǔn)與融合技術(shù)

遙感影像的配準(zhǔn)（registration）是通過(guò)選擇地面清晰控制點(diǎn)并按照一定的變換函數(shù)及重采樣方法對(duì)同名像元點(diǎn)進(jìn)行配準(zhǔn)的過(guò)程。對(duì)配準(zhǔn)后的影像需要進(jìn)行重采樣處理以改正輸出影像的像元偏差，以此來(lái)建立新的圖像矩陣，常用的重采樣方法有雙線性法、三次卷積法、最鄰近法等，對(duì)于高分一號(hào)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)采用雙線性?xún)?nèi)插方法，其主要處理是將同一區(qū)域的2m全色影像作為基準(zhǔn)對(duì)8m多光譜進(jìn)行校準(zhǔn)，該過(guò)程可以在很大程度上保留影像原有的幾何特征，能夠得到精度較高的配準(zhǔn)影像。

遙感影像配準(zhǔn)的過(guò)程是融合的先決條件，其融合過(guò)程是將不同傳感器、分辨率、波段的數(shù)據(jù)通過(guò)一定的分析算法綜合起來(lái)的技術(shù)。圖像的融合算法有：

（1）空間色彩變化法：HIS、PCA等；

（2）代數(shù)運(yùn)算方法：MLT、Brovey、加法運(yùn)算、比值法等；

（3）空間濾波融合算法：SFIM、HPF、Bretschneider小波變換法等；

（4）其他方法：PCI、光譜響應(yīng)融合算法等。

對(duì)于高分遙感數(shù)據(jù)，通常采用Pansharpen的融合方法，可以使得融合后的遙感影像既保持了較高的空間分辨率，又具有了多光譜特征的色彩信息，并且使融合后的影像在紋理色彩上信息豐富，空間細(xì)節(jié)特征上保持較好。

2.4 鑲嵌

影像的鑲嵌過(guò)程是將多于兩景的影像進(jìn)行無(wú)縫拼接，完成一幅完整的、大場(chǎng)景影像的過(guò)程。本文中利用ENVI軟件的Georeferenced Mosaicking功能來(lái)完成，主要過(guò)程：進(jìn)行顏色平衡的調(diào)整，將RGB的波段設(shè)為3，2，1；通過(guò)設(shè)置影像背景數(shù)值對(duì)影像的背景黑邊進(jìn)行忽略處理，即將背景值設(shè)為0；對(duì)兩景相鄰覆蓋影像的鑲嵌邊緣進(jìn)行處理，將羽化值設(shè)為10。

在鑲嵌過(guò)程中要注意：

（1）鑲嵌之前需選擇一張基準(zhǔn)影像（Fixde），作為鑲嵌過(guò)程中對(duì)比度匹配及出現(xiàn)跨帶問(wèn)題時(shí)鑲嵌后輸出影像的地理投影、數(shù)據(jù)類(lèi)型的基準(zhǔn)，并以此作為顏色平衡參考（Adjust）對(duì)其他影像進(jìn)行調(diào)整；

（2）鑲嵌過(guò)程中，任一兩景影像間能夠有一定區(qū)域的重合面，以解決兩張影像間的鑲嵌線問(wèn)題，得到視覺(jué)上完整的影像。

經(jīng)過(guò)對(duì)遙感影像的正射糾正、配準(zhǔn)、融合、鑲嵌及色彩處理，得到預(yù)處理后的遙感影像，給出鑲嵌前后的遙感影。

2.4.1 裁剪

圖像裁剪的作用是保留所研究區(qū)域的影像，并且保證所裁剪部分信息豐富、易于表達(dá)等特點(diǎn)，主要分為兩部分進(jìn)行相應(yīng)的裁剪：掩膜計(jì)算及矢量數(shù)據(jù)的柵格化。掩膜計(jì)算裁剪方法是通過(guò)已有的圖像對(duì)被裁剪的影像進(jìn)行遮掩，裁剪所需大小的影像；矢量數(shù)據(jù)的柵格化是將矢量數(shù)據(jù)（即裁剪線）轉(zhuǎn)化為柵格文件，定義矢量數(shù)據(jù)投影，使其與柵格文件投影一致；在柵格數(shù)據(jù)中通過(guò)將所裁剪的區(qū)域設(shè)為1與被裁減的影像進(jìn)行交集處理，輸出即為裁剪的結(jié)果。

本文中用到的裁剪方式即為矢量數(shù)據(jù)的柵格化，其裁剪過(guò)程需要利用ArcGIS與ENVI協(xié)同完成，首先利用Polyline工具在ArcGIS中畫(huà)出裁剪線，保持裁剪線與影像投影一致；其次將矢量數(shù)據(jù)的裁剪線保存到ENVI中，利用ENVI的裁剪模塊對(duì)影像進(jìn)行裁剪，完成裁剪過(guò)程。

2.4.2 大氣校正

大氣校正是消除了大氣干擾、地形等因素的影響，從而獲得真實(shí)的反射率數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的過(guò)程，這是預(yù)處理中比較重要的環(huán)節(jié)。本設(shè)計(jì)中通過(guò)選擇ENVI Classic軟件下的BasicTools工具中的Preprocessing―General Purpose Utilities―Dark Subtract進(jìn)行大氣校正，首先選擇的是待校正的遙感影像，然后對(duì)影像的像素值進(jìn)行選擇，這里選擇波段的最小值（Band Minimum），最后選擇路徑對(duì)影像進(jìn)行的輸出。

2.5 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換

投影變換（Projection Transformation），即為地圖投影之間相互轉(zhuǎn)換的方法及理論，根據(jù)遙感數(shù)據(jù)需求進(jìn)行自定義投影設(shè)置。而本文采用的遙感數(shù)據(jù)是高分一號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)，其影像本身自帶WGS84坐標(biāo)，通過(guò)正射糾正的過(guò)程，其地理坐標(biāo)變?yōu)閁TM投影坐標(biāo)，利用ArcGIS中的投影變換工具，根據(jù)應(yīng)用要求將其轉(zhuǎn)為需要的投影信息。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用的展開(kāi)，高分的應(yīng)用范圍已經(jīng)涉及到各行各業(yè)，極大的推進(jìn)了我國(guó)空間信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。而遙感衛(wèi)星影像的預(yù)處理過(guò)程是高分應(yīng)用在各行業(yè)展開(kāi)的前提與基礎(chǔ)，是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。

本文通過(guò)具體的實(shí)例，介紹了高分遙感衛(wèi)星影像的預(yù)處理全過(guò)程，其中正射糾正消除了因衛(wèi)星姿態(tài)及其地面起伏引起的綴偽湫蔚奈侍猓為后期影像信息的提取提供了影像的準(zhǔn)確度；配準(zhǔn)及其融合技術(shù)使圖像能夠達(dá)到很高的精度，消除了影像的誤差，提高了影像的分辨率；而鑲嵌過(guò)程則能夠使影像更加完整和美觀。整個(gè)預(yù)處理過(guò)程相輔相成，為后期的應(yīng)用及分析過(guò)程打下了良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]高分一號(hào).中國(guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用中心[EB/OL].

[2]潘勇.遙感圖像數(shù)據(jù)預(yù)處理研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2010.

作者單位

篇2

Abstract: Is big scale geography the diagram occupy the position of equal importance in economic development and the development, but the renewal of big scale geography diagram is more slow-moving, with as far as to can not satisfy the demand of social production.For the sake of the method and technique of the research and the study great scale geography diagram renewal, made use of QuickBird satellite image to carry on some mineral area about 400 square kilometers 1:2000 production of scale geography diagram renewals experiment.The problem met to the more recent process, method and in the interval carried on a study, put forward the conclusion and suggestion of function and drew lessons from for similar work providing.

關(guān)鍵詞：遙感影像；1：2000 地形圖；地形圖更新；調(diào)繪

Keyword: Yao image;1:2000 geography diagrams;The geography diagram renews; Adjust to draw

中圖分類(lèi)號(hào)：R445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

0.引言

地形圖是國(guó)家各個(gè)部門(mén)、各項(xiàng)工程建設(shè)中必需的基礎(chǔ)資料，通過(guò)地形圖可以獲取多種、大量的信息。隨著改革的進(jìn)一步深入，國(guó)家加大了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的力度，用于城市規(guī)劃、工程設(shè)計(jì)、施工放樣等的地形圖需求量增多，且現(xiàn)勢(shì)性要求高。為了滿(mǎn)足城鄉(xiāng)發(fā)展建設(shè)的需要,提高地形圖現(xiàn)勢(shì)性，地形圖更新問(wèn)題就顯得尤為重要；然而地形圖的更新情況不很樂(lè)觀[1]。本文結(jié)合某礦區(qū)1：2000 地形圖更新工程，探討利用QuickBird衛(wèi)星影像更新1：2000 比例尺地形圖的方法、流程和其間遇到的問(wèn)題。

1. 數(shù)據(jù)預(yù)處理

1.1 QuickBird 衛(wèi)星影像處理

⑴ 遙感影像處理的工作流程：影像數(shù)據(jù)的處理是整個(gè)更新工作的關(guān)鍵，因此，確定影像處理的工作流程是十分重要的。影像處理的工作流程如下：

圖1 遙感影像處理流程圖

⑵ 糾正精度的控制：遙感影響的糾正過(guò)程中，X 殘差、Y 殘差、以及RMS(Root MeanSquare 即均方根中誤差)都控制在1 個(gè)像素之內(nèi)，很好的滿(mǎn)足了技術(shù)規(guī)范的要求；如果糾正的精度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，則回到糾正模式下，調(diào)整GCP 的輸入重新進(jìn)行幾何糾正，直至達(dá)到需要的精度為止。

1.2 紙制地形圖的矢量化

掃描紙質(zhì)地形圖時(shí)，要確保地形圖的完整無(wú)損、無(wú)折皺；矢量化的過(guò)程中要按照地理信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)做好分層矢量化，以及屬性數(shù)據(jù)的錄入。具體流程如下：

圖2 地形圖矢量化流程圖

1.3 遙感影像和數(shù)字線劃圖的疊加配準(zhǔn)

將分幅后的遙感影像和數(shù)字化完畢的數(shù)字線劃圖導(dǎo)入測(cè)圖軟件或地理信息系統(tǒng)軟件進(jìn)

行疊加配準(zhǔn)。

2. 地形圖的更新

在更新系統(tǒng)中，經(jīng)影像與矢量圖疊加配準(zhǔn)后，便可以采用屏幕數(shù)字化的方式進(jìn)行變化地物(主要是居民地、道路、水系、植被等)的更新(增、刪、減等)[2]。

2.1 建筑物的更新

建筑物是大比例尺地形圖中的主要地物，因此，對(duì)于建筑物的更新是地形圖更新工程中一個(gè)相當(dāng)重要的部分。

由于工作區(qū)范圍內(nèi)的建筑物多為農(nóng)村的四點(diǎn)平房，并不存在太多的邊界線遮掩問(wèn)題；所以在遙感影像上對(duì)建筑物的識(shí)別比較簡(jiǎn)單。但是，由于樓房以及工廠棚房與平房在遙感影像中并沒(méi)有很明顯的區(qū)別，所以，對(duì)于這些地物的判讀必須由外業(yè)調(diào)繪人員到實(shí)地調(diào)查完成。

2.2 道路的更新

由于鐵路以及高速公路的形狀規(guī)則、特征明顯，所以通過(guò)遙感影像很容易進(jìn)行判讀。但是對(duì)于等級(jí)公路、等外公路、大車(chē)路等，只能做大概的判斷，由外業(yè)人員進(jìn)行調(diào)繪處理時(shí)再做必要的補(bǔ)充。

2.3 水系的更新

按形狀劃分，水系大致可分為兩種類(lèi)型：線型水系(如河流、溝渠)非線型水系(如湖泊、池塘)。

⑴ 線型水系的更新：根據(jù)水與河岸在影像上呈現(xiàn)的色調(diào)不同，可以容易地確定水涯線的位置，然后利用屏幕數(shù)字化的方式直接進(jìn)行更新。

⑵ 非線型水系的更新：工作區(qū)范圍內(nèi)存在大量的池塘，對(duì)于池塘的更新也是我們這次更新的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。根據(jù)了解到的當(dāng)?shù)厍闆r，集中分布的池塘多為魚(yú)塘，而零星分布的池塘多為普通的池塘。依據(jù)這個(gè)經(jīng)驗(yàn)，我們對(duì)工作區(qū)范圍內(nèi)的池塘進(jìn)行了分類(lèi)；經(jīng)過(guò)后續(xù)的外業(yè)調(diào)繪發(fā)現(xiàn)，對(duì)于池塘的判讀準(zhǔn)確率是相當(dāng)高的。

2.4 植被的更新

植被主要包括耕地、林地、草地等。由于工作區(qū)范圍內(nèi)多為農(nóng)村，因此，對(duì)于耕地類(lèi)型

的更新是植被更新的關(guān)鍵。

由于采用的QuickBird 影像成像于2005 年11 月，此時(shí)正值該地區(qū)的農(nóng)閑時(shí)節(jié)，所以不能從影像中判讀植被的類(lèi)型。在實(shí)際的操作中我們基于以下兩原則對(duì)植被類(lèi)型進(jìn)行了判讀：

① 由于水田具有比較大的田埂，因此在影像上水田表現(xiàn)為具有明顯的邊界。

②水田土壤的含水量高于旱地土壤的含水量，所以在影像上呈現(xiàn)的色調(diào)較深。經(jīng)過(guò)后續(xù)的調(diào)繪發(fā)現(xiàn)，通過(guò)以上兩點(diǎn)原則較好地區(qū)分了耕地的類(lèi)型。

2.5 外業(yè)調(diào)繪及補(bǔ)測(cè)

⑴ 調(diào)繪：更新矢量地形圖時(shí)，影像上無(wú)法判讀的地物必須借助外業(yè)調(diào)繪進(jìn)行確定。外業(yè)調(diào)繪主要作用是：對(duì)室內(nèi)解譯成果進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)線狀地物寬度實(shí)地量測(cè)，對(duì)新增地物的名稱(chēng)注記進(jìn)行實(shí)地調(diào)查[3]。調(diào)繪過(guò)程中主要進(jìn)行了以下兩部分的工作：

①不確定地物的調(diào)繪。很多相似的地物僅通過(guò)影像圖是很難判讀的，例如：平房與棚房、圍墻具體界限、果園與林地等。對(duì)于這部分內(nèi)容一定要到現(xiàn)場(chǎng)親自調(diào)查以確定其類(lèi)型，尤其是對(duì)于植被類(lèi)型，要以地類(lèi)界進(jìn)行詳細(xì)的劃分。

②注記數(shù)據(jù)的調(diào)繪補(bǔ)充。其調(diào)查內(nèi)容可分為以下幾種：樓房的層數(shù)、企事業(yè)單位的名稱(chēng)、村名、公路名稱(chēng)及等級(jí)、河渠名稱(chēng)及走向等。

⑵ 補(bǔ)測(cè)：補(bǔ)測(cè)是地形圖更新中相當(dāng)重要的部分，起著數(shù)據(jù)補(bǔ)充的重要作用。在實(shí)際操作過(guò)程中我們針對(duì)以下兩種情況進(jìn)行了補(bǔ)測(cè)：①用戶(hù)未提供矢量化地形圖的地區(qū)。②地物變更范圍比較大的地區(qū)。對(duì)所有需要補(bǔ)測(cè)的地區(qū)均采用GPS 和全站儀進(jìn)行了補(bǔ)測(cè)，并把所有結(jié)果都記錄在線劃圖上。將外業(yè)調(diào)繪和補(bǔ)測(cè)的修改、新增、和變化地物的信息添加到地形圖中，通過(guò)編輯處理形成用戶(hù)需要的最終成果。

3. 結(jié)論及建議

⑴ 作為更新數(shù)據(jù)源的QuickBird 影像，其質(zhì)量的好壞直接影響成果的精度。工程中采用的該礦區(qū)QuickBird 影像清晰度好，分辨率高，傾角小，為工程的成功開(kāi)展提供了良好的前提。

⑵ 使用本方法更新了該礦區(qū)約400 平方公里1：2000 地形圖，作業(yè)時(shí)間短；精確度高（遙感影像的空間分辨率達(dá)到0.6m,用RTK 進(jìn)行GPS 定位測(cè)量影像糾正后的點(diǎn)位絕對(duì)誤差只在0.2m 左右）。滿(mǎn)足了用戶(hù)的需要，為地形圖的更新提供了新的經(jīng)驗(yàn)。

⑶ 實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)，僅憑影像圖的目視解譯判讀地物是不可靠的，必須要親自調(diào)查才能確定地物類(lèi)型及其屬性。因此，在地形圖的更新中要加大調(diào)繪在整個(gè)更新工程中所占的比重。

參考文獻(xiàn)

[1].江宏軍，馬永生.地形圖更新方法初探[J].測(cè)繪通報(bào)，2004，(7)：54-56.

[2].康家銀，利用QuickBird 高分辨率遙感影像更新城市大比例尺地形圖的研究[D].遼寧省阜新：遼寧工程技術(shù)大學(xué)測(cè)繪與地理科學(xué)學(xué)院、2004.

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關(guān)鍵詞：GeoEye 1衛(wèi)星 技術(shù)指標(biāo) 衛(wèi)星影像

中圖分類(lèi)號(hào)：P236 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）06（a）-0033-02

GeoEye系列衛(wèi)星是IKONOS和OrbView的下一代衛(wèi)星。2005年，SpaceImaging公司（IKONOS的所有者）因?yàn)楦?jìng)標(biāo)失敗，未得到美國(guó)政府訂單，被OrbImage公司（OrbView的所有者）收購(gòu)。合并后的公司改名為世界上最大的商業(yè)高分辨率遙感衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)公司，其計(jì)劃中的衛(wèi)星OrbView-5繼承了IKONOS和OrbView-3兩顆衛(wèi)星的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)，并在最近計(jì)劃里改名為GeoEye 1。OrbImage公司2008年9月份發(fā)射成功，將GeoEye 1送入軌道，并于12月份開(kāi)始提供商業(yè)影像產(chǎn)品。

GeoEye 1衛(wèi)星的全色影像具有全色波段0.41 m的空間分辨率，4個(gè)波段藍(lán)、綠、紅和紅外的多光譜影像1.64 m的空間分辨率，影像幅寬能夠達(dá)到15.2 km。GeoEye 1衛(wèi)星重訪周期小于1.5 d，影像采集速度也有明顯提高。在沒(méi)有地面控制點(diǎn)的情況下，GeoEye 1單張影像能提供3 m的平面定位精度，立體影像能提供4 m的平面定位精度和6m的高程定位精度。

附：GeoEye 1衛(wèi)星主要參數(shù)表1和表2

GeoEye 1遙感影像圖1、圖2、圖3、圖4、圖5。

由于GeoEye 1數(shù)據(jù)具有高精度、高空間分辨率、高光譜等優(yōu)勢(shì)，在生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域都受到了極大的應(yīng)用。

濟(jì)南市勘察測(cè)繪研究院田永明、王鴻、張興國(guó)、顧曉莉曾于2010年利用GeoEye 1衛(wèi)星影像制作過(guò)濟(jì)南市南部山區(qū)1：5000衛(wèi)星影像圖。他們采用4個(gè)單波段16bit影像和一個(gè)全色波段16bit影像進(jìn)行制作，首先對(duì)影像進(jìn)行了預(yù)處理，包括大氣校正、控制點(diǎn)數(shù)據(jù)修正、多光譜數(shù)據(jù)與全色數(shù)據(jù)融合以及DEM數(shù)據(jù)采集，之后對(duì)影像正射糾正、鑲嵌、裁剪、色彩調(diào)整和比例尺修正等，最后輸出制作好的衛(wèi)星影像圖。

吉林省公路勘測(cè)設(shè)計(jì)院的胡雪峰、程海帆、李鳳尊以及武漢大學(xué)的胡慶武和曾力也曾利用GeoEye 1立體像對(duì)對(duì)公路勘測(cè)進(jìn)行輔助。因?yàn)镚eoEye 1衛(wèi)星具有高精度恒星定位儀、高精度GPS接收機(jī)和高精度慣導(dǎo)，所以能夠?qū)房睖y(cè)進(jìn)行立體定位。同時(shí)高分辨率的影像在公路勘測(cè)前期也可為公路選線提供影像圖和帶狀地形圖。在公路勘測(cè)中利用GeoEye 1立體像對(duì)還能夠進(jìn)行數(shù)字高程模型（DEM）、數(shù)字正射影像（DOM）、數(shù)字線劃圖（DOM）的生產(chǎn)等等。

該文提供的是分辨率為2m的GeoEye影像，區(qū)域?yàn)閺V西省玉林市興業(yè)縣南鄉(xiāng)六連路段及其周邊地區(qū)，該影像成像時(shí)間為2009年9月27日。

下圖為GeoEye 1遙感衛(wèi)星藍(lán)色波段所獲取的一景影像。

圖2顯示的是GeoEye 1遙感衛(wèi)星綠色波段所獲取的玉林市興業(yè)縣南鄉(xiāng)六連路段一景影像。

圖3顯示的是GeoEye 1遙感衛(wèi)星紅色波段所獲取的當(dāng)?shù)氐囊痪坝跋瘛?/p>

圖4顯示的是GeoEye 1遙感衛(wèi)星紅外波段在同一時(shí)段同一地點(diǎn)所獲取的一景影像。

圖5顯示的是GeoEye 1遙感衛(wèi)星全色波段在所獲取的一景影像。

參考文獻(xiàn)

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篇4

近年來(lái)，隨著航天航空遙感技術(shù)的發(fā)展、高分辨率衛(wèi)星遙感影像的民用化、遙感和GIS集成的關(guān)鍵技術(shù)取得突破以及“數(shù)字地球”計(jì)劃的實(shí)施，遙感的應(yīng)用領(lǐng)域正在進(jìn)一步擴(kuò)大。對(duì)于**這樣經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的特大城市而言，城市面貌日新月異，土地利用、房屋類(lèi)型和結(jié)構(gòu)、地礦資源的變化也越來(lái)越快，對(duì)于行業(yè)管理部門(mén)來(lái)講，如何利用現(xiàn)代空間信息技術(shù)，改造和優(yōu)化傳統(tǒng)的行業(yè)管理理念和模式，做到變被動(dòng)管理為主動(dòng)管理，變事后管理為事前管理，已經(jīng)成為衡量管理水平的重要標(biāo)志。

遙感影像以其直觀性和現(xiàn)勢(shì)性越來(lái)越受到許多行業(yè)和部門(mén)的青睞，如今，遙感技術(shù)已在國(guó)土資源管理、災(zāi)害預(yù)測(cè)、農(nóng)作物估產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。國(guó)土資源部自1999年開(kāi)始，每年都利用衛(wèi)星遙感技術(shù)對(duì)全國(guó)許多大中城市的土地利用情況進(jìn)行了動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，**是調(diào)查和監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)城市之一。**市建委信息中心和**市航空調(diào)查辦公室于2**0年初完成了**市第三輪航空遙感調(diào)查，并開(kāi)展相關(guān)的應(yīng)用和研究，為房地資源行業(yè)應(yīng)用遙感技術(shù)輔助管理提供了啟示。同時(shí)，隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、海量存儲(chǔ)技術(shù)等同步、快速發(fā)展，也使得遙感技術(shù)“從實(shí)驗(yàn)室研究真正走向行業(yè)管理和應(yīng)用”成為可能。

正是在這個(gè)背景下，20**年7月，我局列“遙感影像在房地資源管理中的應(yīng)用研究”課題，旨在將新型遙感技術(shù)與日益發(fā)展變化的**房地資源管理結(jié)合起來(lái)，為行業(yè)管理提供一種科學(xué)、高效、快速的輔助支持決策工具。事實(shí)上，遙感技術(shù)的應(yīng)用幾乎可以覆蓋到每個(gè)業(yè)務(wù)部門(mén)。通過(guò)遙感影像，我們可以以最快的方式了解周?chē)h(huán)境的變化（如土地利用的現(xiàn)狀及其動(dòng)態(tài)變化的情況、舊區(qū)改造和房屋動(dòng)拆遷的變化、沿海沿江灘涂增長(zhǎng)等等）；為我們提供第一手的直接的信息，快速更新已有的GIS數(shù)據(jù)庫(kù)信息，為行業(yè)管理服務(wù)，為政府決策支持服務(wù)。

在遙感技術(shù)和遙感影像的研究方面，**市建委信息中心和遙感辦研究了“航空遙感信息在城市建設(shè)和管理中的綜合運(yùn)用破解研究”的專(zhuān)題，涉及到了“市區(qū)民居建筑類(lèi)型和二級(jí)舊里”的研究，為我們開(kāi)展進(jìn)一步的研究提供了很好的幫助。在房地資源行業(yè)中的應(yīng)用方面，主要有北京市利用IRS衛(wèi)星遙感影像進(jìn)行1:1****土地利用現(xiàn)狀調(diào)查；天津市利用SPOT衛(wèi)星遙感影像每季度進(jìn)行土地利用執(zhí)法監(jiān)察，但是，效果并未達(dá)到預(yù)想的目的。將遙感影像與整個(gè)行業(yè)管理相結(jié)合，進(jìn)行全面的、深入的應(yīng)用研究則還沒(méi)有。

經(jīng)過(guò)三年來(lái)的研究和應(yīng)用，我局利用遙感影像在房地資源的全方位應(yīng)用和研究方面作了大量的工作（如遙感影像用于外環(huán)線內(nèi)的舊區(qū)分布調(diào)查、房屋建筑類(lèi)型調(diào)查、全市范圍內(nèi)的土地利用現(xiàn)狀調(diào)查、沿江沿海灘涂調(diào)查等），有了明顯的突破，成果均在行業(yè)管理中得到了很好的應(yīng)用。

二、研究?jī)?nèi)容

課題在立項(xiàng)時(shí)提出的研究?jī)?nèi)容為：建立土地利用、房屋類(lèi)型光譜特征庫(kù)；在行業(yè)管理中應(yīng)用、建立遙感影像庫(kù)以及三維建模等研究。在課題研究和項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，課題組負(fù)責(zé)、組織和參與了所有與遙感及其相關(guān)項(xiàng)目全過(guò)程的研究和應(yīng)用，全面、出色、超額完成了課題既定的任務(wù)，為行業(yè)管理提供了全面、科學(xué)、真實(shí)、可靠的依據(jù)。主要研究?jī)?nèi)容如下：

（一）在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，課題組在研究遙感信息源，比較衛(wèi)片和航片異同，以及遙感影像處理方法的基礎(chǔ)上，著重研究了解譯標(biāo)志庫(kù)，制作了不同居住房屋類(lèi)型的航空遙感影像標(biāo)志庫(kù)和不同土地類(lèi)型的衛(wèi)星遙感影像標(biāo)志庫(kù)。

（二）在土地利用現(xiàn)狀調(diào)查和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，我們利用不同分辨率的遙感影像進(jìn)行了農(nóng)用地本底調(diào)查和變更調(diào)查試驗(yàn)研究。在此基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性地采取了“利用高分辨率的遙感影像，結(jié)合權(quán)籍信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)，以?xún)?nèi)業(yè)判讀為主，外業(yè)調(diào)查為輔”的技術(shù)路線，在較短的時(shí)間內(nèi)全面調(diào)查了**市土地利用現(xiàn)狀，得到了科學(xué)、客觀的土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，為新一輪土地利用規(guī)劃修編奠定了良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，將不同時(shí)相的衛(wèi)星遙感影像運(yùn)用到土地執(zhí)法檢查和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，利用人機(jī)交互、目視解譯的方法，發(fā)現(xiàn)土地利用變化圖斑，為現(xiàn)場(chǎng)快速調(diào)查和處理違法用地提供了依據(jù)。

（三）在房屋調(diào)查領(lǐng)域，開(kāi)展了遙感影像應(yīng)用于高層建筑分布調(diào)查和建筑密度調(diào)查的研究；開(kāi)展了遙感舊區(qū)調(diào)查研究，并將研究成果運(yùn)用于舊區(qū)改造日常管理和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

篇5

關(guān)鍵詞：遙感影像；并行計(jì)算；密集匹配；快速處理；流程研究

引言

隨著遙感影像使用范圍越來(lái)越廣泛，現(xiàn)在已經(jīng)成為提供空間信息的重要數(shù)據(jù)源。遙感數(shù)據(jù)的應(yīng)用范圍擴(kuò)大到各個(gè)社會(huì)信息服務(wù)領(lǐng)域，發(fā)揮著重大作用。經(jīng)過(guò)定向后的遙感影像數(shù)據(jù)可為測(cè)繪、城市基礎(chǔ)地理信息動(dòng)態(tài)更新、國(guó)土資源調(diào)查、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、海洋資源、農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)、快速響應(yīng)等不同的領(lǐng)域提供相應(yīng)的地理信息數(shù)據(jù)。

傳統(tǒng)影像處理需要高性能的計(jì)算機(jī)，并且配備多種影像數(shù)據(jù)處理軟件協(xié)同作業(yè)，各工序僅對(duì)流程負(fù)責(zé)，數(shù)據(jù)處理效率低，精度差?，F(xiàn)代遙感影像的獲取頻率越來(lái)越快，同時(shí)數(shù)據(jù)量也越來(lái)越大，傳統(tǒng)的基于串行計(jì)算的處理方式已很難滿(mǎn)足高效率的生產(chǎn)需求和快速響應(yīng)，因此必須采用并行計(jì)算來(lái)快速地對(duì)大區(qū)域影像進(jìn)行處理，提高數(shù)據(jù)處理效率。

1. 并行處理技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1 并行技術(shù)處理種類(lèi)

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)并行處理技術(shù)主要有基于CPU和基于GPU這兩大類(lèi)處理方法，各有相應(yīng)的具體處理方案，如通過(guò)CPU加速的MPI、OpenMP、PVM等，還有Intel的TBB等；基于GPU的有NVIDIA的CUDA和ATI的Stream技術(shù)。本試驗(yàn)根據(jù)數(shù)據(jù)特點(diǎn)和計(jì)算機(jī)硬件配置情況，采用基于GPU方法的軟件系統(tǒng)進(jìn)行影像的快速糾正試驗(yàn)。

1.2 GPU并行處理優(yōu)勢(shì)

1.2.1 高效的并行性

在目前主流的GPU中，配置多達(dá)16個(gè)片段處理流水線，6個(gè)頂點(diǎn)處理流水線。多條流水線可以在單一控制部件的集中控制下運(yùn)行，也可以獨(dú)立運(yùn)行。GPU的頂點(diǎn)處理流水線使用MIMD方式控制，片段處理流水線使用SIMD結(jié)構(gòu)。相對(duì)于并行機(jī)而言，GPU提供的并行性在十分廉價(jià)的基礎(chǔ)上，為適合于在GPU上進(jìn)行處理的應(yīng)用提供了一個(gè)很好的并行方案。

1.2.2 高密集的運(yùn)算

GPU通常具有128位或256位的內(nèi)存位寬，因此GPU在計(jì)算密集型應(yīng)用方面具有很好的性能。

1.2.3 超長(zhǎng)圖形流水線

GPU超長(zhǎng)圖形流水線的設(shè)計(jì)以吞吐量的最大化為目標(biāo)（如NVIDIA GeForce 3流水線有800個(gè)階段），因此GPU作為數(shù)據(jù)流并行處理機(jī)，在對(duì)大規(guī)模的數(shù)據(jù)流并行處理方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

2. 遙感影像快速處理應(yīng)用

2.1 應(yīng)用區(qū)簡(jiǎn)介

試驗(yàn)區(qū)內(nèi)覆蓋46景P5影像，布設(shè)外業(yè)控制點(diǎn)68個(gè)、檢查點(diǎn)17個(gè)，用于區(qū)域網(wǎng)平差的解算及精度檢查；在立體模型中選取26個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，用于檢測(cè)DEM和DOM成果精度。試驗(yàn)區(qū)范圍及控制點(diǎn)分布（見(jiàn)圖1）。

2.2 使用的軟硬件

主要軟硬件設(shè)備包括集群式影像處理系統(tǒng)PCI GXL軟件及可進(jìn)行圖形、圖像處理的高配置計(jì)算機(jī)等。

2.3 應(yīng)用區(qū)生產(chǎn)

2.3.1 稀少控制區(qū)域網(wǎng)平差

（1）建立測(cè)區(qū)工程

建立測(cè)區(qū)工程，設(shè)置工程參數(shù)及投影坐標(biāo)系、控制點(diǎn)文件、DEM格網(wǎng)間距及正射影像分辨率。同時(shí)根據(jù)影像之間的相互關(guān)系設(shè)置影像列表，導(dǎo)入衛(wèi)星影像并建立模型。

（2）區(qū)域網(wǎng)平差

首先利用軟件對(duì)所有影像自動(dòng)進(jìn)行連接點(diǎn)的量測(cè)，然后對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，人工輔助量測(cè)控制點(diǎn)，最后采用“RPC測(cè)區(qū)絕對(duì)定位”解算方法對(duì)區(qū)域網(wǎng)進(jìn)行平差解算，剔除掉粗差點(diǎn)，得到滿(mǎn)足精度的區(qū)域網(wǎng)平差結(jié)果，控制點(diǎn)平差結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 區(qū)域網(wǎng)平差結(jié)果（單位：m）

[類(lèi)型＼&個(gè)數(shù)＼&平面中誤差＼&高程中誤差＼&平面最大誤差＼&高程最大誤差＼&控制點(diǎn)＼&68＼&1.385＼&0.836＼&2.723＼&1.042＼&檢查點(diǎn)＼&17＼&4.667＼&1.436＼&6.679＼&1.496＼&]

2.3.2 DEM及DOM生產(chǎn)

首先利用區(qū)域網(wǎng)平差定向后的影像進(jìn)行DEM密集匹配，然后利用擬合、平滑、內(nèi)插、定值等工具對(duì)密集匹配結(jié)果進(jìn)行編輯，得到滿(mǎn)足精度的DEM數(shù)據(jù)，最后利用DEM數(shù)據(jù)采用并行計(jì)算的方法對(duì)影像進(jìn)行批量糾正，得到DOM數(shù)據(jù)。DEM及DOM批量鑲嵌結(jié)果見(jiàn)圖2。

2.3.3 精度統(tǒng)計(jì)

利用立體模型量測(cè)的檢測(cè)點(diǎn)對(duì)DEM及DOM進(jìn)行精度檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

2.3.4 效率統(tǒng)計(jì)

數(shù)據(jù)處理整理耗時(shí)情況見(jiàn)表3。

3. 結(jié)論

通過(guò)生產(chǎn)試驗(yàn)表明，利用并行處理技術(shù)對(duì)大區(qū)域遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)域網(wǎng)平差后制作的DEM與DOM精度能夠滿(mǎn)足不同比例尺規(guī)范的相關(guān)要求，同時(shí)并行處理技術(shù)能夠簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程，大幅度提高運(yùn)算效率并減少運(yùn)算時(shí)間，特別在對(duì)大區(qū)域遙感影像進(jìn)行處理時(shí)，優(yōu)勢(shì)明顯。

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篇6

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代科技發(fā)展、攝影測(cè)量、遙感

二十世紀(jì)發(fā)展起來(lái)的攝影測(cè)量學(xué)，特別是航空攝影測(cè)量是我國(guó)傳統(tǒng)測(cè)繪重要組成部分，在大地、航測(cè)和制圖三大組成部分中，航測(cè)是測(cè)制地形圖的最基本手段。由于高科技的發(fā)展，攝影測(cè)量正受到史無(wú)前例的影響，正在經(jīng)歷一場(chǎng)深刻的變革，本文主要介紹現(xiàn)代科技發(fā)展對(duì)攝影測(cè)量與遙感技術(shù)的影響，目前發(fā)展方向，以及發(fā)展中存在的問(wèn)題。

1計(jì)算機(jī)發(fā)展對(duì)攝影測(cè)量的影響

1.1攝影測(cè)量的回顧

攝影測(cè)量經(jīng)歷了發(fā)展的三個(gè)階段，即模擬、解析和全數(shù)字測(cè)圖。在計(jì)算機(jī)水平發(fā)展還不高時(shí)，測(cè)圖無(wú)法用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，只能用機(jī)械模擬的辦法，例如多倍儀和各種精密全能測(cè)圖儀，還有為了降低造價(jià)，利用簡(jiǎn)化公式設(shè)計(jì)的模擬儀器。這些儀器由于精度要求極高，因此制造困難，價(jià)格昂貴。這些儀器在測(cè)繪事業(yè)中起到了一定的歷史作用。

1.2計(jì)算機(jī)發(fā)展對(duì)攝影測(cè)量的影響

航空攝影測(cè)量是傳統(tǒng)地形圖的基本手段，通過(guò)測(cè)量航空像片計(jì)算地面真實(shí)坐標(biāo)。航空攝影測(cè)量工作者早就關(guān)注計(jì)算機(jī)在該領(lǐng)域中的應(yīng)用，但是由于這種計(jì)算極為復(fù)雜，因此隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在攝影測(cè)量中的應(yīng)用才逐步深入。

隨著計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展，攝影測(cè)量中最困難的測(cè)圖部分用計(jì)算機(jī)來(lái)解決，從而使攝影測(cè)量步入計(jì)算機(jī)處理的新時(shí)代，使得攝影測(cè)量產(chǎn)生了巨大的變化，該變化可從下列四個(gè)方面得到反映。

（1）測(cè)量?jī)x器的徹底改變

傳統(tǒng)攝影測(cè)量?jī)x器主要分二大類(lèi)，一類(lèi)用于測(cè)量像片的坐標(biāo)，用于加密，提供測(cè)圖時(shí)控制點(diǎn)坐標(biāo)。第二類(lèi)是用于測(cè)圖，通常為機(jī)械模擬方式。這些儀器由于精度高，制造比較困難，過(guò)去大部分從德國(guó)、瑞士進(jìn)口，價(jià)格自然昂貴。而現(xiàn)在只要有高精度像片數(shù)字化儀和基于計(jì)算機(jī)的處理系統(tǒng)，便可實(shí)現(xiàn)航測(cè)生產(chǎn)的全過(guò)程。這些儀器與原來(lái)儀器相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、價(jià)格低、效率高等特點(diǎn)。如果將來(lái)航空攝影采用數(shù)碼像機(jī)，直接得到數(shù)字影像，到那時(shí)像片數(shù)字化儀都不要，利用基于計(jì)算機(jī)的一些處理系統(tǒng)便可實(shí)現(xiàn)地形圖等測(cè)繪產(chǎn)品的生產(chǎn)。由此可看出，計(jì)算機(jī)的發(fā)展對(duì)航測(cè)儀器帶來(lái)了徹底變革。

（2）產(chǎn)品形式的改變

由于計(jì)算機(jī)的發(fā)展，測(cè)繪生產(chǎn)的產(chǎn)品模式發(fā)生了根本變化，由過(guò)去的模擬表達(dá)方式改為全數(shù)字形式，即4D產(chǎn)品。在數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品生產(chǎn)中，首先應(yīng)重視數(shù)據(jù)的格式，即制訂數(shù)據(jù)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。目前各國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)不一致，因此在用數(shù)據(jù)前，必須先了解數(shù)據(jù)格式，否則無(wú)法應(yīng)用。在數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品中，另一重要轉(zhuǎn)變是產(chǎn)品的管理，在模擬圖時(shí)代，利用倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存，用戶(hù)親自領(lǐng)取的方式。在數(shù)字時(shí)代，利用計(jì)算機(jī)管理，公用數(shù)據(jù)可以上網(wǎng)，用戶(hù)從網(wǎng)上直接下載數(shù)據(jù)。在管理上更為科學(xué)，使用更為方便。

（3）生產(chǎn)工藝的改變

由于處理方法和產(chǎn)品形式的改變，使得生產(chǎn)工藝流程也產(chǎn)生重大變化，朝著簡(jiǎn)單、高效方向發(fā)展。模擬產(chǎn)品生產(chǎn)中一個(gè)重要缺陷是繪圖結(jié)果不能有效利用，從生產(chǎn)原圖到出版須重復(fù)標(biāo)描多次，而在數(shù)字產(chǎn)品生產(chǎn)中該問(wèn)題就不存在。由此也導(dǎo)致航測(cè)與制圖無(wú)明確分界?，F(xiàn)在的生產(chǎn)工藝流程主要包括下列部分：航片數(shù)字化，把模擬圖像變?yōu)閿?shù)字影像；影像處理和信息提取，包括影像幾何糾正及產(chǎn)品信息的提取與編輯；建立數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效管理和應(yīng)用。

（4）理論方法上的改變

在過(guò)去，攝影測(cè)量主要著重模型的研究，目的是為了提高測(cè)量精度，而現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的水平，對(duì)攝影測(cè)量計(jì)算而言，已根本解決，可以用最嚴(yán)密的公式計(jì)算，解算精度能得到完全保證。攝影測(cè)量幾何模型已不再是研究的重點(diǎn)，而轉(zhuǎn)向影像匹配與信息自動(dòng)提取方面。影像匹配是數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的核心，數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的效能能否得到充分發(fā)揮在某種程度上取決于影像自動(dòng)匹配的水平。影像匹配不僅在數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量中占有重要地位，同時(shí)也是計(jì)算機(jī)視覺(jué)目標(biāo)自動(dòng)識(shí)別的核心，為此影像匹配引起許多學(xué)者的關(guān)注。經(jīng)過(guò)多年研究，結(jié)合計(jì)算機(jī)發(fā)展水平，影像匹配已從理論研究走向?qū)嶋H應(yīng)用，這是攝影測(cè)量取得的重大進(jìn)展。由于地面影像極其復(fù)雜，影像匹配尚不能做到完全成功，目前當(dāng)匹配失敗時(shí)尚需人工干預(yù)。在信息提取方面，已進(jìn)行了大量研究，有些進(jìn)展，但距實(shí)際應(yīng)用尚有較大距離，這方面是今后應(yīng)努力研究的方向。

2 空間技術(shù)發(fā)展的影響

20多年來(lái)，航天遙感得到了較大發(fā)展，獲得了大量衛(wèi)星影像，并在許多領(lǐng)域已有成功的應(yīng)用。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，航天遙感不僅走向成熟，同時(shí)又提出了新的要求，其中有二個(gè)特點(diǎn)，其一是地面分辨率愈來(lái)愈高，美國(guó)在南斯拉夫所用軍事偵察衛(wèi)星地面分辨率為0.1m。在衛(wèi)星發(fā)射計(jì)劃中，許多國(guó)家或公司將要發(fā)射地面分辨率為1m的衛(wèi)星。美國(guó)在“數(shù)字地球”計(jì)劃中，分辨率為1×1m的全球影像是其中重要內(nèi)容之一，這些高分辨率影像將來(lái)主要靠航天遙感來(lái)獲得。

其二是面向全球變化監(jiān)測(cè)，我們賴(lài)以生存的地球由于人類(lèi)活動(dòng)的影響正在發(fā)生不斷變化，許多自然現(xiàn)象及變化規(guī)律尚不清楚，為了進(jìn)行研究，必須獲得大氣圈、水圈和生物圈的各種數(shù)據(jù)，須對(duì)地球表面的陸地、海洋及大氣層進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，為此美國(guó)提出了地球觀測(cè)系統(tǒng)（EOS）計(jì)劃，衛(wèi)星上傳感器共有19種。

雷達(dá)衛(wèi)星也是以后發(fā)展的重要方向，信息獲取不受氣候影響的特點(diǎn)吸引著人們的普遍關(guān)注，雷達(dá)衛(wèi)星的特有特性為應(yīng)用開(kāi)辟了廣闊前景。我們?cè)谶@方面研究尚不夠，有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

為了應(yīng)用需要，必須對(duì)航天遙感影像進(jìn)行處理和分析，鑒于航天遙感影像具有數(shù)據(jù)量大、分析復(fù)雜等特點(diǎn)，因此對(duì)處理設(shè)備和方法提出了新的要求，對(duì)許多相關(guān)領(lǐng)域引起重要影響。

利用衛(wèi)星遙感獲取各種信息是目前最有效的方法。在實(shí)現(xiàn)數(shù)字地球的今天，衛(wèi)星遙感更顯示出它的重要性。數(shù)字地球可以看成是一個(gè)虛擬地球，把地球上的各種信息以數(shù)字形式表達(dá)，實(shí)現(xiàn)多分辨率、三維形式的地球的描述。要把整個(gè)地球上的信息數(shù)字化，進(jìn)入計(jì)算機(jī)管理，其工作量極大，在開(kāi)始階段，可以從已成圖的資料提取部分信息，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)觀點(diǎn)、從信息更新角度，衛(wèi)星遙感是提供信息源的最有效手段和保證。

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關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī) 影像數(shù)據(jù) 空三加密 土地利用變化監(jiān)測(cè)

中圖分類(lèi)號(hào)：V279文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

THE UNMANNED AERAIL VEHICLE IMAGE DATAAPPLIED TO

THE LAND USE CHANGE MONITORING

Abstract: This paper introduces the free-net automatic aerial triangulation encryption process by use of the Unmanned Aerial Vehicle (UAV) image data with GPS data, and then use the results to match the DEM ,and product DOM. Then contrast with the 2009 satellite orthophoto, extract the land use change monitoring map spots and area statistics analysis by image registration, overlay analysis, recognition, detection and localization. Finally, obtain the remote sensing map of the land use change monitoring after map decoration and overlaying the UAV’s DOM data with the change monitoring map spots data, the region's main administrative village name, road name and kilometer grid.

Key words: Unmanned Aerial Vechicle;image data;land use;change monitoring

1引言

人類(lèi)利用土地的過(guò)程是不斷變化的，各國(guó)政府一直進(jìn)行著不同層次的土地資源及其利用， 土地利用動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測(cè)是基于同一區(qū)域不同年份的同一時(shí)相影像間存在著光譜特征差異的原理，來(lái)識(shí)別土地利用狀態(tài)或現(xiàn)象變化的工作。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國(guó)土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的變化,及時(shí)、精確掌握土地資源的數(shù)量、質(zhì)量分布及其變化趨勢(shì),關(guān)系著土地資源的持續(xù)發(fā)展與規(guī)劃.隨著土地利用變化遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)研究的深入,特別是應(yīng)用高分辨率遙感數(shù)據(jù),進(jìn)行不同時(shí)期土地利用類(lèi)型轉(zhuǎn)換的監(jiān)測(cè)越來(lái)越重要。不僅要獲得土地利用變化信息,而且要獲得變化的類(lèi)型,其實(shí)質(zhì)是獲得不同監(jiān)測(cè)時(shí)期的土地利用變化信息。

在我國(guó)各領(lǐng)域信息化建設(shè)均飛速發(fā)展的形勢(shì)下，數(shù)字城市、數(shù)字國(guó)土、數(shù)字林業(yè)、數(shù)字環(huán)保、數(shù)字公安、數(shù)字能源等數(shù)字化建設(shè)進(jìn)程明顯加快，并已經(jīng)取得一定的成果。根據(jù)需要，及時(shí)的修編和更新地圖，建立定期更新的地理數(shù)據(jù)庫(kù)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)土地利用變化情況，以及衍生各類(lèi)最新時(shí)相的專(zhuān)題圖都是需要迫切解決的問(wèn)題。目前制約這類(lèi)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的首要因素是能否具備實(shí)用化的，高分辨率，連續(xù)穩(wěn)定并能快速接收使用的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)源。近年來(lái), 無(wú)人機(jī)數(shù)字低空遙感憑借其低成本、快捷、靈活機(jī)動(dòng)等顯著特點(diǎn),已成為衛(wèi)星遙感和常規(guī)航空遙感數(shù)據(jù)獲取的有效補(bǔ)充手段，被廣泛應(yīng)用在地質(zhì)環(huán)境與災(zāi)害調(diào)查、土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、地形圖更新等領(lǐng)域。

2 無(wú)人機(jī)航攝的優(yōu)勢(shì)

無(wú)人駕駛飛機(jī)(簡(jiǎn)稱(chēng)無(wú)人機(jī))是利用無(wú)線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。無(wú)人機(jī)技術(shù)是由飛行平臺(tái)載體、機(jī)載遙感設(shè)備和相應(yīng)的地面輔助設(shè)備構(gòu)成的一種高科技航空信息系統(tǒng),它主要用于應(yīng)急和搶險(xiǎn)救災(zāi),獲取地理、地面地形信息,預(yù)警與軍事,以及地下的地層、地質(zhì)信息等方面。

無(wú)人機(jī)之所以深受青睞,追根結(jié)底在于它的優(yōu)點(diǎn)多：

1）能快速夠獲取低空高分辨率影像。無(wú)人機(jī)可按預(yù)定飛行航線自主飛行、拍攝，航線控制精度高，飛行姿態(tài)平穩(wěn)，飛行高度從50m至4000m，可以進(jìn)行云下航攝飛行，從而能盡可能保證拍攝工作及時(shí)、準(zhǔn)確地完成。無(wú)人機(jī)搭載的高精度數(shù)碼成像設(shè)備，航拍的影像具有高清晰、大比例尺、小面積、高現(xiàn)勢(shì)性的優(yōu)點(diǎn)，特別適合獲取帶狀地區(qū)航拍影像（公路、鐵路、河流、水庫(kù)、海岸線等）。

2）與傳統(tǒng)的航天、航空遙感手段相比，其起飛降落受場(chǎng)地限制較小，在操場(chǎng)、公路或其它較開(kāi)闊的地面均可起降，其穩(wěn)定性、安全性好，轉(zhuǎn)場(chǎng)等非常容易。另外其操作靈活、維護(hù)使用成本低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，飛行控制人員培訓(xùn)時(shí)間短，在獲取航拍影像時(shí)不用考慮飛行員的飛行安全，對(duì)獲取數(shù)據(jù)時(shí)的地理空域以及氣象條件要求較低，能夠解決人工探測(cè)無(wú)法達(dá)到的地區(qū)監(jiān)測(cè)功能。

3）無(wú)人機(jī)平臺(tái)自主性強(qiáng)，機(jī)載數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)可設(shè)置不同的傳感器，可用于應(yīng)急和搶險(xiǎn)救災(zāi)、環(huán)境保護(hù)、資源調(diào)查與監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域，易于推廣且具有形成產(chǎn)業(yè)化的特點(diǎn)。

3 土地利用變化監(jiān)測(cè)

筆者選取無(wú)人機(jī)拍攝的東莞市蒲田區(qū)的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行土地利用變化監(jiān)測(cè)，測(cè)區(qū)位于東莞市左上角部位，絕大部分地區(qū)屬于平地區(qū)域，局部地區(qū)屬丘陵區(qū)域，測(cè)區(qū)內(nèi)人口居住密集，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，土地利用情況復(fù)雜多變。

測(cè)區(qū)使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行雙拼相機(jī)航拍，在航拍后對(duì)同一曝光點(diǎn)拍攝的前、后視兩張航片進(jìn)行拼接得到曝光點(diǎn)的影像數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)用于空三加密并制作DOM數(shù)據(jù)作為變化監(jiān)測(cè)的后時(shí)相影像。

另外測(cè)區(qū)內(nèi)收集有覆蓋了全測(cè)區(qū)范圍的Quikbird全色與多光譜融合的正射影像，地面分辨率為0.5m，獲取日期為20090908，該數(shù)據(jù)是作為配準(zhǔn)糾正控制點(diǎn)讀取來(lái)源和土地圖斑變化監(jiān)測(cè)時(shí)的前時(shí)相影像數(shù)據(jù)。

利用無(wú)人機(jī)影像進(jìn)行土地利用變化監(jiān)測(cè)過(guò)程的總體技術(shù)路線如圖所示：

3.1無(wú)人機(jī)影像影像處理技術(shù)

與傳統(tǒng)航空影像相比，無(wú)人機(jī)影像使用工業(yè)級(jí)CCD改裝的數(shù)碼相機(jī)拍攝，這種相機(jī)為非量測(cè)相機(jī)，較之傳統(tǒng)的測(cè)繪航空攝影儀存在著較大光學(xué)畸變差和CCD陣面非正交性所產(chǎn)生的誤差，不能直接用于空三加密。這就要求在進(jìn)行航空攝影前進(jìn)行相機(jī)畸變檢較，然后對(duì)獲取的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行畸變差改正。由于CCD數(shù)碼相機(jī)拍攝的影像像幅較小，像片數(shù)量多，影響后續(xù)處理工序，目前較多的是在進(jìn)行航空影像拍攝時(shí)，使用檢較過(guò)的相機(jī)進(jìn)行雙拼拍攝，獲取同一曝光點(diǎn)的前、后視影像，然后再對(duì)同一曝光點(diǎn)拍攝的前、后視兩張影像進(jìn)行拼接得到曝光點(diǎn)的航攝數(shù)據(jù)。

無(wú)人機(jī)影像的空三加密過(guò)程與常規(guī)航空影像處理途徑基本一致，針對(duì)無(wú)人機(jī)影像畸變大、重疊度不夠規(guī)則、像幅較小、像片數(shù)量多、傾角過(guò)大且傾斜方向沒(méi)有規(guī)律、航攝區(qū)域地形起伏大、高程變化顯著等特點(diǎn)，使用高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)一體化測(cè)圖系統(tǒng)PixelGrid能夠快速高效完成無(wú)人機(jī)遙感影像從空三加密到DEM/DSM、DOM等產(chǎn)品的生產(chǎn)任務(wù)。該系統(tǒng)采取了基于尺度/旋轉(zhuǎn)不變特征和多基線影像匹配技術(shù)的全自動(dòng)連接點(diǎn)選取及配準(zhǔn)方法以及集群分布式并行處理功能使空三加密、DEM匹配以及正射影像糾正工序?qū)崿F(xiàn)高度自動(dòng)化處理。

區(qū)域網(wǎng)平差解算可以采用無(wú)地面控制點(diǎn)的GPS輔助空三加密，加密成果坐標(biāo)系與GPS數(shù)據(jù)一致，加密精度與GPS數(shù)據(jù)精度相當(dāng)。然后利用加密成果匹配生產(chǎn)數(shù)字高程模型（DEM），并進(jìn)行DEM濾波處理后進(jìn)行單片微分糾正，將單片糾正結(jié)果通過(guò)鑲嵌裁切得到監(jiān)測(cè)區(qū)域的DOM數(shù)據(jù)。

3.2 土地利用變化監(jiān)測(cè)工作底圖制作

利用收集到的前時(shí)相衛(wèi)星遙感影像作為控制基礎(chǔ)，選取同名點(diǎn)對(duì)鑲嵌后無(wú)人機(jī)DOM數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)式配準(zhǔn)糾正，為了保證糾正精度，配準(zhǔn)中誤差不超過(guò)2個(gè)像素，同名點(diǎn)均勻分布于無(wú)人機(jī)DOM數(shù)據(jù)范圍內(nèi)。糾正后應(yīng)進(jìn)行無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)與衛(wèi)星遙感影像進(jìn)行套合檢查，套合精度一般不大于5個(gè)像素，如達(dá)不到配準(zhǔn)精度要求，應(yīng)增加控制點(diǎn)重新進(jìn)行配準(zhǔn)糾正。對(duì)配準(zhǔn)糾正后DOM數(shù)據(jù)按鄉(xiāng)鎮(zhèn)境界范圍外擴(kuò)100米進(jìn)行裁切分幅，得到分鄉(xiāng)鎮(zhèn)DOM數(shù)據(jù)，作為變化監(jiān)測(cè)的后時(shí)相影像數(shù)據(jù)。

3.3土地利用變化監(jiān)測(cè)過(guò)程

利用Arc GIS軟件，以衛(wèi)星遙感影像為基礎(chǔ)，根據(jù)配準(zhǔn)后得到無(wú)人機(jī)DOM正射影像通過(guò)自動(dòng)提取變化圖斑和人機(jī)交互式提取變化圖斑兩種方法相結(jié)合來(lái)進(jìn)行變化圖斑的分析提取，按照實(shí)際影像的變化范圍采集相應(yīng)的變化圖斑范圍，并對(duì)每一圖斑進(jìn)行面積統(tǒng)計(jì)和賦予相應(yīng)屬性信息。圖斑提取完成后制作圖斑分析表格，表格中以圖斑為單位，每個(gè)圖斑為一條記錄，并有唯一的標(biāo)識(shí)碼與圖形數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)，有鎮(zhèn)區(qū)、面積、中心點(diǎn)坐標(biāo)、標(biāo)識(shí)碼等要素，通過(guò)統(tǒng)計(jì)表格分析，可清楚了解土地利用的變化情況。

每個(gè)圖斑包含的屬性信息見(jiàn)表1。

表1：變化圖斑提取成果屬性表

屬性項(xiàng) 代碼 屬性值

行政區(qū)代碼 XZQDM 441900128

縣名稱(chēng) XMC 東莞市

鄉(xiāng)鎮(zhèn)名稱(chēng) XZMC 中堂鎮(zhèn)

前時(shí)相 QSX 20090908

后時(shí)相 HSX 20100708

中心點(diǎn)東坐標(biāo) XZB 19768291.9

中心點(diǎn)北坐標(biāo) YZB 2553291.9

監(jiān)測(cè)編號(hào) JCBH 93

變化圖斑監(jiān)測(cè)面積 JCMJ 48.2

變化圖斑備注 BZ 1

3.4 土地利用變化遙感監(jiān)測(cè)圖制作

將分鄉(xiāng)鎮(zhèn)提取的土地利用變化監(jiān)測(cè)圖斑數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)行政村名注記和主要道路名稱(chēng)注記疊加分鄉(xiāng)鎮(zhèn)DOM數(shù)據(jù)上，圖斑的檢測(cè)編號(hào)應(yīng)在對(duì)應(yīng)的圖斑位置上進(jìn)行表示，并疊加鄉(xiāng)鎮(zhèn)境界數(shù)據(jù)和公里格網(wǎng)并進(jìn)行圖廓整飾，然后按一定的比例尺打印輸出成TIFF影像格式，輸出影像像素分辨率為0.5米，得到土地利用變化遙感監(jiān)測(cè)圖。

3 結(jié)束語(yǔ)

無(wú)人機(jī)低空航攝具有靈活機(jī)動(dòng)、高效快速、精細(xì)準(zhǔn)確、作業(yè)成本低的特點(diǎn),在小區(qū)域和飛行困難地區(qū)快速獲取高分辨率影像方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。隨著無(wú)人機(jī)與數(shù)碼相機(jī)技術(shù)的發(fā)展,基于無(wú)人機(jī)平臺(tái)的數(shù)字航攝技術(shù)已顯示出其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，無(wú)人機(jī)與航空攝影測(cè)量相結(jié)合使得“無(wú)人機(jī)數(shù)字低空遙感”成為航空遙感領(lǐng)域的一個(gè)嶄新發(fā)展方向，在應(yīng)急數(shù)據(jù)獲取、地質(zhì)環(huán)境與災(zāi)害調(diào)查、土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、地形圖更新等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

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篇8

關(guān)鍵詞：數(shù)字化技術(shù)；全球衛(wèi)星定位；數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量；遙感

Abstract: With the development of mapping technology, space technology, electronics and information technology are integrated into engineering measurement methods; the new mapping technologies not only improves the efficiency of the engineering survey, but also to reduce the burden of measuring staff, reducing thethe error and improve the measurement accuracy. This paper describes the application of the new mapping technology in the engineering survey.Key words: digital technology; global positioning satellite; digital photogrammetry; remote sensing

中圖分類(lèi)號(hào)：P237 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104（2012）02-

隨著電子技術(shù)和激光技術(shù)的發(fā)展，光電結(jié)合型的測(cè)繪儀器對(duì)傳統(tǒng)的測(cè)繪儀器方法產(chǎn)生了深刻的影響。以衛(wèi)星遙感、全球定位系統(tǒng)為代表的空間測(cè)量方法對(duì)地觀測(cè)技術(shù)在測(cè)繪科學(xué)中的應(yīng)用日趨成熟，以計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)科學(xué)為基礎(chǔ)的地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)和應(yīng)用為多源測(cè)繪信息的獲取、分析、管理、處理及其充分應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支持和保障，現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)正在經(jīng)歷著一場(chǎng)深刻的變革。

1、測(cè)繪新技術(shù)的應(yīng)用

（一）地圖數(shù)字化技術(shù)

要建立GIS系統(tǒng)，須對(duì)原有地圖進(jìn)行數(shù)字化處理，對(duì)于精度滿(mǎn)足工程需求的紙制地圖，可通過(guò)數(shù)字化儀將其輸入計(jì)算機(jī)，經(jīng)軟件處理后生成相應(yīng)的數(shù)字地圖，對(duì)于一些比例尺較大的地形圖，可通過(guò)掃描矢量軟件自動(dòng)提取地圖信息。

與以往的測(cè)圖方法相比，地圖數(shù)字化技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）以往的測(cè)圖方法需重復(fù)工作以繪制不同比例的地形圖，而數(shù)字化測(cè)圖可先測(cè)大比例地形圖，在需要小比例尺測(cè)圖時(shí)只需補(bǔ)充即可；

2）數(shù)字化測(cè)圖的數(shù)據(jù)處理過(guò)程避免了人為的誤差及誤差傳遞，所測(cè)結(jié)果精度較高；

3）數(shù)字化產(chǎn)品便于保存，不易損壞，保證了地形圖的不變形性，且圖形易于修改，再次利用時(shí)對(duì)圖形進(jìn)行更新即可。

（二）數(shù)字化成圖手段

數(shù)字化成圖首先要查看有無(wú)原有圖紙，若有則對(duì)圖紙掃描以得到矢量電子地圖，若無(wú)則需進(jìn)行外業(yè)數(shù)據(jù)的采集，在采集時(shí)必須準(zhǔn)確應(yīng)用地物代碼，按照要求對(duì)測(cè)站點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，完整的記錄下地形特點(diǎn)，制定出科學(xué)的矢量方案，在得到矢量版電子圖后，根據(jù)地形的特點(diǎn)再對(duì)圖形進(jìn)行相應(yīng)的修改，符合要求后，即可存儲(chǔ)為電子地圖并打印輸出。

當(dāng)前數(shù)字化成圖技術(shù)采取的作業(yè)模式有兩種：

1）內(nèi)外一體化作業(yè)模式，其采用設(shè)備為全站儀及電子手簿等，作業(yè)的流程為：外業(yè)繪制草圖及數(shù)據(jù)采集編制引導(dǎo)文件及數(shù)據(jù)通訊編碼引導(dǎo)編碼轉(zhuǎn)換圖形生成圖形輸出。采用此種作業(yè)模式的優(yōu)點(diǎn)在于測(cè)得數(shù)據(jù)精度較高，人員分工明確。

2）電子平板的作業(yè)模式，它所采用的儀器為電子平板及全站儀，在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得數(shù)據(jù)后，直接輸入電子平板進(jìn)行繪圖，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形進(jìn)行修改。

2、全球衛(wèi)星定位技術(shù)的應(yīng)用

全球衛(wèi)星定位技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)GPS。 是美國(guó)研制的精密衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。靜態(tài)定位中，GPS接收機(jī)在捕獲和跟蹤GPS衛(wèi)星的過(guò)程中固定不變，接收機(jī)高精度地測(cè)量GPS信號(hào)的傳播時(shí)間，利用GPS衛(wèi)星在軌的已知位置，解算出接收機(jī)天線所在位置的三維坐標(biāo)。而動(dòng)態(tài)定位則是用GPS接收機(jī)測(cè)定一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)行軌跡。GPS信號(hào)接收機(jī)所位于的運(yùn)動(dòng)物體叫做載體。載體上的GPS接收機(jī)天線在跟蹤GPS衛(wèi)星的過(guò)程中相對(duì)地球而運(yùn)動(dòng)，接收機(jī)用GPS信號(hào)實(shí)時(shí)地測(cè)得運(yùn)動(dòng)載體的狀態(tài)參數(shù)（瞬間三維位置和三維速度）。GPS 是一種可以定位 、 實(shí)時(shí)跟綜的導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)，用在測(cè)量上可以測(cè)距 、 測(cè)時(shí)，并根據(jù)測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行空間交會(huì)定點(diǎn)， 可向全球任何用戶(hù)全天候地提供高精度的海、陸、空全方位三維導(dǎo)航與定位能力的衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。借助計(jì)算機(jī)及 GPS配套設(shè)備將提取的地面幾何和 物理信息變換成一系列數(shù)據(jù)，依據(jù)數(shù)據(jù)制出各種實(shí)用的地圖等 測(cè)繪產(chǎn)品 。

（一）CIS技術(shù)

GIS（地理信息系統(tǒng)）是利用計(jì)算機(jī)、空間科學(xué)信息、測(cè)繪遙感、環(huán)境和管理等采集 、 存儲(chǔ)的地球空間信息數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)經(jīng)傳輸 ， 處理 、 分析 后轉(zhuǎn)化為三維可視化顯示，并應(yīng)用到實(shí)際工作中的空間信息系統(tǒng)。其技術(shù)優(yōu)勢(shì)不僅在于它的集地理數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數(shù)據(jù)流程，地理信息系統(tǒng)與其他信息系統(tǒng)的區(qū)別在于其存儲(chǔ)和處理的信息是經(jīng)過(guò)地理編碼的，地理位置及與該位置有關(guān)的地物屬性信息成為信息檢索的重要部分。還在于它的空間提示、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和輔助決策功能。目前，GlS不僅發(fā)展成為一門(mén)較為成熟的技術(shù)科學(xué)，而且已經(jīng)成為一門(mén)新興的產(chǎn)業(yè)，在測(cè)繪、地質(zhì)礦產(chǎn)、農(nóng)林水利、氣象海洋、環(huán)境監(jiān)測(cè)、城市規(guī)劃士地管理、區(qū)域開(kāi)發(fā)與國(guó)防建設(shè)等領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

（二）數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)

數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量是基于數(shù)字影像與攝影測(cè)量的基本原理，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字影像處理、影像匹配、模式識(shí)別等多學(xué)科的理論與方法。航空攝影測(cè)量是大面積、大比例尺地形測(cè)圖、地籍測(cè)量的重要手段與方法，可以提供數(shù)字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖產(chǎn)品。全數(shù)字?jǐn)z影工作站的出現(xiàn)，加上GPS技術(shù)在攝影測(cè)量中的應(yīng)用，使得攝影測(cè)量向自動(dòng)化、數(shù)字化方向邁進(jìn)。隨著全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用，攝影測(cè)量產(chǎn)品已經(jīng)從影像圖等向4D產(chǎn)品轉(zhuǎn)化（DEM，數(shù)字高程模型；DSQ，數(shù)字正射攝影圖；DLG，數(shù)字線劃圖；DRG，數(shù)字柵格圖），為建立各類(lèi)專(zhuān)業(yè)的信息系統(tǒng)和基礎(chǔ)地理信息平臺(tái)提供了可靠的數(shù)據(jù)保證。

（三）RS技術(shù)

遙感技術(shù)是通過(guò)控制遙感衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)以獲得基本地理信息的一種技術(shù)，也可以說(shuō)是一種利用物體反射或輻射電磁波的固有特性，通過(guò)觀測(cè)電磁波識(shí)別物體及物體存在環(huán)境條件的技術(shù)。多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛(wèi)星將成為對(duì)地觀測(cè)獲取基礎(chǔ)地理信息的重要手段。各種中小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來(lái)獲取，主要應(yīng)用于城市地形圖，地籍圖等地形圖的影像及繪制，也可用于對(duì)水文地質(zhì)，資源環(huán)境，土地等專(zhuān)題地圖的繪制。

（四）3S集成技術(shù)

3S技術(shù)的結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，是一個(gè)自然的發(fā)展趨勢(shì)， 三者之間的相互作用行成了“一個(gè)大腦，兩只眼睛”的框架，即GPS與RS為GlS提供區(qū)域信息及空間定位信息，而GlS進(jìn)行相應(yīng)的空間分析以便從GPS和RS提供的海量數(shù)據(jù)中提取有用的信息并進(jìn)行綜合集成， 使之成為科學(xué)的決策依據(jù)。諸如三峽工程、南水北調(diào)工程、西氣東輸、青藏鐵路等工程，其施工范圍大、物流量大、施工周期長(zhǎng)等，而3S技術(shù)為該類(lèi)大型工程提供了最有效的數(shù)據(jù)及信息采集、分析處理、表達(dá)決策的工具。

3、測(cè)繪技術(shù)的展望

新測(cè)繪技術(shù)不斷涌現(xiàn)，使得測(cè)繪作業(yè)必將趨于內(nèi)外一體，數(shù)據(jù)的獲取及處理也將逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槿詣?dòng)化，其發(fā)展的目的是為了進(jìn)一步提高測(cè)繪作業(yè)效率，在條件允許的情況下采用新的科學(xué)的測(cè)繪技術(shù)，可以提高測(cè)量精度，加快工程測(cè)量進(jìn)度。所有，我們期待測(cè)繪技術(shù)有更快更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]劉海洋《測(cè)繪新技術(shù)與工程測(cè)量的內(nèi)在聯(lián)系》2010

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近日，加拿大遙感圖像處理軟件及解決方案系統(tǒng)提供商PCI Geomatics公司聯(lián)合其中國(guó)獨(dú)家商北京天目創(chuàng)新科技有限公司，推出其最新研發(fā)的桌面軟件PCI Geomatica 10.2版本。該產(chǎn)品支持廣泛靈活的地理圖像工具，可進(jìn)行空間數(shù)據(jù)處理及分析，還能幫助用戶(hù)有效采集圖像，為各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用提供支持。憑借自動(dòng)化和全畫(huà)面以及矢量積分功能，Geomatica 軟件可與其他地理空間工具配合使用，將遙感、GIS、制圖集成在同一界面下，以便于在任何工作流程中進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取和分發(fā)，從而真正為用戶(hù)提供一系列地理成像自動(dòng)化工作流程解決方案。

北京天目創(chuàng)新公司總裁程曉陽(yáng)表示:“PCI Geomatics 10.2版本不僅具有強(qiáng)大的功能，比如支持超過(guò)100種不同的柵格、矢量數(shù)據(jù)格式的讀寫(xiě)以及強(qiáng)大的空間分析功能，同時(shí)還解決了以往遙感處理軟件沒(méi)有定義80坐標(biāo)系，以及數(shù)據(jù)需要轉(zhuǎn)換等諸多遙感影像處理中的技術(shù)難題?！?/p>

Geomatica V10.2的功能改進(jìn)主要有: 對(duì)傳感器的支持，包括對(duì)RADARSAT-2、TerraSAR-X傳感器支持的強(qiáng)化和新增的對(duì)GeoEye-1 和 COSMO-SkyMed傳感器的支持; 增加了數(shù)據(jù)獲取的途徑，添加了多個(gè)免費(fèi)數(shù)據(jù)網(wǎng)址及一些大的數(shù)據(jù)供應(yīng)商網(wǎng)站的鏈接; 支持原始的ALOS K&C 鑲嵌文件及PNG 格式等GDB 更新; 通過(guò)影像與矢量或多邊形匹配實(shí)現(xiàn)地面控制點(diǎn)（GCP）自動(dòng)采集。

篇10

關(guān)鍵詞：測(cè)繪新技術(shù)　工程測(cè)量　應(yīng)用與研究

一、概論

全球定位系統(tǒng)（GPS）是“衛(wèi)星授時(shí)測(cè)距導(dǎo)航/全球定位系統(tǒng)"的簡(jiǎn)稱(chēng)。該系統(tǒng)由美國(guó)國(guó)防部于1973年組織研制，歷經(jīng)20年，耗資近300億美元，于1993年建設(shè)成功，主要為軍事導(dǎo)航與定位服務(wù)。GPS利用衛(wèi)星發(fā)射的無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航定位，具有全球性、全天候、高精度、快速實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航、定位、側(cè)速和授時(shí)功能，并具有良好的保密性和抗干擾性。GPS已成為美國(guó)導(dǎo)航技術(shù)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，被稱(chēng)為本世紀(jì)繼阿波羅登月計(jì)劃之后的又一重大航天技術(shù)。GPS不但可以用于軍事上各兵種和武器的導(dǎo)航定位，在民用上也具有廣泛的應(yīng)用。GPS定位技術(shù)的引入，引發(fā)了測(cè)繪技術(shù)的一場(chǎng)革命，使得測(cè)繪領(lǐng)域步入了一個(gè)新的時(shí)代。

傳統(tǒng)工程測(cè)量技術(shù)的服務(wù)領(lǐng)域主要包括水利、交通、建筑等行業(yè)。隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的進(jìn)步，現(xiàn)代的數(shù)字化技術(shù)、全球定位技術(shù)（GPS）、地理信息技術(shù)（GIS）、遙感技術(shù)（RS）等各種新技術(shù)在工程測(cè)量中得以應(yīng)用和研究。

二、工程測(cè)量中的數(shù)字化技術(shù)

（一）地圖數(shù)字化技術(shù)

在建立各種GIS系統(tǒng)時(shí)，對(duì)原有地圖進(jìn)行數(shù)字化處理，在建庫(kù)工作中占據(jù)了相當(dāng)大的工作量，各工程測(cè)繪部門(mén)都投入相當(dāng)大的人力和財(cái)力。對(duì)于已有紙制地圖，若其現(xiàn)勢(shì)性、精度和比例尺能滿(mǎn)足要求，就可以利用數(shù)字化儀將其輸入計(jì)算機(jī)，經(jīng)編輯、修補(bǔ)后生成相應(yīng)的數(shù)字地圖。當(dāng)前有手扶跟蹤數(shù)字化和掃描矢量化兩大類(lèi)儀器，針對(duì)大比例尺地形圖，大多數(shù)掃描矢量化軟件能自動(dòng)提取多邊形信息，高效、便捷、保真的對(duì)地圖進(jìn)行數(shù)字化處理。

（二）數(shù)字化成圖手段

大比例尺地形圖和工程圖的測(cè)繪是傳統(tǒng)工程測(cè)量的重要內(nèi)容，常規(guī)的成圖方法野外工作量大，作業(yè)艱苦，作業(yè)程序復(fù)雜，同時(shí)還有繁瑣的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理和繪圖工作，成圖周期長(zhǎng)，產(chǎn)品單一，難以適應(yīng)社會(huì)飛速發(fā)展的需要。而數(shù)字化成圖技術(shù)具有精度高、勞動(dòng)強(qiáng)度小、更新方便、便于保存管理及應(yīng)用、易于等特點(diǎn)。目前，數(shù)字化成圖技術(shù)有內(nèi)外業(yè)一體化和電子平板兩種模式。內(nèi)外業(yè)一體化是一種外業(yè)數(shù)據(jù)采集方法，主要設(shè)備是全站儀、電子手簿等，其特點(diǎn)是精度高、內(nèi)外業(yè)分工明確、便于人員分配，從而具有較高的成圖效率。

三、工程測(cè)量中的全球衛(wèi)星定位技術(shù)（GPS）

GPS是美國(guó)從20世紀(jì)70年代開(kāi)始研制，歷時(shí)20年，于1994年全面建成，具有海、陸、空全方位實(shí)施三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。GPS接收機(jī)的改進(jìn)，廣域差分技術(shù)、載波相位差分技術(shù)的發(fā)展，加之美國(guó)SA技術(shù)的解除，使得GPS技術(shù)在導(dǎo)航、運(yùn)載工具實(shí)時(shí)監(jiān)控、城市規(guī)劃、工程測(cè)量等領(lǐng)域有了更為廣泛的應(yīng)用。

RTK（Real　Time　Kinematics，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)）技術(shù)是在GPS基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的、能夠?qū)崟r(shí)提供流動(dòng)站在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并在一定范圍內(nèi)達(dá)到厘米級(jí)精度的一種新的GPS定位測(cè)量方式，是GPS應(yīng)用的重大里程碑。RTK測(cè)量是將l臺(tái)GPS接收機(jī)安裝在已知點(diǎn)上對(duì)GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)，將采集的載波相位觀測(cè)量調(diào)制到基準(zhǔn)站電臺(tái)的載波上，再通過(guò)基準(zhǔn)站電臺(tái)發(fā)射出去；流動(dòng)站在對(duì)GPS衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè)并采集載波相位觀測(cè)量的同時(shí)，也接收由基準(zhǔn)站電臺(tái)發(fā)射的信號(hào)，經(jīng)解調(diào)得到基準(zhǔn)站的載波相位觀測(cè)量；流動(dòng)站的GPS接收機(jī)再利用0TF（運(yùn)動(dòng)中求解整周模糊度）技術(shù)由基準(zhǔn)站的載波相位觀測(cè)量和流動(dòng)站的載波相位觀測(cè)量來(lái)求解整周模糊度，最后求出厘米級(jí)精度流動(dòng)站的位置。RTK測(cè)量可以不布設(shè)各級(jí)控制點(diǎn)，僅依據(jù)一定數(shù)量的基準(zhǔn)控制點(diǎn)，便可以高精度、快速地測(cè)定圖根控制點(diǎn)、界址點(diǎn)、地形點(diǎn)、地物點(diǎn)的坐標(biāo)，利用測(cè)圖軟件可以在野外一次生成電子地圖。同時(shí)，也可以根據(jù)已有的數(shù)據(jù)成果快速的進(jìn)行施工放樣。因此，RTK被廣泛應(yīng)用于圖根控制測(cè)量，地籍、房地產(chǎn)測(cè)繪、數(shù)字化測(cè)圖及施工放樣等各種工作中。

四、工程測(cè)量中的地理信息（GIS）技術(shù)

GIS是集計(jì)算機(jī)科學(xué)、空間科學(xué)信息科學(xué)、測(cè)繪遙感科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和管理科學(xué)等學(xué)科為一體的新興學(xué)科。已成為多學(xué)科集成并應(yīng)用于各領(lǐng)域的基礎(chǔ)平臺(tái)和地學(xué)空間信息顯示的基本手段與工具。其技術(shù)優(yōu)勢(shì)不僅在于它的集地理數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數(shù)據(jù)流程，還在于它的空間提示、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和輔助決策功能。目前，GIS不僅發(fā)展成為一門(mén)較為成熟的技術(shù)科學(xué)，而且已經(jīng)成為一門(mén)新興的產(chǎn)業(yè)，在測(cè)繪、地質(zhì)礦產(chǎn)、農(nóng)林水利、氣象海洋、環(huán)境監(jiān)測(cè)、城市規(guī)劃土地管理、區(qū)域開(kāi)發(fā)與國(guó)防建設(shè)等領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

五、工程測(cè)量中的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)

數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量是基于數(shù)字影像與攝影測(cè)量的基本原理，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字影像處理、影像匹配、模式識(shí)別等多學(xué)科的理論與方法。航空攝影測(cè)量是大面積、大比例尺地形測(cè)圖、地籍測(cè)量的重要手段與方法，可以提供數(shù)字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖產(chǎn)品。全數(shù)字?jǐn)z影工作站的出現(xiàn)，加上GPS技術(shù)在攝影測(cè)量中的應(yīng)用，使得攝影測(cè)量向自動(dòng)化、數(shù)字化方向邁進(jìn)。隨著全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用，攝影測(cè)量產(chǎn)品已經(jīng)從影像圖等向4D產(chǎn)品轉(zhuǎn)化，為建立各類(lèi)專(zhuān)業(yè)的信息系統(tǒng)和基礎(chǔ)地理信息平臺(tái)提供了可靠的數(shù)據(jù)保證。

六、工程測(cè)量中的遙感（　RS）技術(shù)

遙感（RS）技術(shù)由于大面積的同步觀測(cè)、時(shí)效性、數(shù)據(jù)的綜合性和可比性及經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢(shì)，得到快速的普及，多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛(wèi)星將成為對(duì)地觀測(cè)獲取基礎(chǔ)地理信息的重要手段。各種中小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來(lái)獲取，為應(yīng)用于工程測(cè)量領(lǐng)域的城市基本地形圖、地籍圖以及各種大、中、小比例地形圖的快速更新提供了十分便利的方法和手段。

七、工程測(cè)量中的3S集成技術(shù)

3S（GPS、GIS、RS）技術(shù)的結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，是一個(gè)自然的發(fā)展趨勢(shì)，三者之間的相互作用行成了“一個(gè)大腦，兩只眼睛”的框架，即GPS與RS為GIS提供區(qū)域信息及空間定位信息，而GIS進(jìn)行相應(yīng)的空間分析以便從GPS和RS提供的海量數(shù)據(jù)中提取有用的信息并進(jìn)行綜合集成，使之成為科學(xué)的決策依據(jù)。諸如三峽工程、南水北調(diào)工程、西氣東輸、青藏鐵路等工程，其施工范圍大、物流量大、施工周期長(zhǎng)等，而3S技術(shù)為該類(lèi)大型工程提供了最有效的數(shù)據(jù)及信息采集、分析處理、表達(dá)決策的工具。