遙感的原理與實(shí)踐

1、遙感的原理與實(shí)踐                  的工作方式不同可以將遙感分類為: 主動(dòng)式遙感，即由傳感器主動(dòng)地向被探測的目標(biāo)物發(fā)射一定波長的電磁波，然后接受并記錄從目標(biāo)物反射回來的電磁波; 被動(dòng)式遙感，即傳感器不向被探測的目標(biāo)物發(fā)射電磁波，而是直接接受并記錄目標(biāo)物反射太陽輻射或目標(biāo)物自身發(fā)射的電磁波。 3、按遙感探測的工作波段分類 根據(jù)遙感探測的工作波段不同可以將遙感分類為: 紫外遙感，其探測波段在0.30.38um之間; 可見光，

2、其探測波段在0.380.76um之間; 紅外遙感，其探測波段在0.7614um之間; 微波遙感，其探測波段在1mm1m之間; 多光譜遙感，其探測波段在可見光與紅外波段范圍之內(nèi)，但又將這一? 畏段殖扇舾篩穌衛(wèi)唇刑講狻吖餛滓惺竊謐賢獾街瀉焱獠畏段冢乙步庖徊畏段殖尚磯嚳淺夜餛琢牟衛(wèi)唇刑講狻?nbsp;4、按遙感探測的應(yīng)用領(lǐng)域分類 根據(jù)遙感探測的應(yīng)用領(lǐng)域，從宏觀研究角度可以將遙感分類為: 外層空間遙感、大氣層遙感、陸地遙感、海洋遙感等; 從微觀應(yīng)用角度可以將遙感分類為: 軍事遙感、地質(zhì)遙感、資源遙感、環(huán)境遙感、測繪遙感、氣象遙感、水文遙感、農(nóng)業(yè)遙感、林業(yè)遙感、漁業(yè)遙感、災(zāi)? ( 遙感的原理與實(shí)踐-以上

3、海市第三輪航空遙感調(diào)查為例(2) ) 屑俺鞘幸械取?（五）遙感技術(shù)的特點(diǎn)遙感作為一門對地觀測綜合性技術(shù)，它的出現(xiàn)和發(fā)展既是人們認(rèn)識(shí)和探索自然界的客觀需要，更有其它技術(shù)手段與之無法比擬的特點(diǎn)。遙感技術(shù)的特點(diǎn)歸結(jié)起來主要有以下三個(gè)方面: 1、探測范圍廣、采集數(shù)據(jù)快 遙感探測能在較短的時(shí)間內(nèi)，從空中乃至宇宙空間對大范圍地區(qū)進(jìn)行對地觀測，并從中獲取有價(jià)值的遙感數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)拓展了人們的視覺空間，為宏觀地掌握地面事物的現(xiàn)狀情況創(chuàng)造了極為有利的條件，同時(shí)也為宏觀地研究自然現(xiàn)象和規(guī)律提供了寶貴的第一手資料。這種先進(jìn)的技術(shù)手段與傳統(tǒng)的手工作業(yè)相比是不可替代的。 2、能動(dòng)態(tài)反映地面事物的變化 遙感探測能周期性、

4、重復(fù)地對同一地區(qū)進(jìn)行對地觀測，這有助于人們通過所獲取的遙感數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)并動(dòng)態(tài)地跟蹤地球上許多事物的變化。同時(shí)，研究自然界的變化規(guī)律。尤其是在監(jiān)視天氣狀況、自然災(zāi)害、環(huán)境污染甚至軍事目標(biāo)等方面，遙感的運(yùn)用就顯得格外重要。 3、獲取的數(shù)據(jù)具有綜合性 遙感探測所獲取的是同一時(shí)段、覆蓋大范圍地區(qū)的遙感數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)綜合地展現(xiàn)了地球上許多自然與人文現(xiàn)象，宏觀地反映了地球上各種事物的形態(tài)與分布，真實(shí)地體現(xiàn)了地質(zhì)、地貌、土壤、植被、水文、人工構(gòu)筑物等地物的特征，全面地揭示了地理事物之間的關(guān)聯(lián)性。并且這些數(shù)據(jù)在時(shí)間上具有相同的現(xiàn)勢性。二、遙感的調(diào)查實(shí)踐 （一）資料獲取上海市第三輪航空遙感調(diào)查采用1: 10000

5、和1: 50000兩種航攝比例尺，以彩紅外的成像方式對上海全市范圍展開調(diào)查。航空遙感調(diào)查的第一步是資料獲取。資料獲取是整個(gè)航空遙感調(diào)查的基礎(chǔ)性工作，其進(jìn)行的好壞將直接影響以后各項(xiàng)工作的質(zhì)量與效果。資料獲取的工作大致可分成四個(gè)階段來進(jìn)行: 1、第一階段為前期工作，前期工作主要有：確定調(diào)查的時(shí)間、擬定調(diào)查的航線和完成航攝任務(wù)的招投標(biāo)。（1）確定調(diào)查的時(shí)間 城市航空遙感調(diào)查的時(shí)間一般選擇在秋季或冬季。因?yàn)榍锛净蚨具@段時(shí)間，我國大部分地區(qū)通常晴好天氣較多，空氣能見度較高，地面植被的遮擋較少，因而所獲取的影像資料也就較為清晰。在航空遙感調(diào)查中，針對大區(qū)域的大比例尺、完整覆蓋的航攝飛行來說，其很難在一個(gè)

6、較短的時(shí)期內(nèi)完成。因此需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍庀笄闆r，選擇一個(gè)合適的時(shí)間段，來實(shí)施針對大區(qū)域的大比例尺、完整覆蓋的航攝飛行。根據(jù)氣象部門提供的氣象資料，表明調(diào)查當(dāng)時(shí)上海地區(qū)正值暖冬和春寒，在此期間晴好天氣為多，空氣能見度也高，經(jīng)過反復(fù)斟酌，我們把調(diào)查的時(shí)間段定在1999年12月至2000年5月。（2）擬定調(diào)查的航線 擬定調(diào)查的航線首先要確定飛行的航向，其次要在有經(jīng)緯度的地圖上畫出詳細(xì)的飛行路線。飛行的航向一般是根據(jù)被調(diào)查地域的形狀來確定。通常地域形狀呈南北向延伸，其航向定為南北向; 地域形狀呈東西向延伸，其航向定為東西向。畫詳細(xì)的飛行路線應(yīng)充分考慮航片的縱向重疊和旁向重疊。一般說來縱向重疊按40-60

7、左右考慮，旁向重疊按25-30左右考慮。本次航空遙感調(diào)查按照市有關(guān)部門的要求，結(jié)合上海的實(shí)際情況，我們把1: 10000比例尺的飛行航向定為東西向飛行，1: 50000比例尺的飛行航向定為南北向飛行，飛行的詳細(xì)路線與上海市地形圖圖幅的中心線相一致，航片的縱向重疊按60設(shè)計(jì)，旁向重疊按30設(shè)計(jì)。這樣做不僅有利于航片的后期處理，也有利于測繪部門觷提 （，。）煤狡蔥薏獾匭甕肌?（3）完成航攝任務(wù)的招投標(biāo) 資料獲取的實(shí)質(zhì)性工作是要完成航攝任務(wù)。但作為遙感調(diào)查的業(yè)主單位，一般不具備這方面的條件和能力來承擔(dān)這項(xiàng)任務(wù)。因此，必須通過市場招投標(biāo)，選擇一家有儀器設(shè)備、有技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)化企業(yè)來完成此項(xiàng)任務(wù)。我們在

8、開展航攝任務(wù)招投標(biāo)的過程中，首先是編制好航攝任務(wù)的招標(biāo)書。編制招標(biāo)書的關(guān)鍵是要明確航攝任務(wù)的技術(shù)要求，其中應(yīng)包括: 航攝的時(shí)間、區(qū)域，航攝的比例尺、攝影種類，航攝的飛行路線、飛行姿態(tài)，航攝的縱向和旁向重疊率，航攝相機(jī)的規(guī)格，航攝膠片的規(guī)格，飛行器（飛機(jī)）上的必要裝備等。其次是進(jìn)行航攝任務(wù)的投                          

9、60;   標(biāo)、開標(biāo)、評(píng)標(biāo)和商務(wù)談判。其中評(píng)標(biāo)是由我們業(yè)主選定的專家們對各投標(biāo)方的投標(biāo)書進(jìn)行技術(shù)評(píng)價(jià)，主要是評(píng)價(jià)各投標(biāo)書中提出的航攝實(shí)施方案是否真正滿足招標(biāo)方的航攝技術(shù)要求。在投標(biāo)方的實(shí)施方案能夠真正滿足招標(biāo)方的技術(shù)要求的前提下，再根據(jù)開標(biāo)時(shí)投標(biāo)方的商務(wù)報(bào)價(jià)，按最低價(jià)中標(biāo)的原則確定中標(biāo)單位，然后業(yè)主和中標(biāo)單位通過商務(wù)談判最終簽訂項(xiàng)目合同。 2、第二階段為航攝準(zhǔn)備，航攝準(zhǔn)備的主要工作有：檢查儀器設(shè)備及采購材料、召開航空遙感飛行協(xié)調(diào)會(huì)和進(jìn)行航攝試飛。（1）檢查儀器設(shè)備及采購材料 航攝準(zhǔn)備首先要對航攝的各種儀器設(shè)備作嚴(yán)格的檢查。檢查的內(nèi)容主要包括: 飛行器及飛行器上的通訊與導(dǎo)航設(shè)

10、備，航攝相機(jī)和航攝平臺(tái)。檢查的目的是要確保這些儀器設(shè)備能正常工作，并達(dá)到儀器設(shè)備本身所規(guī)定的性能指標(biāo)。其次是采購有關(guān)的材料，主要有航攝的膠片和膠片沖洗液。為了獲得大面積、高質(zhì)量的遙感影像資料，目前這些材料仍需從國外進(jìn)口。要注意的是：由于從國外進(jìn)口這些材料得有一個(gè)周期，因此必須提前一段時(shí)間預(yù)先訂購，并確保這些被訂購的材料在正式實(shí)施航攝之前到貨。 （2）召開航空遙感飛行協(xié)調(diào)會(huì) 召開航空遙感飛行協(xié)調(diào)會(huì)是航攝準(zhǔn)備一項(xiàng)很重要的工作。召開這個(gè)協(xié)調(diào)會(huì)就是把負(fù)責(zé)上海地區(qū)空中管制及參加本次航攝任務(wù)的各有關(guān)單位請來，圍繞本次遙感調(diào)查的航攝任務(wù)進(jìn)行充分地討論和協(xié)商，在參加會(huì)議的各方達(dá)成共識(shí)的基礎(chǔ)上，確定航攝飛行的管

11、制方案，明確各自的保障任務(wù)和責(zé)任，最后將會(huì)議結(jié)果形成航空遙感飛行協(xié)調(diào)會(huì)會(huì)議紀(jì)要。該會(huì)議紀(jì)要應(yīng)就飛機(jī)的地面保障、飛行的空中保障、航攝區(qū)域與飛行高度、航攝飛行的調(diào)配和航攝飛行的管制等內(nèi)容作出具體規(guī)定，明確業(yè)務(wù)要求。會(huì)議紀(jì)要一旦形成，便成為各方執(zhí)行任務(wù)的行動(dòng)規(guī)范，參加會(huì)議的所有單位都必須嚴(yán)格遵守。 （3）進(jìn)行航攝試飛 航攝試飛也是航攝準(zhǔn)備的一項(xiàng)必要工作。在上述兩項(xiàng)工作均已順利完成的基礎(chǔ)上，便可開始進(jìn)行航攝試飛。航攝試飛的主要任務(wù)是檢驗(yàn)航攝飛行的協(xié)調(diào)與配合、熟悉航攝區(qū)域的地理環(huán)境、校正航攝儀器和進(jìn)行航攝的試拍。其中檢驗(yàn)航攝飛行的協(xié)調(diào)與配合是檢驗(yàn)航攝人員在航攝飛行過程中，與氣象部門、空中管制部門和地面指

12、揮塔的協(xié)調(diào)與配合；熟悉航攝區(qū)域的地理環(huán)境是熟悉被攝地區(qū)地物基本要素的分布情況; 校正航攝儀器是校正裝載航攝相機(jī)平臺(tái)的基準(zhǔn); 進(jìn)行航攝的試拍是選擇具有明顯地形地物特征的小范圍區(qū)域進(jìn)行試拍。在結(jié)束航攝試飛后，要立即對以上的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決，以便為正式實(shí)施? ( 遙感的原理與實(shí)踐-以上海市第三輪航空遙感調(diào)查為例(4) 繳憒叢熗己玫奶跫?3、第三階段為實(shí)施航攝，主要工作有: 收集氣象資料、執(zhí)行航攝任務(wù)和監(jiān)控航攝質(zhì)量。 （1）收集氣象資料 收集氣象資料對實(shí)施航攝來說至關(guān)重要。為了確保航攝任務(wù)的順利實(shí)施，航攝人員必須與氣象部門保持密切聯(lián)絡(luò)，及時(shí)收集每一天、每一周的氣象預(yù)報(bào)，隨時(shí)掌握

13、航攝期間的天氣情況及變化趨勢。同時(shí)，要根據(jù)所收集到的氣象資料，設(shè)計(jì)好具體的航攝飛行方案，主要是確定每次航攝飛行的具體時(shí)間和區(qū)域。由于天氣狀況變幻莫測，因此在設(shè)計(jì)航攝飛行方案時(shí)，往往要同時(shí)擬定幾套方案以供備用。一旦天氣發(fā)生突變，首選方案無法實(shí)施時(shí)，便可選擇備用方案付諸實(shí)施，這樣就不會(huì)耽擱執(zhí)行航攝任務(wù)的進(jìn)度。 （2）執(zhí)行航攝任務(wù) 執(zhí)行航攝任務(wù)就是對航空遙感被調(diào)查區(qū)域進(jìn)行正式拍攝。在每次執(zhí)行航攝任務(wù)之前，仍需對飛機(jī)的機(jī)務(wù)狀況作常規(guī)檢查，如飛機(jī)的儀表是否正常、機(jī)械是否有故障、燃料是否充足等。另外還要檢查是否攜帶了本次航攝的飛行路線圖。若飛機(jī)的常規(guī)檢查未發(fā)現(xiàn)異常情況，便可開始進(jìn)行航攝飛行。當(dāng)飛機(jī)起飛升空

14、后，飛行員要及時(shí)校準(zhǔn)飛行航線，注意保持飛行高度，并控制好飛機(jī)的飛行姿態(tài)。航攝人員要注意控制好航攝平臺(tái)的基準(zhǔn)，監(jiān)視航攝相機(jī)工作是否正常，并認(rèn)真作好航攝記錄。在航攝飛行的過程中，飛行員要聽從機(jī)場塔臺(tái)的指揮，服從指揮人員的調(diào)度，一旦遇到特殊情況，應(yīng)按命令及時(shí)返航。 （3）監(jiān)控航攝質(zhì)量 在每次執(zhí)行完航攝任務(wù)之后，應(yīng)及時(shí)把航攝膠卷從航攝相機(jī)中取出，并立即送交承擔(dān)航攝任務(wù)單位的洗印中心進(jìn)行處理。處理的過程主要有：顯影、定影、水洗、晾干和曬印像片。在沖洗膠卷時(shí)，須控制好沖洗液的濃度、溫度和沖洗的時(shí)間，要盡可能使膠片的色飽和度達(dá)到最佳處理效果。待沖洗完膠卷并晾干后便可曬印成像片。監(jiān)控航攝質(zhì)量主要是通過曬印出來

15、的航攝像片，對航攝的質(zhì)量進(jìn)行技術(shù)評(píng)定，著重是評(píng)定航攝像片的覆蓋區(qū)域與航攝路線的基線是否有偏差，航攝像片的縱向與旁向重疊是否滿足設(shè)計(jì)要求。若發(fā)現(xiàn)有這兩種問題造成的“航攝漏洞” ，必須做好有關(guān)的記錄，另行擬定補(bǔ)飛的航攝計(jì)劃，安排航攝補(bǔ)飛。 4、第四階段為資料驗(yàn)收，資料驗(yàn)收的主要工作有: 檢查航攝成果和接收航攝資料。 （1）檢查航攝成果 在接收航攝資料之前，必須對航攝成果進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，檢查主要是通過閱讀航攝膠片、像片來進(jìn)行。首先是檢查航攝像片的覆蓋區(qū)域是否涵蓋了本次遙感調(diào)查的全部區(qū)域。其次是檢查航攝膠片的清晰度與色飽和度是否達(dá)到業(yè)主規(guī)定的要求。再則是檢查航攝像片是否存在傾斜角偏大，旋轉(zhuǎn)角突變、漸變

16、等造成的航攝漏洞以及補(bǔ)正航攝質(zhì)量檢查等。待完成上述檢查內(nèi)容，未發(fā)現(xiàn)任何重大問題，并航攝的質(zhì)量完全達(dá)到技術(shù)考核的標(biāo)準(zhǔn)，方可進(jìn)行資料的接收。（2）接受航攝資料 接收航攝資料，應(yīng)先列出接收內(nèi)容的詳細(xì)清單。接收的內(nèi)容主要包括: 航攝膠卷、航攝像片和航攝記錄。在接收航攝資料時(shí)，要根據(jù)清單的內(nèi)容一一核對查收。若在接收航攝資料的過程中，沒有發(fā)現(xiàn)航攝資料有任何缺漏，接收人便可在資料驗(yàn)收書上簽字。至此航空遙感調(diào)查資料獲取的整個(gè)工作就告一段落。 （二）數(shù)據(jù)處理航空遙感調(diào)查的第一步-資料獲取，僅僅是完成了遙感數(shù)據(jù)的采集工作。此時(shí)的遙感數(shù)據(jù)還是未作數(shù)字化加工的原始數(shù)據(jù)，這樣的數(shù)據(jù)還不能直接被計(jì)算機(jī)來加以分析利用。因此

17、，在完成了航空遙感調(diào)查的第一步即資料獲取之后，還須進(jìn)行航空遙感調(diào)查的第二步-數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理的主要任務(wù)是: 運(yùn)用攝影測量專業(yè)掃描儀及計(jì)算機(jī)軟硬件，在有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員的人工干預(yù)下，對原始的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描、校正及拼接等加工處理，最后建立相應(yīng)的遙感影像資料數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)處理的工作大致分為四個(gè)方面，這四個(gè)方面? ,遙感的原理與實(shí)踐-以上海市第三輪航空遙感調(diào)查為例(5) 墓骺梢越徊娼小?第一個(gè)方面的工作為數(shù)字化掃描。數(shù)字化掃描是航空遙感調(diào)查中數(shù)據(jù)處理的首要工作。數(shù)字化掃描的任務(wù)是把記錄在膠片上的遙感數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可儲(chǔ)存與處理的數(shù)字化形式。 開展數(shù)字化掃描的工作，實(shí)施單位必須具備必要的電子設(shè)備，其中最

18、重要的設(shè)備是攝影測量專業(yè)掃描儀和計(jì)算機(jī)。攝影測量專業(yè)掃描儀要求其掃描的分辨率范圍至少要在1005000dpi，并且要既能掃描大幅面(23cm×23cm以上)的底片，又能掃描大幅面的像片。而計(jì)算機(jī)則要求CPU芯片的處理速度越快越好，內(nèi)存至少要512Mb，硬盤至少要75Gb。另外掃描軟件在采購攝影測量專業(yè)掃描儀時(shí)也會(huì)隨機(jī)提供。 在開始數(shù)字化掃描之前，操作人員必須先確定航片的掃描分辨率。對于一幅航片究竟采用什么樣的分辨率來進(jìn)行掃描非常重要。因?yàn)閽呙璺直媛识ǖ锰?，由掃描所得的?shù)據(jù)其冗余就太多；而掃描分辨率定得太低，由掃描所得的數(shù)據(jù)其損失又太大。因此，選擇合適的掃描分辨率就成了執(zhí)行數(shù)字化掃描

19、任務(wù)的關(guān)鍵。所謂選擇合適的掃描分辨率，就是要尋找一種能使掃描所得的數(shù)據(jù)既不產(chǎn)生較多冗余又不造成較大損失的掃描分辨率。那么掃描一幅航片其掃描的分辨率到底取決于什么呢？ 經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn): 它只取決于航攝膠卷的解像力。本次航空遙感調(diào)查，我們選用柯達(dá)2443彩紅外反轉(zhuǎn)片，其解像力為63線/mm,換算成線密度為15.87u。這就是說膠片感光本身的分辨率為每隔15.87微米的距離能顯現(xiàn)1個(gè)像素點(diǎn)，距離再小它就無法分辨。由此我們可以得出，航片掃描分辨率的線密度應(yīng)大于15.87u，而不能小于15.87u，否則由掃描所得的數(shù)據(jù)就會(huì)產(chǎn)生冗余。然而，航片掃描分辨率的線密度應(yīng)大于15.87u多少呢？如果大得太多，反過來

20、也會(huì)對掃描所得的數(shù)據(jù)造成信息損失，對此只有通過做試驗(yàn)來確定。經(jīng)過若干次的試驗(yàn)，我們覺得把航片掃描分辨率的線密度定在17u比較合適，換算成掃描分辨率接近于1500dpi。按這樣的分辨率來進(jìn)行掃描，雖說會(huì)? 猩儺淼男畔鶚溆跋煳蛔愕饋宰鈧瘴頤前押狡納璺直媛識(shí)諏?500dpi。 當(dāng)確定了航片的掃描分辨率之后，即可進(jìn)行數(shù)字化掃描的工作。在掃描的過程中，對每條航線圖像質(zhì)量相近的航片必須進(jìn)行預(yù)掃。為了盡量減少掃描過程中的信息損失，預(yù)掃時(shí)應(yīng)在充分尊重航攝底片原始信息的前提下，不斷地調(diào)整掃描的亮度、色彩飽和度和對比度等參數(shù)，力求使掃描的結(jié)果達(dá)到地物成像清晰、色調(diào)區(qū)域平衡、反差均衡適中。待預(yù)掃的亮度、色彩度和對比

21、度等參數(shù)確定以后，便可對每條航線圖像質(zhì)量相近的航片進(jìn)行批量掃描。按此程序周而復(fù)始地重復(fù)，直至完成整個(gè)數(shù)字化掃描的任務(wù)。 第二個(gè)方面的工作為幾何校正。航空遙感調(diào)查是通過航空攝影來獲取遙感影像資料的。由于航空攝影采用的是中心投影，即空間任意一點(diǎn)均通過某一固定點(diǎn)(投影中心)被投射到一平面(投影面)上而構(gòu)成其影像。因此，當(dāng)被攝地區(qū)地面起伏較大或航攝的飛行姿態(tài)出現(xiàn)較大傾斜時(shí)，均會(huì)使航片上的像素點(diǎn)產(chǎn)生像點(diǎn)位移，從而造成遙感影像的幾何畸變，同時(shí)也造成航片上各處的比例尺不盡相同。由被攝地區(qū)地面起伏較大所引起的遙感影像幾何畸變稱為投影誤差，由航攝的飛行姿態(tài)出現(xiàn)較大傾斜所引起的遙感影像幾何畸變稱為傾斜誤差。對于這

22、兩種誤差，包括比例尺的差異，我們都要予以消除。這樣中心投影的航片才能被當(dāng)作正射投影的平面圖來使用。 鑒于上海地區(qū)地面較為平坦，基本沒有地勢起伏，所以對因地勢起伏較大而產(chǎn)生的投影誤差我們可以忽略不計(jì)。然而，上海的地面上有許多高樓，這些高樓的高低起伏也會(huì)引起投影誤差，但是對因這種情況造成的投影誤差，無須消除也無法消除。另外，由于空中存在著氣流的緣故，航攝的飛行姿態(tài)較難控制，航攝時(shí)其飛行姿態(tài)難免會(huì)出現(xiàn)較大的傾斜。所以，本次航空遙感調(diào)查所獲得的航片存在著一定程度的傾斜誤差，同時(shí)也存在著航片各處的比例尺不同。為此，對已經(jīng)完成數(shù)字化掃描的航片，我們還須對其影像所含的傾斜誤差和比例尺的不同進(jìn)行幾何校正，擬通

23、過幾何校正來消除該影像的幾何畸變和比例尺差異。 所謂幾何校正，就是將一幅含有幾何畸變和比例尺差異的原始遙感影像，通過一種數(shù)學(xué)變換，生成一幅符合數(shù)字化地圖實(shí)際的新的遙感影像。幾何校正的具體方法為: 先在每幅原始遙感影像上選取若干個(gè)控制點(diǎn)，再求出這些控制點(diǎn)在數(shù)字化地圖上對應(yīng)點(diǎn)的真實(shí)坐標(biāo)，然后把這些已知坐標(biāo)的控制點(diǎn)代入計(jì)算機(jī)的校正軟件進(jìn)行運(yùn)算。校正運(yùn)算實(shí)際上包含著兩個(gè)基本的運(yùn)算過程: 一蔥'' >遙感的原理與實(shí)踐-以上海市第三輪航空遙感調(diào)查為例(6) 墻扛?/p>          

24、                     原始像素點(diǎn)的行列值換算成它在新生成的遙感影像中的坐標(biāo)值，二是重新計(jì)算出每個(gè)原始像素點(diǎn)在新生成的遙感影像中的像元亮度值。當(dāng)所有的控制點(diǎn)被選好后，其校正運(yùn)算的過程由計(jì)算機(jī)校正軟件自動(dòng)完成。而控制點(diǎn)的選取則需要人工干預(yù)，其選擇的準(zhǔn)確性與合理性將直接影響到校正的處理效果。 在幾何校正的過程中，我們需要著重把握好兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。一是選取什么樣的像素點(diǎn)作為控制點(diǎn)。根據(jù)以往幾何校正

25、的經(jīng)驗(yàn)，通常選擇原始遙感影像上地面的突變點(diǎn)來作為控制點(diǎn)，比如道路的交叉口、河流的分叉或拐彎處等。另外像小河的橋梁、建筑物的房基等也適合選作控制點(diǎn)。這樣選擇的好處是: 作為控制點(diǎn)的地物標(biāo)志明顯，易于識(shí)別。二是在每幅原始遙感影像上選取多少數(shù)目的控制點(diǎn)。從理論上講被選擇的控制點(diǎn)的數(shù)目應(yīng)越多越好，但選擇得太多會(huì)使幾何校正的工作量太大，反過來選擇得太少又達(dá)不到幾何校正所需的精度。這個(gè)問題究竟應(yīng)該如何把握，目前還沒有很好的解決辦法，仍需通過幾何校正的具體實(shí)踐，視每幅原始遙感影像的幾何畸變程度來逐一確定。按照我們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對幾何畸變程度較小的原始遙感影像來說，被選擇的控制點(diǎn)的數(shù)目可以少一些，通常不少于15

26、個(gè); 對幾何畸變程度較大的原始遙感影像來說，被選擇的控制點(diǎn)的數(shù)目可以多一些，通常要在30個(gè)以上。在同一幅原始遙感影像中，不同的區(qū)域其幾何畸變的程度也不同。原則上也是幾何畸變較大的區(qū)域，被選擇的控制點(diǎn)的數(shù)目多一些; 而幾何畸變較小的區(qū)域，被選擇的控制點(diǎn)的數(shù)目少一些。另外在選取控制點(diǎn)時(shí)，每幅原始遙感影像的中心區(qū)域應(yīng)少? 恍鬧芮蠐嘌恍蛭行那虻募負(fù)位湟人鬧芮虻募負(fù)位淅吹瞇強(qiáng)刂頻愕姆植加×康鼐齲繞涫竊詡負(fù)位涑潭認(rèn)嘟耐磺蛞鵲胤植肌庋竦玫男跋衿渚炔拍藶鬩螅藝逍砸埠謾?nbsp;第三個(gè)方面的工作為圖像拼接。經(jīng)過數(shù)字化掃描及幾何校正后的數(shù)字化遙感影像，均為一幅幅具有相同比例尺的影像圖。這些影像圖互相之

27、間都存在著部分的重疊。所謂圖像拼接就是通過對相鄰影像圖的無縫拼接處理，把這些影像圖相互間的重疊部分去掉，從而為在邏輯上將這些影像圖整合成覆蓋上海全市的一幅影像圖創(chuàng)造條件。圖像拼接的具體工作步驟為: 首先是進(jìn)行色差處理，借助PhotoShop軟件中的色彩調(diào)整功能，將需要拼接的兩幅相鄰影像圖的色彩調(diào)整到盡可能和諧。其次是選擇拼接線，在兩幅相鄰的影像圖上，用彩色線把需要進(jìn)行拼接的界線勾畫出來。再則是拼接影像圖，當(dāng)選好拼接線后，由I/RAS C軟件沿著拼接線的軌跡自動(dòng)進(jìn)行拼接處理。最后是拼接后的檢查，著重檢查沿拼接線的接縫處是否存在著錯(cuò)位，若存在錯(cuò)位，還需要對拼接后的影像作進(jìn)一步的修補(bǔ)。 在進(jìn)行圖像拼

28、接時(shí)，必須注意以下三個(gè)問題: 一是拼接線要盡可能沿著道路、河流、田埂、空地、陰影等延伸，盡量將拼接線選擇在兩旁無高樓的區(qū)域。二是注意兩幅相鄰影像圖在拼接處的高樓單中心投影傾向，要盡可能使拼接線兩側(cè)的樓房保持相似的傾向，同時(shí)也要防止在拼接后將某一側(cè)樓房切掉一部分的情況。三是拼接線要盡可能避免穿越高架、橋梁、鐵路等地物，假如必須要穿越高架、橋梁、鐵路時(shí)，應(yīng)盡量從銜接較好的地方或陰影區(qū)內(nèi)穿過。 在進(jìn)行錯(cuò)位修補(bǔ)時(shí)，必須遵循以下四個(gè)原則: 一要遵循客觀性的原則，即在尊重原始影像的基礎(chǔ)上，經(jīng)過對影像錯(cuò)位的修補(bǔ)，使修補(bǔ)后的影像能客觀地體現(xiàn)地物的原有面貌。二要遵循準(zhǔn)確性的原則，即只對幾何校正不準(zhǔn)的影像部分作錯(cuò)

29、位修補(bǔ)處理，而對幾何校正準(zhǔn)確的影像部分保持其原狀不動(dòng)。三要遵循整體性的原則，即無論是大尺度地物還是小尺度地物，只要拼接時(shí)在它的拼接處呈現(xiàn)錯(cuò)位，就要對整個(gè)地物作整體性地修補(bǔ)。四要遵循連鎖性的原則，即對原有的影像錯(cuò)位作了鎖定修補(bǔ)后，不要在其它?(此 資 料 轉(zhuǎn) 貼 于 ) 胤皆儼碌拇砦弧?第四個(gè)方面的工作為影像建庫。當(dāng)所有的影像圖都被拼接完后，此時(shí)的影像圖在物理上均為一個(gè)個(gè)覆蓋一定區(qū)域的圖塊，要將這些圖塊從物理上整合成覆蓋上海全市的一幅影像圖幾乎是不可能的。原因很簡單，因?yàn)槿粢系脑?，其?shù)據(jù)量太大，現(xiàn)有的軟、硬件技術(shù)均難以支撐。另外，即使有某種軟、硬件技術(shù)能夠給予支撐，但其影像圖的調(diào)用和瀏覽也是

30、極慢的，以致使用者不堪忍受。為了今后使用的方便，較好的選擇是通過影像建庫，將這些圖塊從邏輯上整合成覆蓋上海全市的一幅影像圖。影像建庫最主要的工作是選擇合適的軟硬件、確定數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)及進(jìn)行影像圖的切割。 在著手進(jìn)行影像建庫時(shí)，首先要選擇合適的軟、硬件。其中對硬件的選擇，要求服務(wù)器內(nèi)CPU芯片的處理速度越快越好，最好選用含最新一代CPU芯片的服務(wù)器; 服務(wù)器中內(nèi)存和硬盤的容量也要越大越好，內(nèi)存容量的配置至少在1Gb以上，硬盤須采用磁盤陣列，其容量的配置也至少在3Tb以上。對軟件的選擇，著重是選擇GIS開發(fā)平臺(tái)和數(shù)據(jù)庫軟件。GIS開發(fā)平臺(tái)是被用來建立對遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)用和瀏覽的運(yùn)行環(huán)境，這一環(huán)境是

31、重要的數(shù)據(jù)處理和加工過程，要備有足夠的緩沖空間，將大大提高工作效率。而數(shù)據(jù)庫軟件則被用來儲(chǔ)存和管理遙感影像數(shù)據(jù)。選擇GIS 開發(fā)平臺(tái)和數(shù)據(jù)庫軟件應(yīng)盡可能選用市場上較流行、應(yīng)用較成熟且功能強(qiáng)大的商用軟件，如GIS開發(fā)平臺(tái)方面的Arcinfo、Intergraph等軟件以及數(shù)據(jù)庫方面的Oracle、SQL server等軟件。選用這樣的軟、硬件才能保證影像建庫獲得較滿意的效果。 第三個(gè)方面的工作為圖像拼接。經(jīng)過數(shù)字化掃描及幾何校正后的數(shù)字化遙感影像，均為一幅幅具有相同比例尺的影像圖。這些影像圖互相之間都存在著部分的重疊。所謂圖像拼接就是通過對相鄰影像圖的無縫拼接處理，把這些影像圖相互間的重疊部分去掉，從而為在邏輯上將這些影像圖整合成覆蓋上海全市的一幅影像圖創(chuàng)造條件。圖像拼接的具體工作步驟為: 首先是進(jìn)行色差處理，借助PhotoShop軟件中的色彩調(diào)整功能，將需要拼接的兩幅相鄰影像圖的色彩調(diào)整到盡可能和諧。其次是選擇拼接線，在兩幅相鄰的影像圖上，用彩色線把需要進(jìn)行拼接的界線勾畫出來。再則是拼接影像圖，當(dāng)選好拼接線后，由I/RAS C軟件沿著拼接線的軌跡自動(dòng)進(jìn)行拼接處理。最后是拼接后的檢查，著重檢查沿拼接線的接縫處是否存在著錯(cuò)位，若存在錯(cuò)位，還需要對拼接后的影像作進(jìn)一步的修補(bǔ)。 在進(jìn)行圖像拼接時(shí)，必須注意以下三個(gè)問題: 一是拼接線要盡可能沿