地圖學第七章課件

1、新編地圖學教程電子教案第 7 章 遙感制圖第7章 遙感制圖1 遙感概述2 遙感信息的制圖應用3 衛(wèi)星影像圖和衛(wèi)星影像地圖4 從影像生成專題地圖5 遙感系列制圖1 遙感概述1.1 遙感的概念與分類 1.遙感的概念 遙感簡單的說，它的含義就是遙遠的感知，即通過非直接接觸目標的方式，而能獲取被探測目標的信息，并能通過識別與分類，了解該目標的質量、數(shù)量、空間分布及其動態(tài)變化的有關特征。 遙感技術是指從地面到高空對地球和天體進行觀測的各種綜合技術總稱，由遙感平臺、傳感儀器、信息接收、處理、應用等部分組成。遙感平臺主要有飛機、人造衛(wèi)星和載人飛船。傳感儀器有可見光、紅外、紫外攝像機，紅外、多譜段掃描儀，微波

2、輻射、散射計，側視雷達，專題成像儀，成像光譜儀等，并且在不斷向多譜段、多極化高分辨率和微型化方向發(fā)展。 各種傳感儀器將記錄到的數(shù)字或圖像信息，通過校正、變換分解、組合等光學圖像處理或數(shù)字圖像處理后，以膠片、圖像或數(shù)字磁帶等方式提供給用戶。用戶在進行分析判讀或在地理信息系統(tǒng)和專家系統(tǒng)支持下，制成專題地圖或統(tǒng)計圖表，為資源與環(huán)境的調查和動態(tài)監(jiān)測，以及軍事偵察等提供信息服務。遙感的原理與流程 2. 遙感的分類 按遙感儀器搭載的工作平臺不同分為：航天遙感、航空遙感和近地面遙感； 按傳感器的工作波段不同分為：可見光與近紅外遙感、熱紅外遙感、微波遙感； 按具體應用目的不同分為：環(huán)境遙感、地質遙感、農(nóng)業(yè)遙感

3、、林業(yè)遙感、城市遙感等。1.2 遙感的特點及其應用領域 遙感信息的主要特點可以概括為以下幾個方面： （1）宏觀性和綜合性 （2）多波段性 （3）多時相性 在國民經(jīng)濟建設各個領域都得到了廣泛的應用。QuickBird衛(wèi)星北京公主墳立交橋 QuickBird衛(wèi)星是2001年10月18日在美國發(fā)射成功的目前世界上商業(yè)衛(wèi)星中分辨率最高、性能較優(yōu)的一顆衛(wèi)星。它在空間分辨率（0.61米），多光譜成像（1個全色通道、4個多光譜通道）、成像幅寬（16.5公里X 16.5公里）、成像擺角等方面具有顯著的優(yōu)勢，能夠滿足更專業(yè)、更廣泛應用領域的遙感用戶。 美國的IKONOS衛(wèi)星 毛主席紀念堂 IKONOS是美國空間

4、成像公司于1999年9月24日發(fā)射升空的世界第一顆高分辨率商用衛(wèi)星，是由美國洛克希德馬丁(Lockheed Martin)公司設計制造的。雷神（Raytheon）公司負責建立地面接收系統(tǒng)和影像處理系統(tǒng)即客戶服務系統(tǒng)。IKONOS衛(wèi)星不僅能夠提供高清晰度,分辨率達1米的衛(wèi)星影像,而且開拓了一個新的更快捷、更經(jīng)濟獲得最新地球影像信息的途徑。IKONOS的影象的效果接近于航片，行人已可分辨。 Spot4衛(wèi)星 Spot三維衛(wèi)星影像 Spot對地觀測衛(wèi)星系統(tǒng)是由法國空間研究中心發(fā)展的，參與的國家還有比利時和瑞典。系統(tǒng)包含了衛(wèi)星、對衛(wèi)星控制和編程的地面設施、圖像制作處理和分發(fā)的機構等。分辨率10-20米。

5、 RADARSAT衛(wèi)星及圖像 RADARSAT衛(wèi)星是加拿大于95年11月4日發(fā)射的，它具有7種模式、25種波束，不同入射角，因而具有多種分辨率、不同幅寬和多種信息特征。適用于全球環(huán)境和土地利用、自然資源監(jiān)測等。分辨率10-30米（工作模式有精細、標準模式）。 2.空間分辨率及制圖比例尺的選擇 空間分辨率即地面分辨率，指遙感儀器所能分辨的最小目標的實地尺寸，也就是遙感圖像上一個像元所對應地面范圍的大小。 由于遙感制圖是利用遙感圖像來提取專題制圖信息的，因此在選擇遙感圖像空間分辨率時要考慮以下兩點要素：一是判讀目標的最小尺寸，二是地圖成圖比例尺。 遙感圖像的空間分辨率與地圖比例尺有密切關系：空間分

6、辨率越高圖像可放大的倍數(shù)越大，地圖的成圖比例尺也越大。 4.時間分辨率與時相的選擇 時間分辨率是指對同一地區(qū)遙感影像重復覆蓋的頻率。 由于遙感圖像信息的時間分辨率差異較大，因此，用遙感制圖的方式反映某種制圖對象的動態(tài)變化時，不僅要搞清這種制圖對象本身變化的時間間隔或變化周期，同時還要了解有沒有與之相對應的遙感信息源。同時還應該看到，時間分辨率和時相的選擇，二者之間存在著非常密切的關系。只有具有較多種類的時間分辨率的遙感信息，才能比較容易的挑選出滿足要求的理想時相，不會因為諸如氣象等因素的影響而得不到所要求的時相信息。 2.2 遙感圖像的處理方法 1.遙感圖像的糾正處理 人造衛(wèi)星在運行過程中，由

7、于飛行姿態(tài)和飛行軌道、飛行高度的變化以及傳感器本身誤差的影響等，常常會引起衛(wèi)星遙感圖像的幾何畸變，因此，把遙感數(shù)據(jù)提供給編制專題圖之前，必須經(jīng)過糾正處理，包括粗處理和精處理。 2.遙感圖像的增強處理 在進行遙感圖像判讀之前，要進行圖像增強處理，包括光學圖像增強處理和數(shù)字圖像增強處理。光學圖像增強處理主要是為了加大不同地物影像的密度差。常用的方法有假彩色合成、等密度分割、圖像相關掩膜。數(shù)字圖像增強處理的主要特點是借助計算機來加大圖像的密度差，常用的方法有反差增強、邊緣增強、空間濾波等。 2.計算機自動識別與分類 計算機自動識別，又稱模式識別，是將經(jīng)過精處理的遙感圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)計算機研究獲得的圖像

8、特征進行的處理。具體處理方法有： 統(tǒng)計概率法：是根據(jù)物體的光譜特征進行自動識別； 語言結構法：是根據(jù)物體的圖形進行識別； 模糊數(shù)字法：是根據(jù)物體最明顯的本質特征進行識別。 計算機自動分類 ，可分為監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類兩種。 監(jiān)督分類：是根據(jù)已知試驗樣本提出的特征參數(shù)建立判讀函數(shù)，對各待分類點進行分類的方法。 非監(jiān)督分類：是事先并不知道待分類點的特征，而是僅根據(jù)各待分點特征參數(shù)的統(tǒng)計特征，建立決策規(guī)則并進行分類的一種方法。3 衛(wèi)星影像圖和衛(wèi)星影像地圖3.1 概念 利用衛(wèi)星影像編圖，根據(jù)他的技術條件和線劃的地理要素，可分為：衛(wèi)星影像鑲嵌圖、衛(wèi)星影像圖和衛(wèi)星影像地圖三種。 衛(wèi)星影像鑲嵌圖：不另外進行

9、影像的幾何糾正，將多幅影像依像幅邊框顯示的經(jīng)緯度位置，鑲輯拼貼而成的影像圖。 衛(wèi)星影像圖：進行了影像平面位置的幾何糾正和影像增強，圖上繪制出較全面的地理要素的影像圖。 衛(wèi)星影像地圖：在衛(wèi)星影像上，能夠依據(jù)數(shù)字地面模型（DEM)，進行共線方程糾正，有詳細的地理要素的影像圖。3.2 衛(wèi)星影像圖的產(chǎn)生和編制衛(wèi)星影像圖的產(chǎn)生和編制過程包括：（1）衛(wèi)星數(shù)據(jù)的幾何糾正（2）像元亮度的重采樣（3）影像鑲嵌（4）彩色合成（5）多種信息復合（6）矢量數(shù)據(jù)的符號化（7）圖像的輸出產(chǎn)品4 從影像生成專題地圖 4.1 概述 1.目視解釋的專題地圖 （1）影像預處理 包括遙感數(shù)據(jù)的圖像校正、圖像增強，有時還需要實驗室提

10、供監(jiān)督或非監(jiān)督分類的圖像。 （2）目視解譯 經(jīng)過建立影像判讀標志，野外判讀，室內解譯，得到繪有圖斑的專題解譯原圖。 （3）地圖概括 按比例尺及分類的要求，進行專題解譯原圖的概括。專題地圖需要正規(guī)的地理底圖，所以地圖概括的同時也進行圖斑向地理底圖的轉繪。 （4）地圖整飾 在轉繪完專題圖斑的地理底圖上進行專題地圖的整飾工作。 2. 數(shù)字圖像處理的專題制圖 （1）影像預處理 同目視解譯類似，影像經(jīng)過圖像校正、圖像增強，得到供計算機分類用的遙感影像數(shù)據(jù)。 （2）按專題要求進行影像分類。 （3）專題類別的地圖概括 包括在預處理中消除影像的孤立點，依成圖比例尺對圖斑尺寸的限制進行柵格影像的概括。 （4）圖斑的柵格/矢量變換。 （5）與地理底圖疊加，生成專題地圖。 4.2 圖像分類統(tǒng)計模式識別 （1）主成分變換 5 遙感系列制圖5.1 遙感系列地圖與地理底圖 系列地圖，簡單說就是在內容上和時間上有關聯(lián)的一組地圖。我們所討論的系列地圖，是指根據(jù)共同的制圖目的，利用統(tǒng)一的制圖信息源，按照統(tǒng)一的設計原則，成套編制的遙感專題地圖。 地理底圖的編制程序：采用常規(guī)的方法編制地理底圖時，首先選擇制圖范圍內相應比例尺的地形圖，進行展點、鑲嵌、照像，制成地圖薄膜片，然后將膜片蒙在影