高分辨率影像在測(cè)繪生產(chǎn)中的應(yīng)用及其發(fā)展?jié)摿μ接?/h1>

2015-07-21 14:51:21秦增忍

科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)訂閱 2015年17期 收藏

關(guān)鍵詞：發(fā)展?jié)摿?/a>應(yīng)用探討

秦增忍

摘要：本文以高分辨率影像為研討核心，分別從介紹高分辨率影像特點(diǎn)、分析測(cè)繪生產(chǎn)領(lǐng)域的現(xiàn)狀、分析高分辨率影像在測(cè)繪領(lǐng)域中的具體應(yīng)用這三點(diǎn)出發(fā)，就高分辨率影像在測(cè)繪領(lǐng)域的發(fā)展?jié)摿@一觀點(diǎn)加以探討，期望從中得到一些啟發(fā)，以有利于提高測(cè)繪生產(chǎn)效率或精準(zhǔn)度。

關(guān)鍵詞：高分辨率影像；測(cè)繪生產(chǎn)；發(fā)展?jié)摿?；?yīng)用探討

中圖分類號(hào)： TP751 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）06（b）-0000-00

近些年來，由于高分辨率影像在空間分辨率、時(shí)間分辨率和光譜分辨率方面功能強(qiáng)大，在測(cè)繪領(lǐng)域也有了廣泛應(yīng)用。與過去的中低分辨率影像相比，高分辨率影像最大的特點(diǎn)就是有強(qiáng)大的幾何量測(cè)能力，并且沿承了中低分辨率影像本身具有的高光譜分辨率、覆蓋范圍大等優(yōu)勢(shì)。其突出特點(diǎn)是具有成像焦距長(zhǎng)達(dá)10m的傳感器，因此獲得地面地貌信息更快捷；它的CCD線陣列立體成像傳感器具有可前視、后視、正視三種觀測(cè)角度；具有接近一般航空成像水平的超過0.6的立體相對(duì)基高，在測(cè)繪生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域中優(yōu)勢(shì)明顯。

1.影像在測(cè)繪生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)狀

航空影像是國(guó)家基本比例尺地圖生產(chǎn)和更新的主要影像源，而遙感影像沒能成為國(guó)家基本比例尺地圖生產(chǎn)和更新的影像貢獻(xiàn)源的原因是過去的中低分辨率遙感影像的幾何量測(cè)能力有限，體現(xiàn)在空間分辨率、時(shí)間分辨率等方面。幾何量測(cè)能力作為保證地形制圖空間定位高精度性的重要指標(biāo)，過去的中低分辨率遙感影像和航空影像相比有一定劣勢(shì)，因此，應(yīng)用并不廣泛。

隨著高分辨率遙感影像技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，遙感影像相對(duì)于航空影像具有極大的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在有較大的地面覆蓋范圍，輻射信息豐富；獲取影像的速度快，無需專門的計(jì)劃以及不受航空管制；高分辨率遙感影像衛(wèi)星生命周期長(zhǎng)，可以重復(fù)獲得遙感影像，便于生產(chǎn)應(yīng)用。因此，對(duì)于當(dāng)今的測(cè)繪生產(chǎn)領(lǐng)域而言，要想獲得可持續(xù)的長(zhǎng)足發(fā)展，就必須將高分辨率遙感影像合理應(yīng)用到生產(chǎn)流程中去，以推動(dòng)測(cè)繪生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展。

2.高分辨率影像在測(cè)繪生產(chǎn)領(lǐng)域的具體應(yīng)用

2.1CBERS-02B高分辨率影像在測(cè)繪生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用

CBERS-02B（以下簡(jiǎn)稱02B）是民用衛(wèi)星，由于其搭載的相機(jī)空間分辨率較高，且具有多光譜成像能力的優(yōu)勢(shì)，因此能更好地獲取全國(guó)范圍內(nèi)各地的數(shù)據(jù)資料。線陣CCD推掃式成像模式是02B搭載的相機(jī)采用的成像模式，02B的影像由多中心投影得到，其特點(diǎn)是這些投影并不是沿著一條直線形成。在成像的同一周期中，3d雖然是02B全色高分辨率影像相鄰軌跡間隔時(shí)間，但是相鄰軌道間隔很大。

由于整個(gè)地球表面數(shù)據(jù)條帶形狀類似于一把梳子的特殊性，在進(jìn)行較大區(qū)域制圖時(shí)，成像只能通過結(jié)合不同周期的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接。

作為高分辨率影像的實(shí)際應(yīng)用衛(wèi)星，02B突出表現(xiàn)了高分辨率影像對(duì)于反映地物信息方面的豐富程度以及在反映細(xì)節(jié)特征方面的強(qiáng)大功能。由此可見高分辨率影像在影像識(shí)別上的便利性，02B可以使用在影像地物調(diào)繪或外業(yè)測(cè)控選點(diǎn)。

02B高分辨率影像的正射影像圖制作在實(shí)際的測(cè)繪生產(chǎn)中應(yīng)用時(shí)要掌握未知傳感器模型影像糾正方法，做好控制點(diǎn)選取及定向精度評(píng)價(jià)工作，最后進(jìn)行結(jié)果糾正評(píng)價(jià)，以制作出精準(zhǔn)的正射影像圖，提高測(cè)繪生產(chǎn)領(lǐng)域的效益。

2.2以易康軟件為平臺(tái)的高分辨率影像在測(cè)繪生產(chǎn)中地物提取中的應(yīng)用

高分辨率影像具有快速、全面成像的特點(diǎn)，隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，我們可獲得了海量的影像信息，這些信息的分析需要大量的人力物力。而時(shí)代發(fā)展的需求顯示，高分辨率影像的分析工作要和當(dāng)代技術(shù)緊密有效結(jié)合起來，以達(dá)到數(shù)據(jù)獲取的速度。高分辨率影像在應(yīng)用時(shí)的難點(diǎn)就是怎樣盡量減少人工量來提取地物信息，解決這個(gè)問題才能推動(dòng)高分辨率影像自動(dòng)化、數(shù)據(jù)化、效率化的進(jìn)程，而基于易康平臺(tái)的高分辨率影像就在一定程度上解決了這一問題。其實(shí)驗(yàn)過程主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）做好數(shù)據(jù)預(yù)處理工作

以2000國(guó)家大地坐標(biāo)系為依據(jù)收集數(shù)據(jù)源，再進(jìn)行數(shù)據(jù)提取工作，將1：10000或1：150000的DLG數(shù)據(jù)提取出來參與到所需信息的分類工作中去，由此生成新的矢量數(shù)據(jù)層，進(jìn)而進(jìn)行如LCA，LCD，LCP等的數(shù)據(jù)分類。對(duì)于1：10000或1：150000的DLG數(shù)據(jù)應(yīng)該優(yōu)先按照影像處理矢量數(shù)據(jù)，因?yàn)槠洳煌谟跋竦默F(xiàn)勢(shì)性，會(huì)導(dǎo)致矢量與影像不套合的問題出現(xiàn)。

（2）進(jìn)行規(guī)則集的建立

規(guī)則集是提取地物的根據(jù)，易康軟件平臺(tái)在建立規(guī)則集上優(yōu)勢(shì)明顯，其Architect模塊為生產(chǎn)使用提供了有效的解決方案，使人工工作變的簡(jiǎn)單易操作，在打包規(guī)則集的基礎(chǔ)上進(jìn)行影像的交互處理，更好的進(jìn)行影像的有效分析利用。

（3）分割和分類影像工作的進(jìn)行

利用棋盤分割DLG信息形成對(duì)應(yīng)的影像層，再在此基礎(chǔ)上進(jìn)行影像的分類工作，地物的光譜特性、位置特征等都是影像分類的標(biāo)準(zhǔn)，少量的人工可以參與到這一過程中來，完成綜合街區(qū)的分割和房屋信息提取工作。

（4）影像處理中的人工編輯工作

易康軟件平臺(tái)作為一種機(jī)器技術(shù)，難免存在對(duì)影像處理不到位不細(xì)致的地方，這時(shí)就需要進(jìn)行人工編輯對(duì)影響進(jìn)行進(jìn)一步加工和處理。

（5）做好精度評(píng)價(jià)工作，輸出影像

對(duì)遙感影像的分類結(jié)果圖中像元被正確分類的程度的評(píng)定就是精度評(píng)定。利用比分類影像具有更高分辨率的影像進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)合野外調(diào)繪，實(shí)地考察，目視解釋的方法得到真實(shí)數(shù)據(jù)，輸入到易康平臺(tái)，最終完成精度評(píng)價(jià)工作。輸出影像，完成全過程。

3.高分辨率影像在測(cè)繪生產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展?jié)摿Ψ治?/p>

將高分辨率影像應(yīng)用在在國(guó)家基礎(chǔ)測(cè)繪生產(chǎn)領(lǐng)域中，要把握國(guó)家基本比例尺地圖生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)τ谟跋裨吹囊螅饕w現(xiàn)在：一是影響提取的特征地物要足夠詳細(xì)，并且要注意根據(jù)不同比例尺地圖的要求掌握對(duì)于特征地物不同豐富程度的要求；二是為了提取地面地物高程信息，要保證提取的地形信息足夠詳細(xì)；三是在定位地面空間目標(biāo)時(shí)，要做到根據(jù)具體的地形要求獲取合適的幾何精度。下面就針對(duì)高分辨率影像在測(cè)繪生產(chǎn)領(lǐng)域中的發(fā)展?jié)摿M(jìn)行具體應(yīng)用分析。

3.1高分辨率影像在地物提取應(yīng)用中的發(fā)展?jié)摿?/p>

高分辨率影像憑借自身具備的相當(dāng)高的立體空間分辨率將地面上地物的細(xì)節(jié)特征表現(xiàn)出來。近年來對(duì)高分辨率影像的研究越來越多，甚至出現(xiàn)了毫米級(jí)超高分辨率遙感影像，這一級(jí)別的遙感影像，經(jīng)外國(guó)學(xué)者研究表明其已經(jīng)能滿足基本比例尺制圖1：10000到1：150000的要求，因此可以將目標(biāo)物體的地物特征更好的反應(yīng)、識(shí)別和提取出來，并具備在特定情況下改變比例尺的優(yōu)勢(shì)。盡管高分辨率影像也具有一些不足，但優(yōu)勢(shì)相當(dāng)明顯，因此在未來的測(cè)繪生產(chǎn)領(lǐng)域，高分辨率影像技術(shù)一定會(huì)獲得長(zhǎng)足的發(fā)展。

3.2高分辨率影像獲取高程信息能力強(qiáng)，發(fā)展?jié)摿薮?/p>

（1）高分辨率影像投影差在地面起伏中的應(yīng)用潛力分析

一般情況下，地面具有起伏不定的特點(diǎn)，這就要求影像在成像時(shí)能夠反映地面高程信息，而高分辨率影像的投影差則能夠很好地反映這一狀況。對(duì)于高分辨率影像而言，其高度遠(yuǎn)比航空影像高度要高，因此具有非常大的成像焦距，對(duì)于在成像下方的物體來說，在影像的成像邊緣能夠得到非常大的分子半徑，進(jìn)而可以得知高分辨率的投影差是很大的。

（2）高分辨率影像的立體相對(duì)模型的基高比和視差適合測(cè)繪生產(chǎn)領(lǐng)域的需求

影像的立體像相對(duì)模型的基高比是制圖精度高低的一個(gè)非常重要的參數(shù)，航空影像的基高比一般在0.8左右，研究顯示高分辨率影像的基高比是和航空影像相當(dāng)?shù)?。視差就是指在所?gòu)成的立體成像對(duì)上，由于成像平臺(tái)位置變化而產(chǎn)生的飛行方向上地物點(diǎn)的位置變化，和單張影像上表征地面信息的地面投影差相比，視差也可以作為衡量單張影像是否準(zhǔn)確反映了地埋特征的標(biāo)準(zhǔn)。由于高分辨率影像具有較高的基高比和視差，因此在測(cè)繪生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用中一定可以做出貢獻(xiàn)。

4.結(jié)語：

近年來，高分辨率影像技術(shù)憑借其自身的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)在測(cè)繪生產(chǎn)領(lǐng)域已經(jīng)獲得了一定程度的發(fā)展，雖然也存在一定的不足，但還是為測(cè)繪生產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展做出了一定貢獻(xiàn)，并且已經(jīng)可以基本取代航空成像技術(shù)。高分辨率影像技術(shù)具有高程獲取信息能力、高精度糾正能力、地標(biāo)物體提取能力強(qiáng)的特點(diǎn)，是一個(gè)集多重優(yōu)勢(shì)于一體的新的衛(wèi)星遙感技術(shù)。但是高分辨率影像技術(shù)在發(fā)展的時(shí)候仍要注意結(jié)合時(shí)代發(fā)展要求，充分發(fā)貨自身優(yōu)勢(shì)，利用互聯(lián)網(wǎng)加強(qiáng)技術(shù)升級(jí)研究，以便更好地推動(dòng)以后測(cè)繪生產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳石留.高分辨率遙感影像在測(cè)繪生產(chǎn)中的應(yīng)用潛力研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012，（08）；

[2]江恒彪，關(guān)鴻亮，曹天景，張力.CBERS-02B高分辨率遙感影像測(cè)繪應(yīng)用研究[J].工程勘察，2010，（03）。

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