第七章2+遙感應(yīng)用2——航天遙感圖像.ppt

1、第七章 遙感應(yīng)用2航天遙感圖像在測(cè)繪中的應(yīng)用,概述,隨著遙感器技術(shù)、空間技術(shù)以及數(shù)字圖像處理技術(shù)的飛速發(fā)展，遙感技術(shù)進(jìn)入了嶄新的階段，已滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。它與測(cè)繪技術(shù)尤其是攝影測(cè)量，有著極其密切的關(guān)系，遙感技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及各種遙感圖像特別是各種航天遙感圖像有力地推動(dòng)著測(cè)繪尤其是攝影測(cè)量的發(fā)展和廣泛應(yīng)用。航天遙感圖像可直接用于測(cè)繪，當(dāng)前主要被用來(lái)測(cè)繪、修編、修測(cè)中小比例尺的地形圖，制作影像地圖和各種專題圖，以及為地理信息系統(tǒng)提供動(dòng)態(tài)的空間數(shù)據(jù)。,一. 利用航天遙感圖像進(jìn)行解析空中三角測(cè)量,由攝影測(cè)量學(xué)知道，解析空中三角測(cè)量是根據(jù)航攝像片上所量測(cè)的像點(diǎn)坐標(biāo)和極少量的地面控制點(diǎn)，通過(guò)計(jì)算

2、機(jī)求得地面上加密點(diǎn)的大地坐標(biāo)。利用航天遙感圖像進(jìn)行解析空中三角測(cè)量基本上可沿用攝影測(cè)量學(xué)中的方法。但許多航天遙感圖像沒(méi)有足夠的旁向重疊，只有在有限的地區(qū)段范圍內(nèi)才能獲得滿足旁向重疊的區(qū)域圖像，在這種情況下，進(jìn)行解析空中三角測(cè)量，就要利用不同時(shí)期的遙感圖像來(lái)進(jìn)行。另外，由于遙感圖像比例尺非常小，覆蓋面積很大，地面控制點(diǎn)(如國(guó)家大地網(wǎng)點(diǎn))在這樣的圖像上不能得到判別，而野外施測(cè)控制點(diǎn)顯然是不適宜的。因此，進(jìn)行解析空中三角測(cè)量，一般都在遙感圖像上選用清晰的地物元素作為起始控制點(diǎn)，它們的坐標(biāo)，可以從各種不同的地圖資料獲得。顯然，由此得到加密點(diǎn)的精度，很大程度上取決于地圖資料的精度。因此，在用航天遙感圖像

3、進(jìn)行解析空中三角測(cè)量時(shí)，必須考慮控制點(diǎn)坐標(biāo)的特性。,一. 利用航天遙感圖像進(jìn)行解析空中三角測(cè)量,舉例 Morton Keller曾利用天空實(shí)驗(yàn)室攝像機(jī)(S190B)獲得的像片進(jìn)行解析空中三角測(cè)量的試驗(yàn)。(S190B攝像機(jī)的焦距為457mm，像幅為115mmXll5mm，像片比例尺為1，950 000，覆蓋面積為109kmXl09km，光譜段為04088微米)。試驗(yàn)證明，90的像片平面控制在015mm以內(nèi)，可以滿足測(cè)制1：150 000至1；200 000地形圖的需要。,一. 利用航天遙感圖像進(jìn)行解析空中三角測(cè)量,舉例 加拿大曾利用天空實(shí)驗(yàn)室像片和高空航攝像片結(jié)合進(jìn)行空中三角測(cè)量的試驗(yàn)。天空實(shí)驗(yàn)

4、室像片是用S190A多光譜相機(jī)拍攝的(焦距為152mm，像幅為58mmX 58mm，航高為435km，攝影比例尺為l：2 900 000)。高空航攝像片是用高空飛機(jī)拍攝的(航高為118km，焦距為152mm，攝影比例尺為1:130 000)。在現(xiàn)有地圖上選取地面控制點(diǎn)必須是在兩種像片上都能得到辨認(rèn)的公共點(diǎn)。試驗(yàn)表明，兩種像片結(jié)合進(jìn)行解析空中三角測(cè)量測(cè)得的最佳平面精度為20m左右。這種地面控制可以滿足1：50 000至l：100 000測(cè)圖的需要。,二. 利用航天遙感圖像測(cè)制地形圖,航天遙感圖像用于測(cè)制地形圖取決于航天遙感影像所提供的平面位置、高程精度以及影像分辨率的大小。航天遙感圖像可以測(cè)制中

5、小比例尺地圖，這對(duì)于一些偏僻和困難地區(qū)的測(cè)圖工作可以節(jié)省時(shí)間和減少費(fèi)用，具有現(xiàn)實(shí)的意義。 舉例 武漢測(cè)繪科技大學(xué)曾利用航天飛機(jī)ESA攝取的1：820 000的航天攝影像片對(duì)我國(guó)西藏班戈縣進(jìn)行了測(cè)制l：100 000地形圖的試驗(yàn)，結(jié)果表明，在常規(guī)精密立體測(cè)圖儀器如D3和解析測(cè)圖儀如BC2上測(cè)制l：100 000地形圖的精度均在2030m之間，其高程精度用解析測(cè)圖儀是1420m，用D3立體測(cè)圖儀是23m，均符合我國(guó)成圖的精度要求。其工效較利用常規(guī)航攝資料成圖提高2倍。試驗(yàn)指出，解析測(cè)圖儀與常規(guī)精密立體測(cè)圖儀在利用航天像片測(cè)制地,二. 利用航天遙感圖像測(cè)制地形圖,形圖時(shí)的主要區(qū)別是地球曲率的改正。在

6、常規(guī)精密立體測(cè)圖儀上進(jìn)行航天像片測(cè)圖時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制地球曲率的影響應(yīng)小于12測(cè)圖中誤差；在控制點(diǎn)的分布上，除按規(guī)范要求布點(diǎn)外，還應(yīng)在2cmX2cm方塊的四角布設(shè)四個(gè)控制點(diǎn)，以便分塊絕對(duì)定向。 舉例 法國(guó)國(guó)家地理院和英國(guó)倫敦大學(xué)等用法國(guó)馬賽地區(qū)的SPOT立體像對(duì)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果為：平面精度x,y)為6.0m，高程精度為3.5m。這些數(shù)據(jù)結(jié)果表明，用SPOT衛(wèi)星影像進(jìn)行測(cè)圖，可以達(dá)到測(cè)制1：50 000地形圖的精度要求。,二. 利用航天遙感圖像測(cè)制地形圖,另外，可利用航天遙感圖像與航空像片合成測(cè)制地形圖，即用衛(wèi)星像片進(jìn)行空中三角測(cè)量，提供制作地形圖所需要的幾何信息，而用航空像片提取影像信息。其方法

7、是：利用預(yù)先經(jīng)過(guò)糾正和放大的衛(wèi)星像片作為基礎(chǔ)，對(duì)單張航空像片進(jìn)行糾正，用光學(xué)鑲嵌法制成像片鑲嵌圖，將衛(wèi)星像片與航空像片的影像套合，來(lái)測(cè)制地形圖。其工藝流程如圖所示o,二. 利用航天遙感圖像測(cè)制地形圖1,三. 正射影像地圖,具有影像內(nèi)容、線劃要素、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和圖廓整飾的地圖稱影像地圖。它具有比線劃地圖多得無(wú)法比擬的信息量，而且具有直觀易讀、成圖快、成本低廉的特點(diǎn)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中有著廣泛的應(yīng)用。 若將地貌,地物,地名和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)等注繪于正射影像圖上，即成為正射影像地圖。 在精度要求不高的情況下，這種影像地圖的制作過(guò)程如圖所示。,三. 正射影像地圖1,三. 正射影像地圖2,其中糾正點(diǎn)的選取應(yīng)盡可能選用

8、固定的地形地物(如突出的山頭，鐵路和河岸交點(diǎn)，人工水渠交叉點(diǎn)等)和半固定的地形地物(如小河與小河的交叉點(diǎn)，小河入水庫(kù)的交點(diǎn)等)。在地形圖上量取點(diǎn)位坐標(biāo)時(shí)起始讀數(shù)應(yīng)從最近的公里格網(wǎng)開始，并按地圖投影的要求進(jìn)行投影換算。線劃要素的注繪和取舍應(yīng)據(jù)影像地圖的用途而定。,三. 正射影像地圖3,一般情況，凡是通過(guò)影像較易識(shí)別出來(lái)的地理要素，均不用線劃符號(hào)表示，如湖泊、河流、山體、冰雪覆蓋區(qū)域等。凡影像能夠顯示出來(lái)，而圖像不清晰，不易閱讀的，可以用符號(hào)表示，如城鎮(zhèn)居民地的外部輪廓、重要交通干線和橋梁、主要干堤等；凡影像上沒(méi)有的內(nèi)容用符號(hào)和注記表示，如河流的流向、高程點(diǎn)、境界線、地理名稱注記等。 線劃符號(hào)的圖

9、形應(yīng)和地形圖取得一致，但由于地形圖上的線劃符號(hào)是以白色為襯底，符號(hào)尺寸精細(xì)，而影像地圖的符號(hào)和注記就應(yīng)適當(dāng)放大，否則給閱讀帶來(lái)困難。,三. 正射影像地圖4,對(duì)于1：1000000的影像地圖，線劃內(nèi)容應(yīng)表示出縣級(jí)以上居民地和省會(huì)級(jí)以上居民地輪廓范圍。行政境界線如有可能可以表示出省(區(qū))以上界線，境界線可以從與成圖相同或稍大比例尺的地形圖上的境界線進(jìn)行轉(zhuǎn)繪，而且應(yīng)突出表示出鐵路、主要公路等交通干線。鐵路根據(jù)參考資料區(qū)分出單線鐵路、復(fù)線鐵路、電氣化鐵路。河流繪出流向，河流長(zhǎng)度在圖上大于5cm者應(yīng)注出名稱注記。湖泊和水庫(kù)的圖上面積大于4mm2者應(yīng)注出名稱注記。地貌由影像表示，不繪等高線。每幅圖選204

10、0個(gè)高程點(diǎn)和注記。,四. 地圖的修測(cè)與更新,地形圖作為國(guó)家測(cè)繪的最基本圖件，是開展國(guó)土普查、自然資源調(diào)查和進(jìn)行國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)等的重要依據(jù)。自然界的地形在地球內(nèi)力、外力以及人類的活動(dòng)影響下不斷地發(fā)生著變化，地形圖需要及時(shí)地反映出這些變化，因而就必需及時(shí)地進(jìn)行修測(cè)。利用航天遙感圖像修測(cè)地形圖具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義，尤其對(duì)高山邊遠(yuǎn)地區(qū)、沙漠、海灣更有其實(shí)際意義。 利用航天遙感圖像對(duì)現(xiàn)有地圖進(jìn)行補(bǔ)漏、修測(cè)、更新，目前一般有以下幾種方法：,四. 地圖的修測(cè)與更新1,(1)當(dāng)只有少部分地圖內(nèi)容需要修改時(shí)，可在遙感圖像上直接判讀某種地物，利用相關(guān)地物或網(wǎng)格法直接轉(zhuǎn)繪在地圖上，如圖所示。,四. 地圖的修測(cè)

11、與更新1,(2)當(dāng)?shù)貓D內(nèi)容需要修改的部分較多,或衛(wèi)星圖像質(zhì)量較高時(shí)，可采用將衛(wèi)星像片放大，與其原圖套合，利用相關(guān)地物進(jìn)行修測(cè)。 (3)將需要修測(cè)的地圖，置于糾正儀的承影面上，相應(yīng)的衛(wèi)星圖像(負(fù)片)放人承片框，將修測(cè)部分周圍的影像與地圖上同名要素準(zhǔn)確重合后，轉(zhuǎn)繪需要修測(cè)的內(nèi)容。 (4)當(dāng)?shù)貓D內(nèi)容有大面積需要修測(cè)更新時(shí)，可以先對(duì)衛(wèi)星圖像進(jìn)行糾正，制出衛(wèi)星影像圖，通過(guò)準(zhǔn)確判讀，即可直接進(jìn)行修測(cè)更新。例如，用Landsat TM圖像修測(cè)1：100 000比例尺地圖，其流程如圖所示。,四. 地圖的修測(cè)與更新1,四. 地圖的修測(cè)與更新2,利用航天遙感圖像修測(cè)更新地圖，決定于遙感圖像的質(zhì)量，特別是圖像的地面分辨率和地圖修測(cè)的內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)前的MSS圖像只適用于1 ：500000或更小比例尺地圖的修編。 它對(duì)修測(cè)水文要素(如河流、水渠、水庫(kù))、海岸與島嶼、沙漠、冰川、雪原、森林與植被等十分容易且很準(zhǔn)確，但對(duì)其它地物要素的修測(cè)就比較困難，在半