遙感衛(wèi)星影像技術(shù)范文
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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,對地觀測系統(tǒng)也逐漸的從地面、低空發(fā)展到太空,并且對觀測的連續(xù)性、快速性、精確性等有了更為嚴格的要求。高分一號是我國觀測系統(tǒng)的首顆發(fā)射衛(wèi)星,其成功實現(xiàn)了寬覆蓋、高精度、穩(wěn)定度的控制技術(shù),而對于高分二號而言,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、機動的能力等特點,對于提升我國空間衛(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,有利的推動了我國國民經(jīng)濟建設(shè)與社會的進步。
遙感影像的預(yù)處理即為影像數(shù)據(jù)的糾正與重建的過程,主要是糾正遙感成像過程中,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、時間及光譜分辨率上的不足,在獲取數(shù)據(jù)的過程中不能夠精確的進行信息的記載,很大程度上會降低遙感數(shù)據(jù)的精度,因此,需要對遙感影像進行遙感數(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,通過對高分一號衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行分析,將原始高分數(shù)據(jù)進行預(yù)處理的過程,得到在幾何與輻射上真實的圖像。
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)勢在于:首先,ENVI能夠通過底層的IDL開發(fā)語言進行功能擴展,開發(fā)定制自己的遙感平臺。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,并且通過圖像的配準,可以提供多個圖像窗口進行分析,清晰明了、易于操作。再次,通過兩者相結(jié)合的方式可以將遙感影像與ArcGIS進行一體化整合,對遙感平臺進行全方位的應(yīng)用。最后,通過ERDAS軟件進行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。本文首先是通過遙感處理軟件對高分遙感數(shù)據(jù)進行預(yù)處理,然后通過photoshop工具對影像進行勻光勻色的調(diào)整,最終完成整個預(yù)處理過程。
2 高分遙感影像的預(yù)處理過程
2.1 預(yù)處理流程
文章以正定市高分一號遙感衛(wèi)星影像為例,演示了高分衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理的全過程。
首先是對高分一號2m全色影像與8m多光譜影像進行正射糾正(Orthorectification),糾正影像的傾斜偏差及投影過程中產(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)進行配準,是將全色影像作為基準對多光譜影像進行配準,第三步是對配準后的影像進行融合,對影像進行接邊線的處理,使得融合后的影像在分辨率上能夠達到非常高的精度,第四步利用Photoshop工具,對影像進行顏色平衡的調(diào)整,使其能夠在色彩上達到較好的效果。通過以上步聚就完成了整個圖像預(yù)處理的過程,并進行結(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元素上的偏移,并利用地面控制點通過相應(yīng)的數(shù)學(xué)算法模型來進行實現(xiàn)的過程。正射校正后的影像無論在精度上、影像的特性上以及信息表達上都能達到很好的效果,而且其數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)相對簡單,并能夠改正因地勢較大產(chǎn)生的誤差。高分影像的正射糾正過程采用依靠高分影像自帶的RPC文件和數(shù)字高程模型(DEM)來進行數(shù)據(jù)定位的校正方式。RPC文件實質(zhì)上是通過將傳感器的軌道參數(shù)及其他各種物理參數(shù)相結(jié)合并通過地面的控制點元素解算出來的變換矩陣。
本設(shè)計中選擇二次多項式的方法進行校正,在ENVI中選擇Geometric CorrectionOrthorectificationRPC Orthorectification模塊進行糾正,并且選擇30m的DEM進行數(shù)字高程的校正。
2.3 配準與融合技術(shù)
遙感影像的配準(registration)是通過選擇地面清晰控制點并按照一定的變換函數(shù)及重采樣方法對同名像元點進行配準的過程。對配準后的影像需要進行重采樣處理以改正輸出影像的像元偏差,以此來建立新的圖像矩陣,常用的重采樣方法有雙線性法、三次卷積法、最鄰近法等,對于高分一號衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)采用雙線性內(nèi)插方法,其主要處理是將同一區(qū)域的2m全色影像作為基準對8m多光譜進行校準,該過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影像。
遙感影像配準的過程是融合的先決條件,其融合過程是將不同傳感器、分辨率、波段的數(shù)據(jù)通過一定的分析算法綜合起來的技術(shù)。圖像的融合算法有:
(1)空間色彩變化法:HIS、PCA等;
(2)代數(shù)運算方法:MLT、Brovey、加法運算、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,空間細節(jié)特征上保持較好。
2.4 鑲嵌
影像的鑲嵌過程是將多于兩景的影像進行無縫拼接,完成一幅完整的、大場景影像的過程。本文中利用ENVI軟件的Georeferenced Mosaicking功能來完成,主要過程:進行顏色平衡的調(diào)整,將RGB的波段設(shè)為3,2,1;通過設(shè)置影像背景數(shù)值對影像的背景黑邊進行忽略處理,即將背景值設(shè)為0;對兩景相鄰覆蓋影像的鑲嵌邊緣進行處理,將羽化值設(shè)為10。
在鑲嵌過程中要注意:
(1)鑲嵌之前需選擇一張基準影像(Fixde),作為鑲嵌過程中對比度匹配及出現(xiàn)跨帶問題時鑲嵌后輸出影像的地理投影、數(shù)據(jù)類型的基準,并以此作為顏色平衡參考(Adjust)對其他影像進行調(diào)整;
(2)鑲嵌過程中,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題,得到視覺上完整的影像。
經(jīng)過對遙感影像的正射糾正、配準、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、易于表達等特點,主要分為兩部分進行相應(yīng)的裁剪:掩膜計算及矢量數(shù)據(jù)的柵格化。掩膜計算裁剪方法是通過已有的圖像對被裁剪的影像進行遮掩,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)中通過將所裁剪的區(qū)域設(shè)為1與被裁減的影像進行交集處理,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,其裁剪過程需要利用ArcGIS與ENVI協(xié)同完成,首先利用Polyline工具在ArcGIS中畫出裁剪線,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的裁剪模塊對影像進行裁剪,完成裁剪過程。
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,從而獲得真實的反射率數(shù)據(jù),并對其進行動態(tài)監(jiān)測的過程,這是預(yù)處理中比較重要的環(huán)節(jié)。本設(shè)計中通過選擇ENVI Classic軟件下的BasicTools工具中的Preprocessing―General Purpose Utilities―Dark Subtract進行大氣校正,首先選擇的是待校正的遙感影像,然后對影像的像素值進行選擇,這里選擇波段的最小值(Band Minimum),最后選擇路徑對影像進行的輸出。
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)是高分一號衛(wèi)星數(shù)據(jù),其影像本身自帶WGS84坐標,通過正射糾正的過程,其地理坐標變?yōu)閁TM投影坐標,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
隨著我國高分辨率對地觀測系統(tǒng)應(yīng)用的展開,高分的應(yīng)用范圍已經(jīng)涉及到各行各業(yè),極大的推進了我國空間信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。而遙感衛(wèi)星影像的預(yù)處理過程是高分應(yīng)用在各行業(yè)展開的前提與基礎(chǔ),是一個非常重要的環(huán)節(jié)。
本文通過具體的實例,介紹了高分遙感衛(wèi)星影像的預(yù)處理全過程,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確度;配準及其融合技術(shù)使圖像能夠達到很高的精度,消除了影像的誤差,提高了影像的分辨率;而鑲嵌過程則能夠使影像更加完整和美觀。整個預(yù)處理過程相輔相成,為后期的應(yīng)用及分析過程打下了良好的基礎(chǔ)。
參考文獻
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作者單位
篇2
[關(guān)鍵詞]寒熱藥性;酵母;解熱作用;TRPV1;TRPM8
近年來,基于中藥藥性-藥效關(guān)系的研究作為中藥藥性研究的主要方法之一,得到了廣泛的關(guān)注[1-2]。中藥具有寒熱之性,探討寒性、熱性中藥在調(diào)治機體熱性、寒性病理狀態(tài)過程中起到什么作用,如何起作用,以及作用的程度如何,是研究中藥寒熱藥性起效機制的關(guān)鍵。一般說來,藥性相同的中藥具有相同或相似的藥效。而瞬時感受器電位離子通道蛋白(TRPs),是近年來發(fā)現(xiàn)存在于細胞膜或胞內(nèi)細胞器膜上的非選擇性陽離子通道,該家族中多個家庭成員具有溫度感知的生理功能,本實驗擬通過2味典型寒性中藥和2味典型熱性中藥對酵母致發(fā)熱大鼠模型體溫的干預(yù)影響以及對溫度敏感TRPs的調(diào)節(jié)作用的比較,從一個新的角度來探尋寒、熱性中藥的功效和藥性特征的關(guān)系,為藥性的現(xiàn)代科學(xué)評價提供初步的實驗依據(jù)。
1 材料
1.1 動物 SD雄性大鼠108只,體重(200±10) g,由中國中國人民軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實驗動物中心提供,動物許可證號SCXK(軍)2007-004。
1.2 藥品與試劑 大黃、黃連、吳茱萸和高良姜均由北京同仁堂藥店提供,經(jīng)中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所胡士林教授鑒定,4味中藥均為道地藥材,制成水煎液,冷藏備用;酵母購自安琪酵母股份有限公司;兔抗TRPV1抗體和兔抗TRPM8抗體均購自以色列alomone labs公司,辣根酶標記山羊抗兔IgG購自北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司;RIPA裂解液、Bradford蛋白定量試劑盒和ECL發(fā)光液均購自北京普利萊公司;兩步法免疫組化檢測試劑盒和DAB顯色試劑盒均購自武漢博士德公司;其他試劑均為國產(chǎn)分析純。
1.3 儀器 BS224S電子天平[賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司];TD5A-WS低速臺式離心機(長沙湘儀離心機儀器有限公司);MC-347電子體溫計[歐姆龍(大連)有限公司];PowerPacTMBasic電泳儀(美國BIO-RAD公司)。
2 方法
2.1 酵母致發(fā)熱模型 參照文獻方法[3],健康成年SD雄性大鼠,背部皮下注射(sc)20%酵母混懸液10 mL?kg-1。空白對照組大鼠sc等體積生理鹽水。
2.2 分組與給藥 108只健康成年SD雄性大鼠,隨機分為6組:正常組、模型組、大黃組、黃連組、吳茱萸組和高良姜組,每組18只。大鼠實驗給藥方法:除正常組外,所有動物先灌胃(ig)給予相應(yīng)藥物,1 h后sc酵母混懸液,造模后3.5 h再次給藥(方式及劑量同首次)。各組每次ig給予藥物及劑量分別為:大黃組(大黃水煎液3.5 g?kg-1),黃連組(黃連水煎液2.8 g?kg-1),吳茱萸組(吳茱萸水煎液4.2 g?kg-1),高良姜組(高良姜水煎液6 g?kg-1),正常組和模型組(蒸餾水2 mL?kg-1)。
2.3 體溫監(jiān)測 實驗環(huán)境為常規(guī)日夜周期,室溫(22±2) ℃,相對濕度(50±2)%,自由進食、飲水。對大鼠進行適應(yīng)性培養(yǎng)(于實驗環(huán)境中模擬實驗操作)3 d后,禁食不禁水12 h,實驗當日,每隔1 h測溫1次,測3次,取均值作為基礎(chǔ)體溫,3次體溫浮動超過0.5 ℃者舍棄。然后各組首次給予相應(yīng)藥物,1 h后造模,造模后8 h大鼠體溫升高 >0.8 ℃為模型制備成功,選作實驗動物入組。造模后3.5 h再次給藥。造模后每隔1 h測溫1次,直到實驗結(jié)束。
2.4 免疫組化染色 分別于造模后第4,8,12 h處死動物,取腦和背根神經(jīng)節(jié),4%多聚甲醛溶液固定72 h,包埋,制成5 μm冠狀面連續(xù)切片。取組織石蠟切片,脫蠟至水,PBS沖洗3次,使用0.01 mol?L-1檸檬酸緩沖液進行抗原修復(fù),3%的過氧化氫滅活內(nèi)源性過氧化物酶室溫孵育10 min,PBS洗滌后用5%血清封閉,滴加一抗(1∶100稀釋),置4 ℃過夜。用兩步法免疫組化檢測試劑盒進行下丘腦和背根神經(jīng)節(jié)免疫組織化學(xué)染色。DAB顯色,脫水,透明,封片。應(yīng)用專業(yè)圖像分析軟件Image proplus6.0測得免疫組化圖像中陽性區(qū)域IA值,下丘腦和背根神經(jīng)節(jié)組織分別在200倍和400倍視野下進行統(tǒng)計。
2.5 Western blot檢測 分別從下丘腦和背根神經(jīng)節(jié)組織中提取蛋白,用Bradford蛋白質(zhì)定量方法,進行蛋白定量。采用質(zhì)量分數(shù)為12%的SDS-PAGE電泳檢測,濕法轉(zhuǎn)移至PVDF膜,脫脂奶粉室溫封閉2 h,分別加入一抗(兔抗TRPV1或兔抗TRPM8,1∶100),在4 ℃下孵育過夜。TBST洗膜后加入二抗(HRP標記山羊抗兔二抗,1∶3 000),室溫孵育2 h。使用兔抗GAPDH特異性抗體作為內(nèi)參對照檢測。使用ECL發(fā)光法檢測特異性條帶,QuantiScan 3.0分析軟件分析條帶IA。目的蛋白的IA除以正常組的IA以校正誤差,所得結(jié)果代表目的蛋白相對表達量。
2.6 統(tǒng)計學(xué)方法 數(shù)據(jù)以±s表示,采用SPSS 19.0軟件進行統(tǒng)計分析,組間比較用單因素方差分析,P
3 結(jié)果
3.1 不同寒熱藥性中藥對酵母致熱大鼠體溫的影響 與正常組相比,模型組大鼠經(jīng)酵母誘導(dǎo)后第4 h開始體溫呈現(xiàn)升高趨勢,第8 h達到高峰期,之后呈緩慢下降趨勢,第4 h開始至觀察期末,模型組較正常組大鼠體溫升高,具統(tǒng)計學(xué)意義(P
3.2 免疫組化法檢測不同寒熱藥性中藥對酵母致熱大鼠TRPV1表達的影響 經(jīng)酵母誘導(dǎo)后第4,8,12 h,大鼠下丘腦和背根神經(jīng)節(jié)中均可見TRPV1表達明顯增高,尤以第8 h增高更加顯著(P
3.3 免疫組化法檢測不同寒熱藥性中藥對酵母致熱大鼠TRPM8表達的影響 與正常組相比,酵母致熱大鼠下丘腦和背根神經(jīng)節(jié)TRPM8表達水平在第4,8,12 h均顯著降低(P
3.4 Western blot檢測不同寒熱藥性中藥對酵母致熱大鼠背根神經(jīng)節(jié)TRPs通道蛋白表達的影響 經(jīng)酵母誘導(dǎo)大鼠背根神經(jīng)節(jié)中TRPV1表達明顯升高,TRPM8表達明顯降低(P
4 討論
本實驗選擇了2味寒性中藥和2味熱性中藥對比研究其對酵母致熱大鼠模型體溫以及TRPs通道蛋白的影響。選藥原則是:所選中藥必須為《中國藥典》所收載;寒熱藥性必須明確、無爭議;寒熱藥性必須典型、突出;所選中藥來自道地產(chǎn)地。
酵母致大鼠發(fā)熱模型是一種常用的發(fā)熱模型,由其所致發(fā)熱的動物全身表現(xiàn)與臨床常見明顯炎癥的里熱證類似,常用于考察清熱類中藥的解熱作用[4]。本實驗觀察到,大鼠注射酵母混懸液后4 h,體溫開始呈現(xiàn)明顯上升趨勢,第8 h達到高峰并維持平臺期。口服給予大黃和黃連后大鼠于酵母誘導(dǎo)后第4 h開始顯著降低,其降溫作用在第4~8 h這一時間段最為顯著,與文獻報道相似[5-6]。而口服給予吳茱萸和高良姜2味熱性中藥后,大鼠體溫變化較模型組無統(tǒng)計學(xué)意義。
瞬時感受器電位離子通道蛋白是近年來發(fā)現(xiàn)存在于細胞膜或胞內(nèi)細胞器膜上的陽離子非選擇性通道。TRP家族中多個家庭成員具有溫度感知的生理功能,有文獻報道[7-8],TRPV1和TRPM8分別是介導(dǎo)體外熱和冷感覺的關(guān)鍵通道。本課題組在前期實驗研究的過程中發(fā)現(xiàn),部分來自寒性中藥的成分可上調(diào)TRPM8 mRNA的表達,下調(diào)TRPV1mRNA的表達,尤其對熱(39 ℃)負荷的mRNA表達量的影響更為顯著,而部分來自熱性中藥的成分可下調(diào)TRPM8 mRNA的表達,上調(diào)TRPV1 mRNA的表達,對寒(19 ℃)負荷的mRNA表達量的影響更為顯著[9-12]。這些現(xiàn)象提示,中藥的寒熱屬性和調(diào)節(jié)寒熱的作用特點可能與其對寒熱感受通道蛋白的表達調(diào)控相關(guān)。研究報道,作為臨床常用解熱類中藥,大黃和黃連具有明確的體溫調(diào)節(jié)作用[13-15],但究竟這些藥物在發(fā)熱動物模型上能否調(diào)節(jié)溫度敏感TRPs的表達,其體溫調(diào)節(jié)左右與對TRPs調(diào)節(jié)作用有無相關(guān)性,目前尚無文獻報道。本實驗觀察到酵母誘導(dǎo)4 h后,大鼠下丘腦和背根神經(jīng)節(jié)中TRPV1表達水平明顯增高,TRPM8表達水平顯著降低。且TRPs表達水平的變化與溫度變化有一定的相關(guān)性,即TRPV1表達水平與溫度呈正相關(guān),TRPM8表達水平則與溫度呈負相關(guān)。口服中藥大黃或黃連后,隨著降溫作用的啟動和持續(xù),發(fā)熱大鼠下丘腦和背根神經(jīng)節(jié)中TRPV1表達明顯降低、TRPM8表達有效升高。然而,吳茱萸或高良姜的服藥對由酵母引起的TRPs的表達變化則無顯著影響。
《素問至真要大論》提出“寒者熱之,熱者寒之”的重要治則, 大黃和黃連2味寒性中藥可能通過下調(diào)下丘腦和背根神經(jīng)節(jié)中TRPV1表達水平、上調(diào)TRPM8表達從而起到糾正熱證動物模型發(fā)熱癥狀的作用。而吳茱萸和高良姜2味熱性中藥藥性相反,所以不具有相關(guān)作用。這可能為認識寒性中藥的解熱作用提供了一個新的視角,也期為不同寒熱屬性中藥藥性辨識提供可能的生物學(xué)標志。至于TRPV1和TRPM8在大黃和黃連調(diào)節(jié)體溫中的特異性如何,其他寒性中藥是否也有相同或相似的作用,尚需更多研究進一步驗證。
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Effect of traditional Chinese medicines with different properties on
thermoregulation and temperature-sensitive transient receptor potentialion
channel protein of rats with yeast-induced fever
WAN Hong-ye1, KONG Xiang-ying1*, LI Xiao-min1, ZHU Hong-wei2, SU Xiao-hui1, LIN Na1*
(1.Institute of Chinese Materia Medica, China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing 100700, China;
2. Department of Pathology, Wangjing Hospital, China Academy of Chinese Medical Sciences, Beijing 100102, China)
[Abstract]Objective: To compare the intervention effects of four traditional Chinese medicines(TCMs) with typical cold or hot property on body temperature and temperature-sensitive transient receptor potential ion channel proteins (TRPs) of rats with yeast-induced fever. Method: The pyrexia model was induced by injecting yeast suspension subcutaneously. Totally 108 male SD rats were randomly divided into the normal group, the model group, the Rhei Radix et Rhizoma treated group, the Coptidis Rhizoma treated group, the Euodiae Fructus treated group, and the Alpiniae Officinarum Rhizoma treated group, with 18 rats in each group. At the 4 h, 8 h and 12 h after injection of yeast, the rats were sacrificed to collect their hypothalamus and dorsal root ganglion. The expressions of TRPV1 and TRPM8 were detected by immunohistochemistry and Western blot method. Result: Compared with the normal group, after injection of yeast, the temperature of rats in the model group notably increased, and reached the peak at 8 h (P
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關(guān)鍵詞:遙感影像;地圖制圖;應(yīng)用
一、引言
隨著創(chuàng)新的測繪技術(shù)取得不斷的進步,有效的彌補了傳統(tǒng)地圖制圖領(lǐng)域存在著的各種缺陷,并讓當前的地圖制圖領(lǐng)域變得更加科學(xué)和準確以及實時。遙感影像技術(shù)從本質(zhì)上來說還是信息技術(shù)的一種延伸,具有效率高,信息內(nèi)容豐富和動態(tài)性等諸多優(yōu)勢。當前遙感影像技術(shù)開始逐步向信息化方向發(fā)展,人們可以將其應(yīng)用在不同領(lǐng)域,都取得了良好的效果。本文研究的重點通過傳統(tǒng)地圖制圖中所存在著的缺陷,然后探討了遙感影像技術(shù)在地理信息領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢以及制圖方法,從而為在地圖制圖領(lǐng)域可以高水平的應(yīng)用遙感影像技術(shù)提供一定的參考。
二、傳統(tǒng)制圖領(lǐng)域的缺陷問題分析
在傳統(tǒng)制圖領(lǐng)域,想要獲取地理信息的主要方式有下面幾種方法:第一,調(diào)繪法。也就是根據(jù)繪制需求,安排相關(guān)的測繪人員到制定的現(xiàn)場進行實體調(diào)研以及測繪,如果發(fā)現(xiàn)和舊的信息存在著差異,那么就來對舊地理信息進行更新。第二,由權(quán)威部門。由于各地的保護問題以及區(qū)域發(fā)展的不平衡,制圖單位通常很難到不同的地域及時的掌握相關(guān)的地理信息。第三,通過已有的出版物來獲取轉(zhuǎn)繪依據(jù)。由于不同繪圖單位所獲取的信息往往存在著較大差異,因此出圖時間將會存在差異,那么有的制圖單位就會運用已經(jīng)的資料作為參考依據(jù)。第四,GPS跟蹤。目前有些制圖單位往往使用GPS記錄車輛的行駛路徑來獲取相關(guān)道路信息,從而實現(xiàn)地理信息的更新。
這些傳統(tǒng)的制圖方法其缺陷主要體現(xiàn)在以下幾點:第一,制圖周期相對較長;第二,制圖成本較高,包括時間、人力以及財力等諸多方面的成本。第三,及時性難以保障,比如使用GPS跟蹤法,需要對所有的道路都行駛完成之后,才能夠獲取。第四,信息的精確度難以保障,比如一些湖泊島嶼形狀,河流的河道走向等地理信息,就很難使用傳統(tǒng)的制圖方法來獲取。
三、遙感影像輔助地圖制圖的優(yōu)勢以及方法分析
(一)遙感影響輔助地圖制度的優(yōu)勢體現(xiàn)
遙感影響輔助地圖制圖的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在下面幾個方面:第一,河流信息的繪制。運用遙感技術(shù)可以通過衛(wèi)星影像中獲取和河流有關(guān)的地理信息。當前隨著水利工程建設(shè)的發(fā)展,我國河流相關(guān)信息開始存在著較大的變動,但是這些信息很難實時公布。因為傳統(tǒng)的繪制方法難以全面掌握河流變化情況。但是在衛(wèi)星影像圖中,河流的變化一目了然,通過遙感技術(shù)就能夠準確定位變動的信息,并實時進行更正。
第二,島嶼信息的繪制。因為遙感影像輔助技術(shù)能夠覆蓋更多的范圍,因此島嶼的相關(guān)信息能夠在衛(wèi)星圖片中充分的顯示。而且現(xiàn)在衛(wèi)星影像技術(shù)精密度也在不斷的提升,能夠?qū)⒕_度控制在米單位,而傳統(tǒng)的繪制方法則需要投入更多人力、財力以及時間成本。
第三,道路信息上的優(yōu)勢。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,交通的發(fā)達,道路信息已經(jīng)成為當前制圖人員以及制圖單位極為關(guān)心的要素。人們的出行,尤其是自駕游等都需要對交通地圖信息的實時性有著更高的要求。可否在第一時間就能夠獲取這些最新的交通線路信息,并將其繪制在地圖上甚至包括電子地圖上,就成了地圖繪制單位非常注重的問題。此時如果運用衛(wèi)星遙感影像技術(shù),就能夠通過遙控方式迅速發(fā)現(xiàn)道路的走向,并標注出相關(guān)的路標,從而提升道路信息的實時性。
第四,在城市信息測繪方面的優(yōu)勢。現(xiàn)代的衛(wèi)星技術(shù)其分辨率精度已經(jīng)較高,在這個技術(shù)支持下,對于城市信息全面性的支持就有了保障。例如在城市中的高架橋、基礎(chǔ)設(shè)施、社區(qū)以及大型商場、工業(yè)區(qū)以及工廠等都能夠在衛(wèi)星影像中顯示出來。這些對于更新城市地圖而言,顯然具有重要的作用。而且遙感影像反映的實質(zhì)就是地面上物體的相片,因此能夠包括制作地圖的各種信息,甚至還包括其他的輔助信息,因此可以幫助制圖人員有效提升城市地圖的準確性。
(二)遙感影像輔助地圖制圖的具體方法分析
對于遙感影像輔助地圖制圖的具體方法主要分成三個重要的步驟,第一是獲取影像。我國資源衛(wèi)星的應(yīng)用中心可以提供兩種影像資料。分別是HR以及CCD影像。其中CCD影像圖片的分辨率達到19.5米,而HR影像的分辨率則進一步提升至2.36米。這樣地圖制圖人員就可以具體的應(yīng)用精度選擇相關(guān)精度的影響資料。比如如果需要繪制的地圖所需要的比例尺較小,那么只需要CCD影像資料就可以完全符合精度需求。如果所需要繪制的地圖精度要求較高,比如電子地圖等,那么使用HR影像資料就相對合理。另外精度不同的影像資料內(nèi)容規(guī)模也較大,下載時間也更長,在使用時還需要注意時間上的安排。
第二,對遙感影像資料進行處理。在應(yīng)用這些遙感影像資料之前,需要對其進行特殊化的處理。比如在下載CCD遙感影像資料之后,就可以依據(jù)制圖工作的需要,將不同波段下的影像資料加以合成,這樣就能夠形成假的彩色圖像,于是就能夠更好的幫助制圖人員獲取遙感影像中的地理信息。
在影像被合成之后,就可以根據(jù)相應(yīng)的比例尺對影像進行幾何糾正,這么做的目的就是為了提升影像資料的精確度。通常影像通過幾何糾正之后,其清晰度會存在一定的下降,此時可以使用PS軟件對其進行銳化處理,然后對相關(guān)的顏色進行調(diào)整,從而使信息內(nèi)容變得更加清楚。另外還需要適當進行投影轉(zhuǎn)換,這就可以為地圖數(shù)據(jù)庫的選點工作提供幫助。對影像資料進行糾正時,需要確保衛(wèi)星影像資料與用戶地圖數(shù)據(jù)庫的投影方式保持一致。而且還需要根據(jù)具體的制圖精度要求決定地圖的糾正精度。
通常想要提升糾正影像的精確度,可以運用平均分布點的方法來進行,不過這種方法需要花費更長的時間。假設(shè)只需要道路上的信息,那么精確度就不需要很高,那么只需要輕微糾正就能夠繪制出用戶滿意的地圖。那么如果做的是導(dǎo)航地圖,就需要使用精確糾正法提升遙感影像的精確度。
第三,基于遙感影像進行繪圖。在繪制地圖時,目前主流的方法有兩種,一種是使用Erdas或者Arc/Info等專業(yè)處理衛(wèi)星影像的軟件。通過這些軟件可以將影像資料實現(xiàn)矢量化,然后再將其導(dǎo)入至地圖數(shù)據(jù)庫中。另外一種就是將處理之后的遙感影像文件導(dǎo)入至制圖軟件,然后進行矢量化。也就是說通過遙感影像進行地圖制作,只需要通過計算機軟件就能夠?qū)崿F(xiàn),這極大的提升了繪制地圖的效率,而且也能夠提升繪制的精確度。
四、結(jié)語
總而言之,遙感影像輔助地圖制圖技術(shù)的應(yīng)用對于我國地圖的更新以及地圖數(shù)據(jù)庫的更新都具有重要的意義。當然遙感影像技術(shù)在地圖制圖方面也不是無懈可擊,如果存在著氣候條件惡劣,可見度差,此時對應(yīng)的遙感影像清晰度就會下降,那么可以拿來參考和借鑒的內(nèi)容就會降低,甚至?xí)绊懙降貓D繪制的整體質(zhì)量。此外,在應(yīng)用遙感影像資料時,還需要注重信息的保密工作,特別是高精密的影像資料會涉及到更多的細節(jié),因此需要制圖人員具有高水平的保密意識,另外還需要提升甄別遙感影像資料信息的能力,這樣才能保障繪圖工作的進行。
參考文獻:
[1]鄧小慧,王紅霞.遙感影像輔助地圖制圖研究[J].中國高新技術(shù)企業(yè).2014(32)
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關(guān)鍵詞:GeoEye影像;定向;數(shù)學(xué)精度;指標;基礎(chǔ)測繪
引言
隨著航天遙感技術(shù)的迅猛發(fā)展,特別是傳感器技術(shù)的發(fā)展,衛(wèi)星遙感影像在空間分辨率、時間分辨率、光譜分辨率和輻射分辨率上不斷提高,同時影像獲取成本也逐步降低,使得衛(wèi)星遙感影像的應(yīng)用越來越廣泛。利用高分辨率衛(wèi)星遙感影像進行高精度目標定位、立體測圖和變化監(jiān)測是國內(nèi)外的研究熱點之一;同時,衛(wèi)星遙感影像正越來越多地應(yīng)用于攝影測量領(lǐng)域,空間分辨率達到米級/亞米級的立體遙感圖像,已有能力替代傳統(tǒng)用于1∶50000和1∶10000比例尺地形圖測繪或地理信息更新的航空影像。這使得采用衛(wèi)星遙感影像獲取高質(zhì)量的地理空間信息成為必然趨勢,也為大中比例尺地形圖測繪提供了新的途徑。本文了對0.41m分辨率的GeoEye影像的稀少控制點定向精度以及要素可判譯指標進行了試驗分析,探討其在1∶10000基礎(chǔ)測繪中的應(yīng)用范圍。
1. GeoEye-1衛(wèi)星簡介
2008年9月6日發(fā)射的GeoEye-1衛(wèi)星是一顆商業(yè)對地成像衛(wèi)星,是一顆太陽同步軌道衛(wèi)星,軌道高度684km,運行周期98min。該衛(wèi)星攜帶高分辨率的CCD相機,獲取的影像空間分辨率在全色波段能提供0.41m分辨率和多譜段1.65m分辨率的超高分辨率影像。多光譜包含藍、綠、紅和近紅外(450nm~900nm)四個波段。該衛(wèi)星星下點幅寬為15.2km,數(shù)據(jù)獲取動態(tài)范圍為11比特,每天可獲取大于700 000km2的圖像數(shù)據(jù),經(jīng)過定向后的影像可以更好地為測繪、城市基礎(chǔ)地理信息動態(tài)更新、國土資源調(diào)查、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、快速響應(yīng)等不同的領(lǐng)域提供相應(yīng)的基礎(chǔ)影像數(shù)據(jù)源。
2. 試驗研究
2.1 試驗區(qū)概況
試驗區(qū)選用了一個立體像對進行定向試驗,平差后選取地形類別為“平地”的一部分區(qū)域進行矢量采集。衛(wèi)星影像覆蓋范圍、控制點分布情況和采集區(qū)域見圖1。
2.2 區(qū)域網(wǎng)平差
(1)平差方案
試驗中采用PixelGrid軟件進行影像定向,分別選用1個角點、2個角點、3個角點、4個角點作為定向點,剩余的作為檢查點,根據(jù)定向結(jié)果計算出相應(yīng)的精度。針對不同定向點分布的情況下,分析定向點精度和檢查點精度。
(2)平差結(jié)果
四種方案的平差結(jié)果見表1。
2.3 矢量采集
(1)矢量采集
在JX4系統(tǒng)中引入PixelGrid平差結(jié)果,平差成果引入后,為加快數(shù)據(jù)處理速度,首先以圖幅為單位對衛(wèi)星立體條帶影像進行分割,然后進行以圖幅為作業(yè)單元的矢量要素采集,根據(jù)要素采集要求,在GeoEye影像立體模型上進行地物、地貌的測繪,同時通過衛(wèi)星影像立體模型上的地物、地貌等要素的測繪,感受和確定與航片立體模型測圖的判讀和切準的不同,并分析不同類型的衛(wèi)星影像在灰度影像和融合后的彩色影像狀態(tài)下的立體采集可提取的地物指標及可達到的數(shù)學(xué)精度,采集結(jié)果見圖2。
(2)精度檢測
采集結(jié)束后,利用外業(yè)實測的檢查點對矢量要素進行精度檢測,檢測結(jié)果見表2。
3. 結(jié)論
(1)從影像定向結(jié)果上可知,當一個控制點定向時,GeoEye衛(wèi)星影像的平面定向精度在10余米,高程精度在2m左右;再增加一個控制點后(即兩個控制點),GeoEye衛(wèi)星影像即可達到較高的定向精度,繼續(xù)增加控制點對定向精度改善不明顯。
(2)從矢量要素檢測結(jié)果可知,定向后的GeoEye衛(wèi)星影像所生產(chǎn)的產(chǎn)品精度滿足1∶10000比例尺的相關(guān)規(guī)范要求,同時也滿足1∶5000比例尺的相關(guān)規(guī)范要求。
(3)與航空影像相比,GeoEye衛(wèi)星影像具有時效性高、覆蓋面積大、所需控制點少的優(yōu)點,但同時也存在一些不足,如云或霧的影響,電線桿、水井等同一類要素在同一景衛(wèi)星影像中不同位置的可辨別度都不盡相同等。
(4)彩色測圖模式可提高地物的判讀能力,但對采集精度無明顯影響。
參考文獻:
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[關(guān)鍵字]遙感技術(shù) 環(huán)境監(jiān)測 應(yīng)用 發(fā)展
[中圖分類號] P237 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-3-165-1
1 遙感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用
我國的遙感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測當中的應(yīng)用多種多樣,但重點都應(yīng)用在對大氣污染、水污染以及城市溫室效應(yīng)的監(jiān)控當中。
1.1 大氣污染遙感監(jiān)測
大氣污染遙感監(jiān)測就是向所監(jiān)測大氣區(qū)域發(fā)射紫外線或者微波,這些輻射在照射到大氣中的污染物以及大氣不同成分時,會產(chǎn)生不同的輻射和吸收光譜,再通過傳感器將這些光譜監(jiān)測出來,經(jīng)過對這些光譜的分析,就容易得出大氣的狀態(tài)、結(jié)構(gòu)以及變化走勢。通過這種手段可以具體地檢測出大氣中的臭氧、二氧化碳、二氧化硫、甲烷等微量氣體以及大部分有害氣體的分布情況。通過對這些情況的分析,可以得出大氣當中存在的污染的范圍、種類以及擴散方向,對于提出防治辦法提供重要依據(jù)。
1.2 水污染遙感監(jiān)測
水污染的遙感檢測原理和大氣污染的遙感檢測原理相類似,水體當中的清潔水和污染水對于輻射的反射光譜不同,對于清潔水而言,它的反射率相對較低,反應(yīng)在光譜上則表現(xiàn)出較短的頻段,這種頻段在遙感影像上的表達就趨于冷色調(diào);相反,污染水的反射率較高,在遙感影像上的表達就趨于暖色調(diào)。通過對遙感影像的分析就能得出具體水污染的分布范圍,合理利用這些分析結(jié)果就可以制定出水污染的治理方案。
1.3 溫室效應(yīng)遙感監(jiān)測
隨著人類工業(yè)化的日益發(fā)展,工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的溫室效應(yīng)問題逐步凸顯出來。特別是在城市及周邊地區(qū),溫室效應(yīng)更加明顯,我們稱之為城市熱島效應(yīng)。對于這種效應(yīng)的遙感監(jiān)測,最多采用的檢測方法就是對溫度的熱島監(jiān)測。對于城市地表溫度進行熱紅外遙感監(jiān)測,得出遙感影像,溫度越高的區(qū)域,在遙感影像上的表達就越趨于暖色或者亮色。根據(jù)遙感監(jiān)測的分析結(jié)果就能直觀地看出治理城市熱島效應(yīng)的重點趨于在什么地方。
2 遙感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的發(fā)展歷程
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,遙感技術(shù)的發(fā)展也日趨成熟。遙感技術(shù)最早出現(xiàn)的時候,是根據(jù)雷達來接收遙感光譜信號的,它的監(jiān)測范圍較小,敏感度較低,而且精度也不是很理想。很難用其來完成對于大片面積的高精度的環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測。后來,科學(xué)家采用氣球和飛機等航空手段來進行監(jiān)測,這樣監(jiān)測的范圍更大,但是由于距離太大,監(jiān)測經(jīng)常會受到干擾,所以現(xiàn)在只應(yīng)用到了部分特殊監(jiān)測工作當中。最后,通過航天技術(shù),用衛(wèi)星來進行監(jiān)測,并且改良了遙感呈像技術(shù),使得遙感環(huán)境檢測技術(shù)又上了一個臺階。
隨著HJ-1A/ B環(huán)境衛(wèi)星于2008年9月的成功發(fā)射,標志著中國的環(huán)境監(jiān)測遙感技術(shù)進入了一個新的階段,它對于提高中國的環(huán)保能力,推動地面空間的一體化進程起到了極大的作用。在2009年7月,國家環(huán)境保護部下屬的衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心的正式成立,初步建立了基于環(huán)境衛(wèi)星的環(huán)境應(yīng)用系統(tǒng),掌握了利用衛(wèi)星的環(huán)境遙感監(jiān)測的操作,從而掌握了通過衛(wèi)星的監(jiān)測來維持環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展的基本能力。衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù),已成為環(huán)保部的一項重要的空間對地面間環(huán)境綜合監(jiān)測系統(tǒng)的基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)。此外,環(huán)境遙感技術(shù)一直是中國先進的環(huán)境監(jiān)測和預(yù)警系統(tǒng)的一個重要組成部分。
遙感技術(shù)已經(jīng)在環(huán)保部在對全國生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查當中得到應(yīng)用,并且在內(nèi)陸水環(huán)境和赤潮監(jiān)測、秸稈焚燒、區(qū)域空氣污染監(jiān)測、沙塵暴監(jiān)測等項目上有巨大的成功,為獲取環(huán)境監(jiān)測和支持環(huán)境管理的信息提供了重要的技術(shù)支持。衛(wèi)星遙感技術(shù)已被列入環(huán)境管理系統(tǒng),其中包括環(huán)境監(jiān)測、執(zhí)法、環(huán)境應(yīng)急、生態(tài)保護、核安全監(jiān)測等。通過研究、實踐和應(yīng)用,環(huán)境遙感系統(tǒng)主要由HJ-1A/ B衛(wèi)星代替來自其他衛(wèi)星的空間數(shù)據(jù)和航空數(shù)據(jù)提供數(shù)據(jù)源。同時,應(yīng)用操作系統(tǒng)對水環(huán)境、環(huán)境空氣和生態(tài)環(huán)境已經(jīng)設(shè)置了環(huán)境衛(wèi)星數(shù)據(jù)分配,結(jié)合了衛(wèi)星遙感隨和空中無人機遙感監(jiān)測和應(yīng)用系統(tǒng),從而充分利用遙感技術(shù)對廣泛的區(qū)域采取快速和動態(tài)監(jiān)測功能。每天都有大量的監(jiān)測報告通過衛(wèi)星回饋到環(huán)保部,為環(huán)境管理提供了重要的技術(shù)支撐和信息服務(wù)。
3 遙感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的發(fā)展前景
隨著科技的發(fā)展,對于監(jiān)測設(shè)備的技術(shù)水平日趨成熟。我們已經(jīng)不能再滿足于現(xiàn)有的影像獲取技術(shù)了。在對于影像的高精度和高解析度要求的前提下,高光譜溫感技術(shù)所產(chǎn)生的高分辨率光譜影像已經(jīng)是遙感技術(shù)在環(huán)境檢測中發(fā)展的大趨勢。日后的遙感檢測技術(shù)要走高精度、全天候化、高穿透力的道路,與之相配套的技術(shù)會得到更大的發(fā)展和更廣的應(yīng)用。而對于環(huán)境監(jiān)測的要求,也要從城市范圍、省級范圍、全國范圍擴大到全球范圍。通過對全球環(huán)境變化的監(jiān)測來研究治理全球環(huán)境,擴大思路,將是日后環(huán)境監(jiān)測發(fā)展的主題。另外由于人們對每一類監(jiān)測數(shù)據(jù)越來越熟悉,越來越了解他的特點,可以將這些數(shù)據(jù)類型化,變?yōu)橄鄳?yīng)的數(shù)學(xué)模型,這樣,就可以開發(fā)出一套算法來對所有的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行人工智能判斷,所以對于監(jiān)測數(shù)據(jù)的智能化機械分析的開發(fā),也將被提入日程。現(xiàn)階段的最終目標,就是將全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、遙感檢測技術(shù)、地理信息模型系統(tǒng)、專家系統(tǒng)進行整合,完成環(huán)境遙感監(jiān)測的智能化、自動化、綜合化。
4 結(jié)束語
目前,全世界已經(jīng)有二十多個環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星在服役,在不就得將來,這個數(shù)字會更多。我們對于環(huán)境信息的獲取,已經(jīng)越來越容易,信息的質(zhì)量,也是越來越直觀。我們獲取這些信息的目的只有一個,就是保護好地球這個我們?nèi)祟愘囈陨娴募覉@的環(huán)境,造福我們的子孫后代。至于以后環(huán)境質(zhì)量的好壞,不僅是科學(xué)研究的責(zé)任,也是全世界人民的共同責(zé)任。
參考文獻
[1]梅安新,彭望祿,秦其明,等.遙感導(dǎo)論[M] . 北京: 高等教育出版社, 2001.
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關(guān)鍵詞 國產(chǎn)遙感;關(guān)鍵技術(shù);GIS;災(zāi)害應(yīng)急
中圖分類號:P208 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)10-0101-01
我國衛(wèi)星遙感技術(shù)發(fā)展起步較晚,但近十幾年國家陸續(xù)發(fā)射資源、環(huán)境、海洋、高分一號等系列遙感衛(wèi)星,分辨率高達2米,光譜信息豐富,衛(wèi)星遙感及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,這些都為災(zāi)害應(yīng)急提供了重要的數(shù)據(jù)及技術(shù)支持。并且近些年,在各重大災(zāi)害應(yīng)急處理中,國產(chǎn)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)及其相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用都發(fā)揮了非常重要的作用。
1 流程與關(guān)鍵技術(shù)
災(zāi)害應(yīng)急監(jiān)測流程如圖1所示。
關(guān)鍵技術(shù)主要包括:衛(wèi)星載荷選取、遙感影像處理、災(zāi)害信息提取及基于GIS的災(zāi)害信息及災(zāi)情評估等技術(shù)。
圖1 災(zāi)害應(yīng)急監(jiān)測流程
1.1 載荷選取
結(jié)合災(zāi)區(qū)實際情況,選擇空間分辨率較高、光譜信息豐富的遙感數(shù)據(jù),國產(chǎn)資源遙感衛(wèi)星中ZY3、ZY02C、高分一號在災(zāi)害應(yīng)急監(jiān)測中都具有相對優(yōu)勢;時間上,應(yīng)在獲取災(zāi)后最新的遙感影像的同時調(diào)取災(zāi)前存檔數(shù)據(jù),以便進行對比分析;同時,盡量獲取天氣狀況較好的影像數(shù)據(jù)。
1.2 遙感影像處理
災(zāi)害應(yīng)急遙感數(shù)據(jù)處理主要包括輻射校正、幾何校正、圖像融合、拼接等。目前國外遙感數(shù)據(jù)處理軟件如:ENVI、ERDAS等都支持國產(chǎn)遙感數(shù)據(jù)的處理,國內(nèi)軟件Titan、GEOWAY IS等也能滿足需求。同時,各相關(guān)單位相繼研發(fā)了自主的數(shù)據(jù)處理平臺,不僅能滿足各載荷數(shù)據(jù)基本的處理功能,同時支持海量數(shù)據(jù)高精度批處理,很大程度上解放了遙感數(shù)據(jù)處理所需的大量人力。
1.3 災(zāi)害信息提取[1]
災(zāi)害信息主要包括災(zāi)害發(fā)生的地理位置、范圍、災(zāi)后狀況等。不同的災(zāi)害類型,提取方式不同,基本有兩種方式:①目視解譯:主要是通過人眼目視判別目標物,這種方法較傳統(tǒng),需要大量的人力支持;②計算機智能識別技術(shù):主要是利用計算機高效的信息處理能力,結(jié)合現(xiàn)今先進的自動目標識別技術(shù),對海量的遙感信息數(shù)據(jù)進行快速批處理,篩選出疑似目標區(qū)域,這種技術(shù)節(jié)省人力且高效,但需要提取目標物及其他非目標物樣本的多光譜信息,進行相關(guān)性分析,建立并不斷的驗證和修正災(zāi)害信息識別模型,盡管如此,仍可能出現(xiàn)誤判。也可將上述兩種方法相結(jié)合使用,既提高了效率,也提高了準確度,這種模式在目前國產(chǎn)遙感災(zāi)害信息提取中應(yīng)用廣泛。
1.4 災(zāi)害信息結(jié)果及災(zāi)情評估[2]
災(zāi)害信息及評估結(jié)果主要形式有:圖形、圖像、圖表及報告等。根據(jù)信息提取結(jié)果,結(jié)合基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫、存檔影像庫以及GIS空間分析、統(tǒng)計分析技術(shù)對災(zāi)情進行分析評估,并且利用GIS二維顯示、三維模擬及制圖輸出功能將災(zāi)害信息及分析評估結(jié)果輸出。同時也可通過遙感及GIS二次開發(fā)技術(shù),建立災(zāi)害應(yīng)急平臺。
2 國產(chǎn)遙感應(yīng)急監(jiān)測應(yīng)用
2.1 地震應(yīng)急監(jiān)測
“5?12”地震發(fā)生后,中國資源衛(wèi)星中心啟動災(zāi)害應(yīng)急機制,利用處于在軌休眠狀態(tài)的CBERS-02星和業(yè)務(wù)運行的02B星雙星共同對地震災(zāi)區(qū)進行持續(xù)跟蹤觀測[3]。通過對多源遙感數(shù)據(jù)的直觀判別、對比、可視化的三維仿真分析等方法對災(zāi)情進行監(jiān)測,解譯出災(zāi)區(qū)多處滑坡、堰塞湖和人工建筑損毀,并向上級部門和國家減災(zāi)部門報送監(jiān)測結(jié)果,為抗震救災(zāi)的部署與決策,以及災(zāi)后重建工作提供了重要的信息支持。
2.2 洪水災(zāi)情監(jiān)測
2013年8月中旬松花江流域出現(xiàn)自1998年以來最大洪水,截至8月19日,已造成東北三省111個縣區(qū)市373.7萬人受災(zāi)。災(zāi)情發(fā)生后,高分技術(shù)應(yīng)用中心及時獲取東北災(zāi)區(qū)高分一號衛(wèi)星數(shù)據(jù),并對這些數(shù)據(jù)進行幾何校正、鑲嵌與水體提取處理。通過處理與分析,實現(xiàn)災(zāi)區(qū)災(zāi)情的遙感分析,并統(tǒng)計受災(zāi)面積,實現(xiàn)對災(zāi)害重點關(guān)注地區(qū)的持續(xù)綜合分析處理,為救災(zāi)部門提供抗洪救災(zāi)決策技術(shù)支持。
2.3 馬航失聯(lián)
2014年3月,馬航客機失聯(lián)后,西安衛(wèi)星測控中心啟動應(yīng)急機制,根據(jù)馬航客機目標的尺寸、衛(wèi)星數(shù)據(jù)的分辨率及覆蓋幅寬等因素綜合考慮,緊急調(diào)度多顆遙感衛(wèi)星,如:資源三號、資源02C星、 GF-1號等,為搜救馬航失聯(lián)客機提供數(shù)據(jù)服務(wù)。多家單位協(xié)助用目視解譯與計算機智能識別技術(shù)相結(jié)合的方法進行目標源搜索。
3 展望
隨著應(yīng)用化需求及國家政策的大力支持,我國將陸續(xù)發(fā)射高分系列后續(xù)遙感衛(wèi)星,各研究單位也將發(fā)射自主的商業(yè)化遙感小衛(wèi)星,數(shù)據(jù)分辨率及質(zhì)量將大幅度提高,為災(zāi)害應(yīng)急提供了重要的數(shù)據(jù)來源。同時在衛(wèi)星遙感產(chǎn)業(yè)化的時代中,隨著各種技術(shù)力量(如:數(shù)據(jù)處理、GIS、數(shù)據(jù)庫、云技術(shù)等)的發(fā)展與注入,為遙感衛(wèi)星在災(zāi)害處理中的應(yīng)用提供了新的技術(shù)支持。這都將為災(zāi)害應(yīng)急監(jiān)測提供非常有力的輔助決策信息。
參考文獻
篇7
關(guān)鍵詞 遙感技術(shù);水土保持;動態(tài)監(jiān)測;流程
中圖分類號 S157.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2017)04-0226-02
Abstract With the progress and popularization of science and technology,application scope of remote sensing technology is more and more widely,especially the application of remote sensing satellite image with high spatial resolution has been promoted.In dynamic monitoring of preventing soil erosion,planning and management of soil and water conservation,its application has become more and more perfect.The paper expounded the main features and functions of the remote sensing dynamic soil and water conservation monitoring technology,analyzed the main processes,in order to provide references.
Key words remote sensing technology;water and soil conservation;dynamic monitoring;process
遙感技術(shù)是一門新興現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),其應(yīng)用范圍越來越廣,尤其是對高空間分辨率的遙感衛(wèi)星影像信息的應(yīng)用已經(jīng)進入推廣化,高空間分辨率的遙感衛(wèi)星影像信息在防止水土流失的動態(tài)監(jiān)測、水土保持的規(guī)劃治理方面的應(yīng)用已經(jīng)日趨完善,其廣角宏觀、快速真實的優(yōu)勢是其他技術(shù)不可比擬的,已成為水土流失監(jiān)測的重要手段之一[1]。當前,隨著遙感影像資源的不斷豐富、處理技術(shù)的日臻完善,影像覆蓋得快而廣,遙感技術(shù)在水土保持監(jiān)測任務(wù)中已經(jīng)越來越受到認可和重視。
1 遙感動態(tài)水土保持監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的主要特點及功能
1.1 主要特點
遙感動態(tài)水土保持監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的主要特點:首先是方法靈活多樣,可以用目視判讀,也可以應(yīng)用計算機圖像處理,還可以把兩者結(jié)合起來綜合運用;其次是監(jiān)測的空間尺度極其廣闊,小至某一流域,大至一個省份甚至全國;最后是監(jiān)測的時間先后跨度大,短自一年或幾年的變化,長至數(shù)十年的變化。遙感影像主要應(yīng)用于監(jiān)測水土流失的先后變化,地方實施人工器械實施水土保持調(diào)查數(shù)據(jù)的真實度、準確性,還有對水利系統(tǒng)水土保持規(guī)劃的執(zhí)行情況和進展情況進行有效真實的監(jiān)督,為生態(tài)環(huán)境建設(shè)決策提供科學(xué)依據(jù)[2]。
1.2 主要功能
遙感動態(tài)水保監(jiān)測的功能具體包括:面蝕程度監(jiān)視、溝蝕程度監(jiān)視,水文要素結(jié)構(gòu)監(jiān)視、水土流失成因數(shù)據(jù)集約與分析、未來水土流失危害程度預(yù)測,在此基礎(chǔ)上對水土保持的因素進行分析,主要有土壤種類劃分、土壤侵蝕類型劃分、侵蝕強度分類、地貌類型區(qū)劃、母巖類型區(qū)劃、植被蓋度分析、坡度屬性定性等。
2 遙感動態(tài)水保監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的主要流程
2.1 遙感動態(tài)水保監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的資料提取與收集方式
水土保持的實踐證明:水土保持、水土流失的發(fā)展變化其實是一個時空變化的過程,遙感動態(tài)水保監(jiān)測及評估必須根據(jù)目的的不同而采用各異的收集尺度。總的說來,氣象衛(wèi)星影像的監(jiān)測具有時間分辨率極高、監(jiān)測范疇極大、數(shù)據(jù)處理費用較低的特性,不足之處是空間分辨率較低且所收集反映的信息是大范圍的地域混合。因此,氣象衛(wèi)星影像的監(jiān)測適用于大范圍、覆蓋率、傾斜坡度、地表組成物質(zhì)比較一致均勻的區(qū)域。與之相反的是,資源衛(wèi)星卻具有氣象衛(wèi)星不具備的特性,其波段多、時相多,具有極高的空間分辨率,可獲取收集更精確、更真實的地表特征與信息,為水土流失狀態(tài)信息提取、類比模型分析提供準確的數(shù)據(jù)支持。其弱點是,對某一個地區(qū)的重復(fù)觀測周期較長,急需提取資料的關(guān)鍵時期難以得到所需的資料信息。因此,在水土保持實踐中,為了同時滿足水保監(jiān)測的時間分辨率、空間分辨率的要求,則需將不同來源的信息(遙感、非遙感)進行重組復(fù)合,可以大大提高水保監(jiān)測的數(shù)據(jù)源的精準度、精確度[3]。
2.2 應(yīng)用遙感動態(tài)水保監(jiān)測技術(shù)提取土壤侵蝕信息
遙感動態(tài)水保監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用提取土壤侵蝕信息主要是以衛(wèi)星影像為主要信息來源,把1/10萬地形圖和1/25萬數(shù)字化地圖作為基本底圖,樣區(qū)調(diào)查以1/10 000和1/50 000地形圖為工作底圖,同時可以結(jié)合各種專業(yè)圖件(采用地質(zhì)、地貌、植被、土壤、土地利用等圖件)、水文氣象資料及其他統(tǒng)計資料,采用專業(yè)化遙感圖像處理技術(shù)、計算機輔助人機交互解譯技術(shù)、GIS空間分析技術(shù)等科技手段,同時將野外路線調(diào)查、典型樣方調(diào)查與建立解譯標志結(jié)合起來,并利用多光V、多源圖像處理技術(shù)及其專家的經(jīng)驗分析,達到對土壤侵蝕類型、土壤侵蝕級別、地表組成物質(zhì)匯集、水土保持分區(qū)、覆蓋率、坡度等土壤侵蝕信息進行客觀真實的提取。
2.3 應(yīng)用遙感動態(tài)水保監(jiān)測技術(shù)提取土地利用變化信息
遙感動態(tài)水保監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用主要是對不同時相土地信息的遙感數(shù)據(jù)進行組合、融合,用來提取土地利用的變化資源信息,同時與實地調(diào)查、變更詳查等數(shù)據(jù)進行比對,對監(jiān)測到的變化信息進行逐一核查,并對重點區(qū)域的土地圖斑進行逐個比對,非重點區(qū)域?qū)嵤┙y(tǒng)計比較的檢查方法,對提取的信息結(jié)果進行反復(fù)核查和修改,直到達到要求的精度為止。最終將生成的不同格式的水土流失專題數(shù)據(jù)報表,經(jīng)過統(tǒng)計分析來預(yù)測未來一個時期內(nèi)水土流失變化動向[4]。
3 遙感動態(tài)水保監(jiān)測應(yīng)用的精度評定與監(jiān)測結(jié)果分析
遙感動態(tài)水保監(jiān)測精準度的高低是衡量水保監(jiān)測科學(xué)性的關(guān)鍵技術(shù)指標,其中監(jiān)測技術(shù)方法、信息來源是監(jiān)測精準度高低的兩大主要因素。在實測過程中,要應(yīng)用最新最近的土地利用現(xiàn)狀圖和應(yīng)用器進行實地實測,對于面積較小的試驗區(qū)域,要同時針對5個像元以上的變化信息圖斑逐一進行檢查并實施精準定位;對于面積較大的監(jiān)控區(qū)域,要實施抽樣核查,然后對動態(tài)變化圖斑的屬性、面積大小、精度比較等數(shù)據(jù)進行客觀統(tǒng)計。遙感動態(tài)水保監(jiān)測是充分利用了遙感的多傳感器、多時相的特性,對不同時相在同一區(qū)域的遙感數(shù)據(jù)進行變化信息的收集與提取。遙感監(jiān)測的時相周期性和變化連續(xù)性為動態(tài)水保監(jiān)測提供了基礎(chǔ)性的條件。利用周期內(nèi)收集的實時遙感圖像,對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)土壤侵蝕強度的年度變化進行真實客觀監(jiān)測,最后得出土壤侵蝕總量、年周期變化趨勢、植被覆蓋率動態(tài)變化、工程措施治理的效果、生物措施治理的效果,最終用此結(jié)果對某一區(qū)域的水土流失程度、生態(tài)環(huán)境惡化程度提出警戒或劃出紅線。
4 應(yīng)用遙感動態(tài)水保監(jiān)測的意義
應(yīng)用遙感動態(tài)水保監(jiān)測新技術(shù),對水土保持進行真實的動態(tài)監(jiān)測,利用已經(jīng)貯存的土地利用數(shù)據(jù)、水保監(jiān)測數(shù)據(jù)及圖件、近期衛(wèi)星遙感信息,在GPS和GIS的雙重支持下,對水土保持、水土流失進行有效的動態(tài)監(jiān)測,準確掌握水土保持的最新動態(tài)變化,將空間遙感數(shù)據(jù)、其他測量數(shù)據(jù)進行比對和綜合,大幅度提高了遙感技術(shù)在水土保持信息化應(yīng)用中的高度,為政府制定水土保持治理政策、各級領(lǐng)導(dǎo)宏觀決策、水土流失監(jiān)督執(zhí)法、完善水土保持規(guī)劃、提出水土流失治理等提供科學(xué)、準確的依據(jù),是水土保持工程由傳統(tǒng)向現(xiàn)代轉(zhuǎn)變的重要舉措。
5 參考文獻
[1] 新玉,楊元輝.我國水土保持小流域綜合治理模式研究[J].水土保持特刊,2011(12):58-61.
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篇8
關(guān)鍵詞: 遙感技術(shù);測繪技術(shù);遙感監(jiān)測
中圖分類號:TP7 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2012)1020114-01
0 引言
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,人類生存環(huán)境的變化和日益激烈的國際競爭,對自然和太空資源的開發(fā)和爭奪利用已成為影響人類發(fā)展進程的重要因素。遙感正是為滿足這樣的需求而產(chǎn)生的一門綜合性技術(shù)。數(shù)字化測繪技術(shù)是伴隨著計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展以及測量儀器的智能化而發(fā)展起來的的一門新興的技術(shù)。它標志著我國測繪技術(shù)的進一步發(fā)展與壯大。本文圍繞遙感技術(shù)在數(shù)字化測量中的特點進行了簡要的探討。
1 遙感技術(shù)概述
遙感技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字化測繪,可以快速制作高質(zhì)量地圖,滿足社會各方面需求。遙感技術(shù)的涵義遙感,顧名思義,就是從遙遠處感知,泛指各種非接觸的、遠距離的探測技術(shù)。也就是利用地面上空的飛機、飛船、衛(wèi)星等飛行物上的遙感器收集地面數(shù)據(jù)資料,并從中獲取信息,經(jīng)記錄、傳送、分析和判讀來識別地物。遙感由空基系統(tǒng)、地基系統(tǒng)和研究技術(shù)支持系統(tǒng)組成。獲取數(shù)據(jù)資料范圍大,獲取信息速度快、周期短,獲取信息受條件限制少,獲取信息的手段多,信息量大等都是遙感技術(shù)所具有的特點。
2 遙感技術(shù)的發(fā)展
遙感包括衛(wèi)星遙感和航空遙感,航空遙感作為地形圖測量的重要手段已在實踐中得到了廣泛的應(yīng)用,衛(wèi)星遙感用于測圖也正在研究之中并取得一些意義重大的成果,基于遙感資料建立數(shù)字地面模型進而應(yīng)用于測繪工作已獲得了較多的應(yīng)用。自20世紀初萊特兄弟發(fā)明人類歷史上第一架飛機起,航空遙感就開始了它在軍事上的應(yīng)用,從1972年第一顆地球資源衛(wèi)星發(fā)射升空以來,美國、法國、俄羅斯、歐空局、日本、印度、中國等國家都相繼發(fā)射了眾多對地觀測衛(wèi)星。遙感信息獲取技術(shù)已從可見光發(fā)展到紅外、微波:從單波段發(fā)展到多波段、多角度、多極化;從空間維擴展到時空維;從低分辨率發(fā)展到高分辨率甚至超高分辨率。遙感平臺有地球同步軌道衛(wèi)星、太陽同步衛(wèi)星、太空飛船、航天飛機、探空火箭,并且還有高、中、低空飛機、升空氣球和無人飛機等:傳感器有框幅式光學(xué)相機,縫隙、全景相機、光機掃描儀、光電掃描儀、CCD線陣、面陣掃描儀、微波散射計、雷達測高儀、激光掃描儀和合成孔徑雷達等,它們幾乎覆蓋了可透過大氣窗口的所有電磁波段。
3 數(shù)字化測量技術(shù)的優(yōu)勢
1)通過計算機模擬的方式,在屏幕上生動直觀地反映出地貌、地形特征及地籍等要素,圖像清晰明了,基本可彌補、甚至改變傳統(tǒng)產(chǎn)品符號、線條、文字、數(shù)字、等非具一定專業(yè)知識才能認知的不足和缺陷。
2)數(shù)字化測量產(chǎn)品在使用、維護甚至更新方面都體現(xiàn)出了方便快捷的特點,能隨時保持產(chǎn)品信息的現(xiàn)勢性,可隨時補充完善,隨時出提供使用新圖。
3)按照用戶的需要的不同,可對產(chǎn)品的各種要素數(shù)據(jù)進行再加工,得到圖件的用途也就不同,并且還可以任意對圖形進行縮放和拼接,使用起來更加廣泛。
4)利用地形、地籍等數(shù)字化的測量成果,作為底圖在計算機上進行各種設(shè)計與規(guī)劃,在進行許多方案的設(shè)計與比較時顯得非常方便,對各種要素的匯總統(tǒng)計及疊加分析也做到了準確方便。計算機的合理使用也大大提高了測繪作業(yè)的效率,且規(guī)范化程度、自動化程度、科學(xué)化程度、數(shù)字化測繪產(chǎn)品的應(yīng)用水平也將得到提高。由此不難看出,數(shù)字化測繪符合現(xiàn)代社信息會的要求,是現(xiàn)代測繪的重要發(fā)展方向。因此,以傳統(tǒng)測繪為主的專業(yè)測繪單位要以發(fā)展數(shù)字化測繪技術(shù)作為單位發(fā)展的方向與目標。
4 遙感技術(shù)在數(shù)字化測量中的應(yīng)用
4.1 土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測
在2009年,我國所應(yīng)用的遙感技術(shù)主要是確保在調(diào)查土地數(shù)據(jù)過程當中的現(xiàn)勢性問題。一般情況下,國土資源在審批以后所負責(zé)監(jiān)管的工程,也就是在遙感監(jiān)測一張圖的建設(shè)工程開始時,主要是為了結(jié)合第二次的全國統(tǒng)一土地調(diào)查時點底圖的生產(chǎn),一般在生產(chǎn)覆蓋所有遙感正射影像圖的基本條件下,最為重要的就是要達到全國統(tǒng)一覆蓋的監(jiān)測系統(tǒng)。所謂建設(shè)的遙感監(jiān)測工程則是在每年都必須要達到先進的遙感影像全覆蓋建設(shè)以及土地變化信息的重要提取功能,從而在日后進行調(diào)查變更與核查時提供了較為便利的條件基礎(chǔ),此外還可以確保實現(xiàn)土地數(shù)據(jù)達到一定的真實性與現(xiàn)勢性的目的,進一步提高建設(shè)土地資源監(jiān)管系統(tǒng)的重要作用。
現(xiàn)在所應(yīng)用的遙感技術(shù)主要是針對變更土地的調(diào)查以及動態(tài)監(jiān)測等,所以他們可以統(tǒng)稱為土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測。這種監(jiān)測一般主是對利用土地的調(diào)查數(shù)據(jù)和圖件作為調(diào)查的基礎(chǔ),再通過處理遙感圖像以及它的識別技術(shù),并且在遙感圖像所顯示的圖面上再進行提取變動的具體信息,以實現(xiàn)對土地變化可以及時地進行監(jiān)測,也可以對其進行客觀和直接的定期監(jiān)測。這種監(jiān)測手段是不同于其它監(jiān)測的,由于遙感監(jiān)測的精度較高,并且速度快,所監(jiān)測的范圍也較廣,因此它可以精確的測量出國土資源管理的事實影像的,并且也最為基礎(chǔ)的信息管理做出動態(tài)監(jiān)測的結(jié)果。在現(xiàn)階段,由于遙感技術(shù)在隨著不斷的進步發(fā)展,而影像的分辨率也在跟隨不斷的有所提高,在計算機技術(shù)以及處理信息技術(shù)等方面的技術(shù)與日俱增,從而也就促使了土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測的技術(shù)有所提高,在應(yīng)用方面也得到了較為廣泛的推廣。
4.2 應(yīng)用遙感技術(shù)的方法制地籍圖
制作遙感地籍圖,主要就是在利用計算機的制圖環(huán)境,通過應(yīng)用遙感所編制的資料再制作出所需要的地籍圖,同時,這也是利用遙感信息在研究地理以及測繪制圖過程當中最為重要的一個應(yīng)用。在應(yīng)用遙感技術(shù)用來制圖的主要流程一般表現(xiàn)在幾個方面:1)必須要選用較為合適的影像源,因為在不同數(shù)據(jù)源的表現(xiàn)下會體現(xiàn)出不同的特征。當前,我們普遍應(yīng)用的遙感影像大概分為SPOT、QuickBird、Landsat-TM等。2)應(yīng)選用某一種遙感軟件對其影像進行分析,并且糾正影像的配準問題。3)融合于遙感影像當中,主要是通過與影像的融合技術(shù),突出當中應(yīng)用較高的分辨率,從而確保光譜的主要特征。此外,還可以對融合以后的影像對其做線性拉伸以及灰度變換等一些增強的處理,用以加強圖像的清晰度和對比度,出更為突出細節(jié)部分。第四,在應(yīng)用目視解譯以及踏勘實地二者相結(jié)合的方法,可以把不同地物的不同形狀以及在不同區(qū)域范圍上可以從影像當中進行提取,也就是形成一定的矢量文件。
5 結(jié)語
數(shù)字化的測繪工作是極其繁瑣的,只有采取一定的科技手段才能提高工作效率,及時完成任務(wù)。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展,給測繪工作帶來了不少便利,隨著計算機技術(shù)以及GPS等技術(shù)的日臻完善,遙感技術(shù)應(yīng)用于測繪領(lǐng)域也日趨成熟,相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進步,遙感技術(shù)的應(yīng)用水平將步入一個全新的臺階。
參考文獻:
篇9
第二章 、概述
第一節(jié)、研究背景
第二節(jié)、影像融合的定義
第三節(jié)、影像融合的層次
第四節(jié)、影像融合的必要性
第五節(jié)、影像融合的過程
第三章、影像融合的方法
第四章、影像融合的一般方法
第一節(jié)、 典型方法介紹
1、 象元加權(quán)法
2、 HIS變換
3、 PCA變換
4、 高通濾波法
5、 小波變換法
第四章、影像融合的應(yīng)用
第一節(jié)、 SPOT衛(wèi)星參數(shù)
第二節(jié)、 Landsat TM 衛(wèi)星參數(shù)
第三節(jié)、 SPOT與Landsat TM影像融合的優(yōu)勢
第一章 摘要
多源遙感影像數(shù)據(jù)融合是當前遙感應(yīng)用研究領(lǐng)域中一個很重要 的尚未成熟的研究方向,本文在全面分析和總結(jié)現(xiàn)有的文獻和研究成果的基礎(chǔ)上,提出了多源遙感影像數(shù)據(jù)融合的定義,探討了多源遙感影像數(shù)據(jù)融合的層次、模型、結(jié)構(gòu)及其特點;歸納總結(jié)了多源遙感影響數(shù)據(jù)融合技術(shù)。
本文研究和討論了象元級影像融合的概念、基本過程、 對影像融合質(zhì)量的評價,不同的應(yīng)用有著不同的評價標準。本文的融合目的是為了在提高多光譜影像分辨率的同時保持色調(diào)不變,從另一個角度理解為在已知低分辨率多光譜影響和高分辨率全色影像的基礎(chǔ)上,模擬生成高分辨率多光譜影像。
數(shù)據(jù)融合的早期研究大多著重于增強計算能力和有效組合數(shù)據(jù)的具體方法,并且這些研究主要是基于軍事應(yīng)用背景,所以很長時間內(nèi)其技術(shù)一直處于封閉狀態(tài)。隨著現(xiàn)代空間、微電子、光學(xué)、計算機和信息處理技術(shù)空前迅猛的發(fā)展,衛(wèi)星遙感技術(shù)取得了巨大的效益和成就,日益深刻的影響著世界各國的經(jīng)濟、政治、社會和軍事等各個領(lǐng)域。20世紀60年代末,自美國發(fā)射第一顆地球資源衛(wèi)星以來,遙感衛(wèi)星的地面分辨率越來越高,獲取的信息量越來越大,軍用與民用的界限也越來越模糊。隨著研究的深入和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大,有關(guān)這方面的研究內(nèi)容及成果逐漸披露于各種學(xué)術(shù)會議和公開文獻中。
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篇10
關(guān)鍵詞:測繪衛(wèi)星;原始碼流;信息管理
中圖分類號:P237
隨著遙感和航天技術(shù)的不斷發(fā)展,高分辨率遙感測繪衛(wèi)星的數(shù)量不斷增加,應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛,衛(wèi)星拍攝的影像數(shù)據(jù)也呈幾何基數(shù)增長,達到了GB、TB甚至是PB的級別,因此,對海量影像數(shù)據(jù)的高效組織、管理已顯得越來越重要[1]。衛(wèi)星地面接收站所接受的衛(wèi)星直接下傳的數(shù)據(jù)是其中最重要、最核心的數(shù)據(jù),本文稱之為原始碼流數(shù)據(jù),更高等級的影像產(chǎn)品均是由原始碼流數(shù)據(jù)生產(chǎn)形成,因此,對這些數(shù)據(jù)的管理是一項重要且有挑戰(zhàn)的工作。
1 設(shè)計目的
為對日益增長的原始碼流數(shù)據(jù)進行有效管理,本文設(shè)計了一種信息管理系統(tǒng),該系統(tǒng)能對原始碼流數(shù)據(jù)各類參數(shù)信息進行組織管理,并能對部分統(tǒng)計工作自動化處理,提高了生產(chǎn)效率,同時能夠?qū)崿F(xiàn)對影像產(chǎn)品的初步質(zhì)量檢測及歷史信息查詢等功能。
1.1 影像產(chǎn)品生產(chǎn)的一般流程
測繪衛(wèi)星影像產(chǎn)品的生產(chǎn)流程一般包括如下流程:地面站接收采集原始碼流數(shù)據(jù)―磁盤陣列臨時存儲―生產(chǎn)更高等級影像產(chǎn)品―原始碼流數(shù)據(jù)備份(轉(zhuǎn)存盤陣、磁帶刻錄等方式),如圖1所示:
圖1 影像產(chǎn)品生產(chǎn)的一般流程
1.2 實現(xiàn)思路
本系統(tǒng)在win7系統(tǒng)下采用C#編程實現(xiàn),編程環(huán)境采用Microsoft Visual Studio 2010,系統(tǒng)主要由用戶界面與各功能模塊組成,主界面菜單中可以修改參數(shù)設(shè)置,主要包括原始碼流數(shù)據(jù)存放的目錄、網(wǎng)絡(luò)盤陣、服務(wù)器等的IP地址、端口號等,達到對數(shù)據(jù)文件讀取分析的目的,用戶界面如圖2所示。
圖2 用戶界面
2 系統(tǒng)功能
基于衛(wèi)星原始碼流數(shù)據(jù)的重要性,在地面站接收到衛(wèi)星下傳的數(shù)據(jù)后一般要進行各類參數(shù)統(tǒng)計,以便于后期數(shù)據(jù)再查詢生產(chǎn);同時,在對原始碼流數(shù)據(jù)進行生產(chǎn)后,需進行影像產(chǎn)品的初步質(zhì)量檢測,若符合質(zhì)量要求,則進一步生產(chǎn)更高級別的影像產(chǎn)品;為方便日后數(shù)據(jù)重生產(chǎn),需要提供歷史信息查詢功能,該系統(tǒng)主要實現(xiàn)上述功能模塊。
2.1 參數(shù)自動化統(tǒng)計
當?shù)孛娼邮照静杉叫l(wèi)星下傳的原始碼流數(shù)據(jù)后,為便于管理,需記錄一圈次數(shù)據(jù)的各類參數(shù),如攝影時間、數(shù)據(jù)量大小、數(shù)據(jù)來源等;同時,在原始碼流數(shù)據(jù)解壓、解密、成像過程中,需統(tǒng)計誤碼率、記錄遙測數(shù)據(jù)等,為此,該系統(tǒng)設(shè)計自動化統(tǒng)計功能,以降低人工工作量,最后記錄進后臺數(shù)據(jù)庫以后備查。
2.2 質(zhì)量監(jiān)測
質(zhì)量評價是影像成產(chǎn)過程中不可或缺的環(huán)節(jié),通過對產(chǎn)品數(shù)據(jù)進行分析、測試和評估,可以進一步調(diào)節(jié)算法參數(shù),使整個成像處理過程得到優(yōu)化。目視判讀不能完全客觀地理解圖像的質(zhì)量信息,客觀方法則以一系列的指標進行定量評價,目前常用客觀評價法有信息熵法、方差法、信噪比、信息容量、清晰度、平均剃度、偏差指數(shù)、相關(guān)系數(shù)等等一系列的指標[2],本文主要研究對原始碼流數(shù)據(jù)和初級影像產(chǎn)品的初步質(zhì)量檢測。
原始碼流一般采用采用空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會(CCSDS)編碼算法,具有固定的格式,如圖3所示,因此對原始碼流數(shù)據(jù)的質(zhì)量檢測主要是判斷幀同步頭是否正確以及后面數(shù)據(jù)是否連續(xù),通過對同步信息搜索,定位同步字和輔助信息的位置,檢查這些信息段,以確定數(shù)據(jù)質(zhì)量是否正常[3]。
圖3 CCSDS編碼格式
測繪衛(wèi)星影像產(chǎn)品一般根據(jù)包含參數(shù)信息分為不同級別產(chǎn)品,并且是逐級生產(chǎn)的,以天繪衛(wèi)星產(chǎn)品為例,分級如表1所示:
表1 天繪衛(wèi)星影像產(chǎn)品介紹
對初級影像產(chǎn)品的質(zhì)量檢測本文主要采用數(shù)據(jù)量對比的方法進行,以發(fā)現(xiàn)原始碼流質(zhì)量問題或生產(chǎn)流程的故障,由于影像數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)一般采用CCSDS編碼及固定的加密壓縮算法,在成像過程中,數(shù)據(jù)在解壓解密等處理后的數(shù)據(jù)量是以按照一定的算法比例釋放的,因此,通過計算成像后的數(shù)據(jù)與原始碼流的數(shù)據(jù)量對比可初步檢測成像是否正常。
2.3 信息查詢
在影像產(chǎn)品生產(chǎn)過程中,經(jīng)常需要對某圈次數(shù)據(jù)再生產(chǎn)或查詢某圈次數(shù)據(jù)的各類參數(shù),為此,該信息管理系統(tǒng)提供查詢功能,可使用常用約束條件進行查詢,如攝影計劃號、采集時間、攝影時間段、衛(wèi)星代號等,如圖4所示。
圖4 查詢功能界面
3 結(jié)束語
本文提出了一種測繪衛(wèi)星原始碼流數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)的設(shè)計方法,可以對原始碼流數(shù)據(jù)信息進行有效組織管理,并提供參數(shù)自動統(tǒng)計、影像產(chǎn)品初步質(zhì)量監(jiān)測、歷史信息查詢等功能,工作實踐證明,該方法可以有效提高工作效率。
參考文獻:
[1]王華斌,唐新明,李黔湘.海量遙感影像數(shù)據(jù)存儲管理技術(shù)研究與實現(xiàn)[J].測繪科學(xué),2008(11).
[2]蒲德祥,胡艷,董竹.衛(wèi)星遙感數(shù)字產(chǎn)品質(zhì)量評價方法研究[J].測繪與空間地理信息,2013(03).
[3]楊仁忠,石璐,韋宏衛(wèi),林波濤.遙感衛(wèi)星原始數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)研究.第二十三屆全國空間探測學(xué)術(shù)交流會,2010.