緒論:寫(xiě)作既是個(gè)人情感的抒發(fā),也是對(duì)學(xué)術(shù)真理的探索,歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇遙感技術(shù)的用途范文,希望它們能為您的寫(xiě)作提供參考和啟發(fā)。
中圖分類(lèi)號(hào):P407.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
一、遙感圖像處理技術(shù)
遙感圖像處理主要包括預(yù)處理、幾何糾正、圖像增強(qiáng)、圖像裁剪、圖像鑲色和勻色、遙感信息提取、遙感制圖這幾個(gè)步驟。其中預(yù)處理主要是消除傳感器帶來(lái)的圖像問(wèn)題,某些圖像會(huì)由于傳感器的問(wèn)題出現(xiàn)周期性的噪聲或者尖銳性噪聲。一般用帶通或者槽型濾波來(lái)消除周期性噪聲,用傅里葉變換法濾波處理尖銳性噪聲。壞線(xiàn)處理也是通過(guò)傅里葉變換法。在進(jìn)行一些有效的薄云處理和陰影處理使圖像盡量清晰;幾何糾正是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié),主要有圖像配準(zhǔn)和幾何粗、細(xì)糾正、正射糾正。配準(zhǔn)包括兩個(gè)方面影響對(duì)柵格圖像配準(zhǔn)和矢量圖形配準(zhǔn),粗糾正指糾正幾何畸形,根據(jù)傳感器性能、土地運(yùn)行姿態(tài)、大氣狀況等資料,細(xì)糾正是對(duì)遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)的地理定位,正射糾正是利用地理參考數(shù)據(jù)和數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)對(duì)原始遙感影像進(jìn)行糾正。使得遙感影像具有準(zhǔn)確的地面坐標(biāo)和投影信息;最重要的部分是圖像增強(qiáng)部分,需要彩色合成、直方圖變換、密度分割、灰度顛倒、圖像間運(yùn)算、濾波處理、纓帽變換、信息融合等過(guò)程,每個(gè)過(guò)程都對(duì)地籍的狀況更加細(xì)化處理,使圖像更真實(shí);圖像裁剪是將所得到的圖像裁剪成需要的大小,在地籍測(cè)繪中要研究哪一部分的地域就裁剪那一部分的就可以了;圖像的鑲嵌和勻色,鑲嵌就是圖像的拼接,然后再結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行勻色;遙感信息提取有兩種辦法,目視判讀法和計(jì)算機(jī)分類(lèi)法,前者比較常用,還要根據(jù)需要對(duì)圖像進(jìn)行分類(lèi)有監(jiān)督分類(lèi)和非監(jiān)督分類(lèi)以及其他的分類(lèi)方法,以便于使用;最后一步就是遙感制圖,在地籍測(cè)繪中,就需要將經(jīng)過(guò)以上步驟處理的圖形,根據(jù)工作的需要,得出需要的圖像。
地籍測(cè)繪應(yīng)用遙感圖像
遙感技術(shù)在地籍測(cè)繪中主要是動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)用,計(jì)算機(jī)技術(shù)和遙感技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展,地籍測(cè)繪事業(yè)借助這兩方面的力量也得到了提高。GPS定位技術(shù)給地籍測(cè)繪提供了很大的幫助。在動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的幫助下,以數(shù)字和圖像為基礎(chǔ),再加上計(jì)算機(jī)的力量,得到遙感圖像,來(lái)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)信息,對(duì)土地情況變化全面的檢測(cè),并且將各個(gè)時(shí)期同一地域得到的情況進(jìn)行對(duì)比,得出最優(yōu)秀的圖像和數(shù)據(jù)。遙感圖像處理技術(shù)在地籍測(cè)繪中運(yùn)作流程為數(shù)據(jù)選取、數(shù)據(jù)處理、變化信息提取、檢測(cè)精度評(píng)定。地籍管理有連續(xù)性、綜合性、高精度性。所以在檢測(cè)方面精度的把控是很重要的環(huán)節(jié)。精度要求很高時(shí),就必須采用各種辦法來(lái)達(dá)到精度的要求,以得到最好的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理就是要將得到的數(shù)據(jù)化成圖像信息,更加直觀更加客觀。變化信息提取就是對(duì)土地大小、面積、類(lèi)型等方面,通過(guò)時(shí)間差,計(jì)算信息變化量,從而得出土地的變化規(guī)律;檢測(cè)精度評(píng)定,是要對(duì)那些數(shù)據(jù)和圖像需要多高的精度,以及是否達(dá)到這個(gè)精度來(lái)進(jìn)行測(cè)評(píng)并驗(yàn)證測(cè)繪水平。
在土地資源的調(diào)查中,遙感圖像處理技術(shù)同樣十分有用,對(duì)于礦產(chǎn)資源、海洋資源、水資源、旅游資源等資源的保護(hù)、管理、規(guī)劃以及合理開(kāi)發(fā)都起到了很重要的作用。當(dāng)前社會(huì)面臨著人口多、資源少、環(huán)境破壞嚴(yán)重、災(zāi)害頻發(fā)等重大問(wèn)題,要保持經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和社會(huì)的全面進(jìn)步,運(yùn)用科學(xué)方法來(lái)解決這些問(wèn)題是必要的,這些問(wèn)題無(wú)疑都牽扯到一個(gè)目標(biāo),就是土地,土地多了人口再多可以住得下可以保證他們的正常生活,土地就是資源保護(hù)好了土地就意味著保護(hù)好了著這塊土地上的所有資源,也就保護(hù)好了資源保護(hù)好了環(huán)境,環(huán)境好了可以避免的災(zāi)害例如土地沙化、泥石流等災(zāi)害就會(huì)減少,所以土地至關(guān)重要,也就意味著地籍測(cè)繪工作很重要,做好地籍測(cè)繪工作對(duì)我國(guó)的土地問(wèn)題的解決有建設(shè)性的意義。了解我國(guó)的土地狀況并且合理利用土地,保護(hù)土地資源,保護(hù)環(huán)境,改善生態(tài)建設(shè),對(duì)我國(guó)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。1999年我國(guó)國(guó)土資源部建設(shè)性地提出要實(shí)施新一輪的計(jì)劃對(duì)國(guó)土資源進(jìn)行大調(diào)查,正可以表示出國(guó)土資源部對(duì)我國(guó)的土地問(wèn)題的重視并且及時(shí)做出了的積極的反應(yīng)。國(guó)土資源包括陸地和海域相關(guān)的各類(lèi)土地資源、水資源、地質(zhì)礦產(chǎn)資源、旅游資源等資源的分布情況進(jìn)行了調(diào)查,以及地質(zhì)災(zāi)害等的多發(fā)地段、發(fā)生機(jī)理等。這其中不僅包括了大量的地理空間信息還包括了描述特征的大量信息,文字、圖像、數(shù)字等信息支持了國(guó)土資源部的調(diào)查。遙感圖像處理技術(shù)結(jié)合信息技術(shù),對(duì)國(guó)土資源的調(diào)查有很重要的作用。可以看出,遙感圖像處理技術(shù)子地籍測(cè)繪方面的應(yīng)用,不僅是對(duì)土地狀況的剖析,還對(duì)國(guó)家的發(fā)展起到了不可忽視的作用。
結(jié)語(yǔ):
地籍測(cè)繪工作在各個(gè)方面都有很重要的作用,并且這是一個(gè)很繁瑣的工作,在城市規(guī)劃與建設(shè)方面需要用到地籍測(cè)繪方面的各種數(shù)據(jù)及相關(guān)依據(jù),保證城市建設(shè)的科學(xué)性最大限度的保證人民群眾的利益,還可以利用測(cè)繪后的數(shù)據(jù)和圖像分析土地的變化,用于研究地震、地形變化等方方面面的內(nèi)容,同樣有很重要的作用。然而地籍測(cè)繪工作不是一件簡(jiǎn)單的工作,在精度方面要求很高,數(shù)據(jù)的不同用途也要求不同的精度,不同方面的需求所需要的數(shù)據(jù)與圖像也不相同,因此就需要工作人員認(rèn)真細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn),一旦有環(huán)節(jié)錯(cuò)誤將會(huì)影響整個(gè)過(guò)程無(wú)法順利完成,并且在土地變化方面有一定的認(rèn)識(shí),通過(guò)多張圖像的分析來(lái)找到地形變化的規(guī)律并且分析其是否有害,并及時(shí)匯報(bào)。遙感技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展近年來(lái)也得到很大的發(fā)展,所以遙感制圖也得到很大的提高,從數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度、及時(shí)性到制圖的高效性、準(zhǔn)確性都得到了很大地提高,所以遙感圖像處理技術(shù)為地籍測(cè)繪提供了很大的方便,利用這一項(xiàng)技術(shù),將各類(lèi)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成所需要的圖形,使工作人員可以更加直觀更加有效地得出土地的相關(guān)數(shù)據(jù)并觀測(cè)到土地的變化,然而這一過(guò)程需要很多的技術(shù)處理,因此技術(shù)上要求很高,需要確保精準(zhǔn)度,質(zhì)量要求必須達(dá)標(biāo)。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展,遙感事業(yè)的發(fā)展,遙感圖像處理技術(shù)更加精準(zhǔn),因此在地籍測(cè)繪上應(yīng)用此技術(shù),使得地測(cè)繪工作更好地服務(wù)與人類(lèi)。
參考文獻(xiàn):
中圖分類(lèi)號(hào):TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-3044(2014)34-8328-02
近年來(lái),遙感技術(shù)成幾何增長(zhǎng)發(fā)展,光學(xué)、熱紅外等各類(lèi)衛(wèi)星傳感器在對(duì)地觀測(cè)方面得到了廣泛的應(yīng)用,同一地區(qū)獲取的多光譜、多時(shí)相、多分辨率衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)越來(lái)越多,我們將這一類(lèi)的數(shù)據(jù)統(tǒng)稱(chēng)為多源衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)。多源衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)相對(duì)于單一的遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)提供了互補(bǔ)、冗余和合作等特性。
利用衛(wèi)星遙感影像進(jìn)行土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)已經(jīng)應(yīng)用的越來(lái)越廣泛,其研究主要包括:土地利用動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè),解決土地利用變化率、變化的地點(diǎn)及其變化空間的范圍,還有環(huán)境等對(duì)土地利用變化的影響等。常規(guī)的技術(shù)方法有:采用空間分辨率和時(shí)間分辨率不同的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù),獲取土地利用變化的時(shí)間序列和空間范圍等數(shù)據(jù),與此同時(shí)借以非遙感數(shù)據(jù)的輔助,比如地面調(diào)查數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等進(jìn)行綜合分析。
20世紀(jì)末,多源遙感影像融合的應(yīng)用發(fā)展,對(duì)進(jìn)一步測(cè)量土地利用的動(dòng)態(tài)變化已成為全球遙感界主要研究課題之一。單一傳感器的遙感資料由于各種條件的限制,已經(jīng)難以滿(mǎn)足對(duì)區(qū)域土地利用動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)的需求,利用影像融合技術(shù)將來(lái)自不同傳感器的影像信息融合后產(chǎn)生新的影像已成為一種趨勢(shì)。
1 多源衛(wèi)星數(shù)據(jù)
1.1航空遙感
先進(jìn)的航拍遙感技術(shù)主要利用無(wú)人機(jī)。無(wú)人駕駛飛機(jī) (Unmanned aerial vehicle),是一種可控制、能攜帶多種任務(wù)設(shè)備、執(zhí)行多種任務(wù),并能重復(fù)使用的無(wú)人駕駛航空器。自控的微型無(wú)人駕駛飛機(jī)攜帶專(zhuān)業(yè)的數(shù)碼相機(jī),能夠構(gòu)建成區(qū)別于傳統(tǒng)航空遙感的“微型航空遙感系統(tǒng)”,與傳統(tǒng)的衛(wèi)星遙感相比具有更高的機(jī)動(dòng)靈活性,并可在云層下飛行,有效的避免了云的影響,增強(qiáng)了遙感影像的時(shí)效性,不受重訪(fǎng)周期的限制,同期能夠獲取高空間分辨率的遙感影像;無(wú)人機(jī)的這有優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越受到研究者的青睞,應(yīng)用方面也具有廣闊的前景。
徐麗華等人以寧波象山縣泗洲頭鎮(zhèn)東聯(lián)村為例,通過(guò)無(wú)人機(jī)進(jìn)行遙感航拍,結(jié)合研究區(qū)及周邊地區(qū)的地形圖,利用遙感專(zhuān)題信息提取技術(shù)對(duì)東聯(lián)村進(jìn)行用地類(lèi)型現(xiàn)狀提取;并通過(guò)實(shí)地調(diào)查研究,進(jìn)行其新農(nóng)村的規(guī)劃,從而論證無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)在新農(nóng)村規(guī)劃方面應(yīng)用的可行性和實(shí)效性。
1.2 Landsat系列衛(wèi)星
利用陸地衛(wèi)星Landsat所得到的TM等遙感圖像進(jìn)行土地利用現(xiàn)狀調(diào)查編制土地利用現(xiàn)狀遙感解譯圖結(jié)合地理信息系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)是以地圖的形式全面地系統(tǒng)地反映土地利用狀況及其分布規(guī)律的一種有效工具。
TM影像總共有七個(gè)波段, 這七個(gè)波段的信息考慮了不同地物的光譜特征及大氣影響,所以這些波段的選擇過(guò)程和結(jié)果本身就是對(duì)影像的一種優(yōu)化。在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中,應(yīng)該根據(jù)具體的研究對(duì)象特征確定分類(lèi)的波段和分類(lèi)的數(shù)目。以往的研究表明, 除了第6波段外,其它波段反映的地表光譜信息量最豐富。所以以多時(shí)相的TM數(shù)據(jù)為主要信息源并結(jié)合其他資料開(kāi)展城市土地利用變化遙感監(jiān)測(cè)研究具有一定的科學(xué)意義和應(yīng)用前景。
1.3 SPOT系列衛(wèi)星
SPOT-5衛(wèi)星于2002年5月發(fā)射升空。與前幾顆衛(wèi)星相比, SPOT-5在性能上做了巨大的改進(jìn), 能夠?yàn)檠芯空咛峁┝烁鼮樨S富、可靠、動(dòng)態(tài)的地表信息資源。SPOT-5衛(wèi)星遙感影像的空間分辨率最高為2. 5m,其傳感器能夠完成前后模式實(shí)時(shí)獲取立體影像;它在運(yùn)營(yíng)性能、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和傳輸?shù)确矫嬉捕加辛孙@著的提高。
經(jīng)處理后的SPOT衛(wèi)星遙感影像能滿(mǎn)足土地利用動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)的需求。利用SPOT衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)的幾何校正、影像增強(qiáng)和預(yù)分類(lèi)等處理,結(jié)合統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和實(shí)地的抽樣調(diào)查,可以在綜合分析實(shí)地調(diào)查資料的基礎(chǔ)上,準(zhǔn)確的獲取研究區(qū)內(nèi)的衛(wèi)星遙感影像解譯標(biāo)志。然后根據(jù)對(duì)衛(wèi)星遙感影像的計(jì)算機(jī)自動(dòng)解譯,能確定土地利用的類(lèi)型。利用遙感影像資料結(jié)合GIS技術(shù)進(jìn)行土地利用調(diào)查,可以建立一套完善的數(shù)字化地理信息基礎(chǔ)資料,為合理利用土地資源,土地利用規(guī)劃修編等政府決策提供可靠的依據(jù)。
1.4 雷達(dá)遙感
成像雷達(dá)遙感全天候全天時(shí)工作和穿透一些地物的特點(diǎn)是其它光學(xué)成像遙感所無(wú)法相比的。目前,雷達(dá)遙感在很多領(lǐng)域得到極其廣泛的應(yīng)用。
黃明祥等針對(duì)熱點(diǎn)雷達(dá)數(shù)據(jù)ERS-2,以地處云量較多的杭州灣海涂圍墾區(qū)為研究樣區(qū),經(jīng)過(guò)幾何校正,影像的配準(zhǔn),假彩色合成等影像預(yù)處理過(guò)程,對(duì)實(shí)驗(yàn)區(qū)進(jìn)行分區(qū)后,針對(duì)不同子區(qū)的農(nóng)業(yè)土地利用類(lèi)型,分別采用非監(jiān)督分類(lèi)和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)進(jìn)行農(nóng)業(yè)土地利用分類(lèi)。研究結(jié)果表明SAR遙感數(shù)據(jù)可以替代多光譜遙感數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)土地利用調(diào)查。
當(dāng)然SAR遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用主要針對(duì)的是那些難以獲得衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的地區(qū)。經(jīng)過(guò)調(diào)查統(tǒng)計(jì),在農(nóng)作物生長(zhǎng)季,我國(guó)北方多光譜遙感數(shù)據(jù)的有效利用率僅為3%-5%,而在南方這個(gè)比率則更低僅僅只有1%-3%,但是當(dāng)SAR 以其全天時(shí),全天候的成像并對(duì)某些地物的穿透探測(cè)時(shí),SAR在對(duì)地觀測(cè)領(lǐng)域具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),其獲取數(shù)據(jù)有效率高達(dá)100%,因此可以說(shuō)SAR是對(duì)時(shí)效要求高的農(nóng)業(yè),林業(yè)等資源調(diào)查監(jiān)測(cè)應(yīng)用的最佳選擇。
2 多源遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的融合
2.1多源遙感影像融合的類(lèi)型
2.1.1 同一傳感器不同分辨率的遙感影像數(shù)據(jù)的融合
徐志紅,盛樂(lè)山等選擇法國(guó)SPOT-5的 2.5米全色衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)和10米的多光譜衛(wèi)星影像數(shù)據(jù),通過(guò)采用影像融合的方法,利用影像的紋理和光譜響應(yīng)等特征,結(jié)合土地利用現(xiàn)狀矢量圖庫(kù)完成土地利用現(xiàn)狀的調(diào)查。
2.1.2 不同傳感器的遙感影像數(shù)據(jù)的融合
許兆軍,胡娟等采用2002年和2003年SPOT 及ETM+數(shù)據(jù)在專(zhuān)業(yè)遙感軟件的輔助下利用多源遙感數(shù)據(jù)融合技術(shù)進(jìn)行土地利用變化信息提取并對(duì)變化信息進(jìn)行野外調(diào)查核實(shí) 節(jié)省了外業(yè)查找變化地塊時(shí)間提高工作效率保證調(diào)查結(jié)果的可靠性 為今后開(kāi)展土地變更調(diào)查提供了一種新的方法。
2.2多源遙感影像融合的過(guò)程
多源遙感影像融合的過(guò)程一般分為2個(gè)過(guò)程:數(shù)據(jù)預(yù)處理和影像融合,流程可用圖1來(lái)表示。
3 遙感影像分類(lèi)
3.1目視解譯法
目視解譯是信息社會(huì)中地學(xué)研究和遙感應(yīng)用的一項(xiàng)基本技能。遙感技術(shù)可以實(shí)時(shí)的、準(zhǔn)確的獲取資源與環(huán)境信息,如重大自然災(zāi)害信息等,可以全方位、全天候地監(jiān)測(cè)全球資源與環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化,為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供定性、定量與定位的信息服務(wù)。
目視解譯是遙感圖像解譯的一種,又稱(chēng)目視判讀,或目視判譯,是遙感成像的逆過(guò)程。它指專(zhuān)業(yè)人員通過(guò)直接觀察或借助輔助判讀儀器在遙感圖像上獲取特定目標(biāo)地物信息的過(guò)程。
3.2.計(jì)算機(jī)自動(dòng)分類(lèi)法
非監(jiān)督分類(lèi)與監(jiān)督分類(lèi):
非監(jiān)督分類(lèi)完全按照像元的光譜特性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分類(lèi),常常用于對(duì)分類(lèi)區(qū)沒(méi)有什么了解的情況。使用該方法時(shí)。原始圖像的所有波段都參于分類(lèi)運(yùn)算,分類(lèi)結(jié)果往往是各類(lèi)像元數(shù)大體等比例。由于人為干預(yù)較少,非監(jiān)督分類(lèi)過(guò)程的自動(dòng)化程度較高。非監(jiān)督分類(lèi)一般要經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)步驟:初始分類(lèi)、專(zhuān)題判別、分類(lèi)合并、色彩確定、分類(lèi)后處理、色彩重定義、柵格矢量轉(zhuǎn)換、統(tǒng)計(jì)分析。
監(jiān)督分類(lèi)比非監(jiān)督分類(lèi)更多地要求用戶(hù)來(lái)控制,常用于對(duì)研究區(qū)域比較了解的情況。在監(jiān)督分類(lèi)過(guò)程中,首先選擇可以識(shí)別或者借助其它信息可以斷定其類(lèi)型的像元建立模板,然后基于該模板使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別具有相同特性的像元。對(duì)分類(lèi)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)后再對(duì)模板進(jìn)行修改,多次反復(fù)后建立一個(gè)比較準(zhǔn)確的模板,并在此基礎(chǔ)上最終進(jìn)行分類(lèi)。監(jiān)督分類(lèi)一般要經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)步驟:建立模板(訓(xùn)練樣本)、評(píng)價(jià)模板、確定初步分類(lèi)圖、檢驗(yàn)分類(lèi)結(jié)果、分類(lèi)后處理、分類(lèi)特征統(tǒng)計(jì)、柵格矢量轉(zhuǎn)換。
監(jiān)督分類(lèi)比非監(jiān)督分類(lèi)具有一定的優(yōu)勢(shì),但是其產(chǎn)生的分類(lèi)結(jié)果往往也會(huì)有較多的錯(cuò)分、漏分情況發(fā)生,從而導(dǎo)致了分類(lèi)精度降低。
為了提高分類(lèi)精度,不斷有新的分類(lèi)方法出現(xiàn),有些方法因?yàn)槌绦驈?fù)雜而未得到推廣應(yīng)用。因此,在當(dāng)前的遙感技術(shù)發(fā)展的水平條件下,應(yīng)該綜合利用現(xiàn)有的多源遙感數(shù)據(jù),并結(jié)合GIS技術(shù),盡可能的提高遙感數(shù)據(jù)分類(lèi)精度。在獲取了土地利用變化的信息后,在通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析或者轉(zhuǎn)移矩陣分析等,才能理解和認(rèn)識(shí)土地利用的格局特征和演變規(guī)律。
4 討論
多源衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的融合選擇最優(yōu)融合方法時(shí)主要是針對(duì)不同的區(qū)域或自身圖像的特點(diǎn)來(lái)決定的。融合的關(guān)鍵是融合前兩幅影像的精確配準(zhǔn)以及融合方法的選擇。
多源衛(wèi)星遙感影像融合技術(shù)的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為 :
1)可增加圖像的信息利用率。
2)可提高經(jīng)融合的信息的可信度和精度。
3)可增強(qiáng)對(duì)目標(biāo)物的檢測(cè)與識(shí)別能力
4)可降低投資
多源衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的融合尚待解決的問(wèn)題是:
多光譜與多傳感器、多空間下遙感影像的融合的理論框架、模型及其算法的研究,影像的性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的確定,融合理論的精度的提高,實(shí)際應(yīng)用受不同時(shí)相影響以及計(jì)算機(jī)自動(dòng)分類(lèi)等問(wèn)題,是今后衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)融合需要努力研究的方向。
參考文獻(xiàn):
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前言
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,特別是城市建設(shè)步伐的加速,城市土地利用每年都在發(fā)生明顯的變化。傳統(tǒng)的土地利用調(diào)查需要花費(fèi)大量的人力、時(shí)間和經(jīng)費(fèi),難以適應(yīng)土地利用的這種快速變化。遙感以其覆蓋面大、信息更新快、人為干擾因素小等優(yōu)點(diǎn)已逐漸應(yīng)用到土地利用遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中。
一、遙感技術(shù)的發(fā)展及優(yōu)勢(shì)
在高空間分辨率遙感圖像上,地物的空間特征在地物識(shí)別中越來(lái)越占據(jù)主導(dǎo)地位,而在中、低分辨率圖像識(shí)別中起主要作用的色調(diào)及統(tǒng)計(jì)特征將退居次要的或輔助的地位。高光譜技術(shù)的興起與發(fā)展,使遙感從鑒別發(fā)展到對(duì)地物的直接識(shí)別。高光譜遙感的最大特點(diǎn)是可以獲得和重建像元光譜,從而依據(jù)光譜特征直接識(shí)別地物類(lèi)型、地物組成以致地物的成分,反演地物的物理、化學(xué)參量。隨著光譜分辨率的提高,地物的光譜特征在識(shí)別中越來(lái)越占據(jù)主導(dǎo)地位,工作方法則由圖像分析轉(zhuǎn)變?yōu)橐宰V分析為主的圖譜結(jié)合模式,并使遙感應(yīng)用逐漸擺脫“看圖識(shí)字”階段,而越來(lái)越依賴(lài)于對(duì)地物波譜特征的定量分析和理解。時(shí)間分辨率的提高細(xì)化了遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的時(shí)間粒度,使遙感變化檢測(cè)研究發(fā)展到對(duì)地物或現(xiàn)象演化過(guò)程的研究,序列圖像分析方法會(huì)逐漸成為新的研究熱點(diǎn)。
二、土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)
遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)主要涉及圖像預(yù)處理和土地利用變化信息提取,并相應(yīng)有圖像預(yù)處理方法和土地利用變化信息提取方法。
1、遙感圖像預(yù)處理方法
遙感圖像預(yù)處理是為了更好地提取土地利用變化信息,處理效果的好壞直接決定土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的精度。
(1)圖像的增強(qiáng)處理
將原來(lái)不清晰的圖像變得清晰或把人們感興趣的某些特征強(qiáng)調(diào)出來(lái)(同時(shí)抑制不感興趣的特征)的圖像處理方法稱(chēng)為圖像增強(qiáng)。增強(qiáng)方法有多種,如直方圖調(diào)整、直方圖線(xiàn)性擴(kuò)展、濾波及主成分分析等。但值得指出,圖像增強(qiáng)處理專(zhuān)門(mén)性很強(qiáng),不存在對(duì)所有問(wèn)題效果都好的增強(qiáng)方法。
(2)圖像幾何精度校正
這項(xiàng)工作是校正遙感圖像記錄的數(shù)據(jù)。常用的方法是一般齊次多項(xiàng)式。校正過(guò)程:先通過(guò)地面控制點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)原始遙感圖像的幾何畸變過(guò)程進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬,建立原始畸變圖像空間與幾何標(biāo)準(zhǔn)空間的數(shù)學(xué)對(duì)應(yīng)關(guān)系,再利用這種數(shù)學(xué)關(guān)系將畸變圖像空間中的全部元素轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)空間中的元素。應(yīng)當(dāng)注意所用地形圖比例尺應(yīng)接近基本監(jiān)測(cè)圖的成圖比例尺。
另外,幾何校正要注意重采樣方法選擇。重采樣實(shí)質(zhì)上是根據(jù)原始空間與標(biāo)準(zhǔn)空間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,在原始空間中取一點(diǎn)或若干點(diǎn),按一定的準(zhǔn)則組合成標(biāo)準(zhǔn)空間中對(duì)應(yīng)點(diǎn)的數(shù)值,比較準(zhǔn)確地再現(xiàn)原始圖像空間中反映的地物光譜特性。常用的重采樣方法有最鄰近法、雙線(xiàn)性差值法和三次卷積法。在這3種方法中,尤以三次卷積法為佳。
(3)不同時(shí)相、不同分辨率圖像的配準(zhǔn)
圖像配準(zhǔn)主要是指不同遙感數(shù)據(jù)源的配準(zhǔn),目的是為了清除數(shù)據(jù)間的系統(tǒng)誤差。多時(shí)相圖像間準(zhǔn)確的空間配準(zhǔn)是動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)所必需的。要得到可靠的土地利用變化結(jié)果,需極高的圖像配準(zhǔn)精度。
(4) 多光譜TM 圖像與SPOT全色圖像的融合
多光譜圖像提供豐富的地物光譜信息,全色圖像具有很高的空間分辨率,將這兩類(lèi)圖像進(jìn)行融合,可產(chǎn)生彩色高分辨率多光譜圖像――融合圖像。由于高分辨率衛(wèi)星圖像的出現(xiàn),多分辨率圖像的融合已成為重要研究領(lǐng)域。融合方法有多種,如IHS變換法、主分量變換法和小波變換法等。
2、土地利用變化信息提取方法
(1)變化信息直接提取法
變化信息直接提取,是對(duì)兩個(gè)時(shí)相的遙感圖像進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直接運(yùn)算,經(jīng)變化特征的發(fā)現(xiàn)、分類(lèi)處理,獲取土地利用變化信息。
a圖像差值法。即將一個(gè)時(shí)相的某一波段光譜灰度值減去另一時(shí)相的對(duì)應(yīng)像元的光譜灰度值,較早應(yīng)用的是單波段圖像差值法。單波段差值圖像中難以提取動(dòng)態(tài)信息;對(duì)MSS7,MSS5,MSS4差值圖像進(jìn)行彩色合成,則可綜合各個(gè)波段的動(dòng)態(tài)信息,并很好地突出植被變化信息。
b圖像比值法。這是對(duì)兩個(gè)時(shí)相多譜段數(shù)據(jù)中同名像元的光譜灰度值施以除法運(yùn)算。比值法可以部分地消除陰影影響,突出某些地物間的反差,具有一定的圖像增強(qiáng)作用。一方面,比值圖像可供直接判讀,提取其中的專(zhuān)題信息;另一方面,只要稍加邏輯變換,便可用以直接檢測(cè)明顯變化的環(huán)境要素。
c植被指數(shù)法。是綜合利用植被在紅光部分的強(qiáng)吸收與在近紅外部分的強(qiáng)反射特點(diǎn)提取植被動(dòng)態(tài)信息。常見(jiàn)的有比值植被指數(shù)、歸一化植被指數(shù)、垂直植被指數(shù),這些指數(shù)在森林資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中使用尤其廣泛。
d多時(shí)相復(fù)合分類(lèi)法。將兩時(shí)相或多時(shí)相遙感數(shù)據(jù)復(fù)合,通過(guò)遙感分類(lèi)提取變化信息。在這種方法的監(jiān)督處理過(guò)程中,訓(xùn)練區(qū)的確定比較困難。
(2)計(jì)算機(jī)自動(dòng)分類(lèi)后比較法
該方法是在對(duì)比多時(shí)相的遙感圖像前,先進(jìn)行各時(shí)相遙感圖像的單獨(dú)分類(lèi)。用該方法的優(yōu)點(diǎn)是能獲取各個(gè)像元的土地利用轉(zhuǎn)變類(lèi)型,不僅能獲取變化的數(shù)量和特點(diǎn),還能獲取變化的類(lèi)型,并有利于減少不同時(shí)相圖像因大氣和傳感器差異產(chǎn)生的誤差。
(3)日視解譯法
該方法是以土地利用現(xiàn)狀調(diào)查資料為基礎(chǔ),確定各地類(lèi)的解譯標(biāo)志,在遙感圖像上劃出各地類(lèi)界線(xiàn),得到遙感分類(lèi)圖,再比較各時(shí)相的遙感分類(lèi)圖。此外,香寶提出了RS,GIS一體化,即通過(guò)遙感數(shù)字圖像一人機(jī)交互判讀一計(jì)算機(jī)量測(cè)匯總一數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)提取土地利用信息的方法。
三、土地利用遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)研究展望
我國(guó)土土地利用遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)研究取得了豐碩的研究成果。但是,當(dāng)前研究中存在以下不足:
1、土地利用遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的技術(shù)體系和分類(lèi)體系有待進(jìn)一步完善
遙感技術(shù)應(yīng)用于土地利用變化監(jiān)測(cè)有一定的限制性,在現(xiàn)有條件下部分地區(qū)還難以覆蓋進(jìn)行監(jiān)測(cè),如何在現(xiàn)有的土地利用分類(lèi)體系基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究和完善適用于土地利用遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的分類(lèi)指標(biāo)體系。是我國(guó)土地利用遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)研究的重要任務(wù)。
2、應(yīng)注重加強(qiáng)遙感圖像處理和土地利用變化信息提取的研究
土地利用遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)方法主要包括圖像預(yù)處理方法和信息提取方法,在實(shí)踐工作中,應(yīng)該對(duì)傳統(tǒng)的圖像處理和信息提取方法改進(jìn),探索新的技術(shù)方法手段,提高土地利用遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的精度。
3、將3S技術(shù)綜合運(yùn)用到土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中,提高土地調(diào)查的效率和精度
地理信息系統(tǒng)技術(shù)能夠快速地進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,全球定位系統(tǒng)定位系統(tǒng)通過(guò)對(duì)研究區(qū)域?qū)崟r(shí)定位為作業(yè)人員采集數(shù)據(jù)提供支持,將二者運(yùn)用到土地利用遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中,能夠有效地提高土地資源調(diào)查的精度。
4、土地利用遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)建設(shè)有待進(jìn)一步加強(qiáng)
我國(guó)整個(gè)土地利用遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)體系尚待完善,應(yīng)該有計(jì)劃地建立一個(gè)集3S技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和管理信息系統(tǒng)于一體的土地利用遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng),能夠有效地完成變化監(jiān)測(cè)、變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)和綜合評(píng)價(jià),進(jìn)而對(duì)我國(guó)土地利用變化進(jìn)行長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),滿(mǎn)足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)土地信息的需求。
結(jié)束語(yǔ)
總之,遙感技術(shù)在土地資源管理中應(yīng)用的深度和廣度必然會(huì)日新月異,多時(shí)相、高分辨率的遙感數(shù)據(jù)會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)高精度、大比例尺土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。在時(shí)空一體化的基礎(chǔ)上,“3S”一體化技術(shù)的研究成為必然趨勢(shì),其應(yīng)用成果將更好地把握土地利用變化趨勢(shì),為經(jīng)濟(jì)社會(huì)資源的和諧發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類(lèi)號(hào): P237 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
l 引言
主要列述了傳統(tǒng)的土地利用調(diào)查方法及其缺陷,概述了遙感技術(shù)和基于遙感影像的土地利用調(diào)查理論,通過(guò)對(duì)柳州市的土地利用現(xiàn)狀更新調(diào)查結(jié)果,并與以前的年度變更調(diào)查的技術(shù)及成果進(jìn)行比較分析,總結(jié)出利用遙感影像能及時(shí)了解土地變化狀況,能及時(shí)更新調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù),保持柳州市土地調(diào)查數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性,實(shí)現(xiàn)國(guó)土資源“以圖管地”精確調(diào)查和有效監(jiān)管,滿(mǎn)足國(guó)土資源“一張圖”建設(shè)和“批、供、用、補(bǔ)、查”日常監(jiān)管的需要,為國(guó)土資源管理和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供基礎(chǔ)資料。
2 傳統(tǒng)的土地利用調(diào)查方法及遙感技術(shù)概述
2.1 傳統(tǒng)的土地利用調(diào)查方法
1984-1996年的12年間,我國(guó)各縣級(jí)土地現(xiàn)狀初始調(diào)查基本完成。由此獲得的寶貴的土地利用現(xiàn)狀基礎(chǔ)數(shù)據(jù)成果,為各級(jí)政府制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展計(jì)劃提供了最基礎(chǔ)的依據(jù),為建立土地登記、土地統(tǒng)計(jì)制度,制定土地利用總體規(guī)劃提供了第一手的數(shù)據(jù)。但是,近20年和今后的數(shù)十年內(nèi),都將是我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的時(shí)期,土地利用的形式將發(fā)生一系列的變化,隨時(shí)摸清土地利用形式的變化、對(duì)土地利用圖件和數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行及時(shí)更新將是我國(guó)各級(jí)土地管理部門(mén)的一項(xiàng)重要的和經(jīng)常性的工作。由于航空攝影成本很高,難以運(yùn)用航片來(lái)進(jìn)行每年的土地變更調(diào)查,目前我國(guó)土地管理部門(mén)進(jìn)行數(shù)據(jù)更新的方法是在前期土地利用現(xiàn)狀圖的基礎(chǔ)上,根據(jù)變更申報(bào)到現(xiàn)場(chǎng)勘查,在詳查圖上標(biāo)繪宗地變化的邊界位置、權(quán)屬變化和利用類(lèi)型的變化,再到室內(nèi)進(jìn)行編繪更新,這種方法存在明顯的缺點(diǎn):
(1)難以準(zhǔn)確獲取變化邊界的地理坐標(biāo),僅從相鄰關(guān)系進(jìn)行外推量測(cè),難以準(zhǔn)確獲取變化邊界的空間位置坐標(biāo),圖件更新精度達(dá)不到要求;
(2)變化宗地的空間位置難以確定,面積量測(cè)不準(zhǔn)確;
(3)不能主動(dòng)監(jiān)測(cè)變化;
(4)方法落后且人為干擾大;
(5)變更數(shù)據(jù)獲取速度慢,多次清繪誤差累積;
(6)工作效率低,費(fèi)工費(fèi)時(shí)費(fèi)力,很多縣市很難每年進(jìn)行及時(shí)的變更;
(7)農(nóng)村土地利用圖斑多為不規(guī)則多邊形,運(yùn)用平板儀等測(cè)量工具只能測(cè)量拐點(diǎn),不能連續(xù)測(cè)量整個(gè)邊界,而且難于精確標(biāo)繪到原土地利用現(xiàn)狀底圖上。
由此可見(jiàn),該方法不能及時(shí)準(zhǔn)確地獲取全局的土地利用動(dòng)態(tài)變化信息,無(wú)法實(shí)時(shí)掌握土地利用變化在空間上的分布和分析評(píng)價(jià)土地利用變化是否合理。此外,傳統(tǒng)的方法即根據(jù)用地單位的上報(bào)數(shù)據(jù)了解土地利用的變化狀況不僅被動(dòng),且中間不可避免地存在誤報(bào)、漏報(bào),對(duì)于地塊的空間屬性難以做到準(zhǔn)確掌握,更不能滿(mǎn)足動(dòng)態(tài)變更及時(shí)準(zhǔn)確的要求。因此,利用衛(wèi)星遙感技術(shù)進(jìn)行土地利用動(dòng)態(tài)變更調(diào)查,及時(shí)準(zhǔn)確地獲取變更信息,就有著十分重要的意義。
2.2遙感技術(shù)概述
2.2.1遙感的定義
遙感(Remote Sensing),通常是指通過(guò)某種傳感器裝置,在不與研究對(duì)象直接接觸的情況下,獲取其特征信息,并對(duì)這些信息進(jìn)行提取、加工、表達(dá)和應(yīng)用的一門(mén)科學(xué)技術(shù)。
2.2.2遙感技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
遙感的出現(xiàn),擴(kuò)展了人類(lèi)對(duì)于其生存環(huán)境的認(rèn)識(shí)能力,較之于傳統(tǒng)的野外測(cè)量和野外觀測(cè)得到的數(shù)據(jù),遙感技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)增大了觀測(cè)范圍;
(2)能夠提供大范圍的瞬間靜態(tài)圖像,用于監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)變化的現(xiàn)象;
(3)能夠進(jìn)行大面積重復(fù)觀測(cè),即使是人類(lèi)難以到達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū);
(4)大大“加寬”了人眼所能觀察的光譜范圍,遙感使用的電磁波波段從x光到微波,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了可見(jiàn)光范圍;而雷達(dá)遙感由于使用微波,可以不受制于晝夜、天氣變化,進(jìn)行全天候的觀測(cè);
(5)空問(wèn)詳細(xì)程度高,航空像片的空問(wèn)分辨率可以高達(dá)厘米級(jí)甚至毫米級(jí)。
與航空遙感相比,航天遙感能夠進(jìn)行連續(xù)的、全天候的工作,提供更大范圍的數(shù)據(jù),其成本更低,是獲取遙感數(shù)據(jù)的主要方式,而航空遙感主要應(yīng)用于臨時(shí)性的、緊急的觀測(cè)任務(wù)以獲得高精度數(shù)據(jù)。
總之,利用遙感技術(shù),不但可以更加迅速、客觀地監(jiān)測(cè)環(huán)境信息,同時(shí)根據(jù)遙感數(shù)據(jù)的空間分布特性,還可以作為地理信息系統(tǒng)的一個(gè)重要的數(shù)據(jù)源,以實(shí)時(shí)更新空間數(shù)據(jù)庫(kù)。
3 基于遙感影像的土地利用調(diào)查實(shí)踐
利用遙感進(jìn)行土地調(diào)查的步驟遙感影像應(yīng)用于土地調(diào)查中, 主要作用是通過(guò)人工目視或計(jì)算機(jī)自動(dòng)解釋, 建立信息數(shù)據(jù)或發(fā)現(xiàn)變化的圖斑并對(duì)其進(jìn)行變更。常規(guī)的圖像解釋方法根據(jù)遙感圖像的光譜特征、空間特征和時(shí)間特征, 按照解釋者的認(rèn)識(shí)程度, 或自信程度和準(zhǔn)確度, 逐步進(jìn)行目標(biāo)的探測(cè)、識(shí)別和鑒定。土地利用變更調(diào)查的原理是先將前一時(shí)期的土地利用矢量圖疊加到當(dāng)前時(shí)期的遙感圖像上, 對(duì)比同一范圍內(nèi)遙感圖像上地塊的形狀和利用類(lèi)型, 發(fā)現(xiàn)變化圖斑, 并對(duì)其進(jìn)行標(biāo)記, 再到野外進(jìn)行產(chǎn)地核查進(jìn)一步確定,最后將室內(nèi)判讀的結(jié)果與野外調(diào)查的實(shí)際情況進(jìn)行對(duì)比分析。
3.1調(diào)查區(qū)概況
2007年-2009年,柳州市開(kāi)展第二次土地調(diào)查工作,對(duì)利用狀況開(kāi)展了全面的調(diào)查,建立了土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)和管理系統(tǒng)。從2010年開(kāi)始,土地變更調(diào)查是從第二次土地調(diào)查的基礎(chǔ)上進(jìn)行利用狀況變更,獲取當(dāng)年的土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)。為了使工作成果科學(xué)、準(zhǔn)確和合理,并盡快地符合實(shí)際工作的需要,工作人員使用了遙感、GPS等新技術(shù)進(jìn)行全面的土地利用現(xiàn)狀更新調(diào)查,取得了良好的成果,極大地提升了國(guó)土資源管理方式。
3.2總體技術(shù)流程
總體的技術(shù)流程如下:
(1)利用當(dāng)年航攝的航片及DEM數(shù)據(jù)制作成地面分辨率為1米的1:10000正射影像圖,作為土地利用現(xiàn)狀圖更新及土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的精度要求;
(2)利用正射影像圖、各年度土地變更調(diào)查資料及最新的l:1萬(wàn)地形圖作為內(nèi)業(yè)判讀及外業(yè)調(diào)查底圖;
(3)把制作好的正射影像數(shù)據(jù)庫(kù)套合到1990年基礎(chǔ)庫(kù),應(yīng)用GPS技術(shù)等進(jìn)行全面野外調(diào)查,查清土地權(quán)屬變化情況及境界、土地權(quán)屬界變化情況,并對(duì)已變更的地物進(jìn)行實(shí)地測(cè)量獲取變更圖斑、線(xiàn)狀地物、零星地物點(diǎn)位坐標(biāo)和面積等輸入計(jì)算機(jī),更新土地利用現(xiàn)狀圖;
(4)利用新的土地利用現(xiàn)狀圖,更新土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫(kù),做到圖件、數(shù)據(jù)、實(shí)地三者一致。
3.3土地利用數(shù)據(jù)更新流程
土地利用數(shù)據(jù)更新入庫(kù)的流程可以分為三部分,即:制作正射影像圖、結(jié)合GPS技術(shù)更新變更地物和利用supemap軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)入庫(kù)。具體操作如下:
(1)應(yīng)用遙感技術(shù)(RS)發(fā)現(xiàn)和提取土地利用信息,由于航空像片為中心投影,應(yīng)該先將其糾正為正射投影—— 制作正射影像圖;
(2)應(yīng)用全球定位系統(tǒng)技術(shù)(GPS)快速、準(zhǔn)確地獲取土地利用變化信息的空間坐標(biāo)土地變更數(shù)據(jù)的獲取;
(3)應(yīng)用supermap地理信息系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)更新及農(nóng)村土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)具有輸入、圖形編緝、管理庫(kù)、空間分析、輸出等主要功能,系統(tǒng)可滿(mǎn)足土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)更新及土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)建庫(kù)的要求。
3.4新老結(jié)果比較分析
在土地更新調(diào)查完成后,把此次土地變更調(diào)查的結(jié)果和上年的土地變更調(diào)查成果做比較,發(fā)現(xiàn)相應(yīng)地類(lèi)的面積存在著差異,其具體情況如下:
(1)耕地面積比上年度耕地面積數(shù)減少;
(2)建設(shè)用地面積比上年度耕地面積增加;
(3)土地更新調(diào)查中建設(shè)用地增加幅度大,而耕地減少幅度小。
經(jīng)研究分析,發(fā)現(xiàn)耕地面積產(chǎn)生差異的主要原因是歷年違法用地未在年度變更調(diào)查進(jìn)行變更統(tǒng)計(jì),建設(shè)用地面積產(chǎn)生差異的主要原因是歷年積累的變更調(diào)查漏查的建設(shè)用地未在年度變更調(diào)查進(jìn)行變更統(tǒng)計(jì),而這些未在年度變更調(diào)查中進(jìn)行變更統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù),在更新調(diào)查工作中均進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)。建設(shè)用地增加幅度大,耕地減少幅度小的主要原因有兩個(gè):
(a)在土地規(guī)劃及耕地保護(hù)具體工作中,經(jīng)農(nóng)田整理新增耕地的一部分作為折抵指標(biāo)已用于建設(shè)用地,尚有一部分未用于建設(shè)用地,也沒(méi)有用于耕地占補(bǔ)平衡,這部分耕地在年度變更調(diào)查工作中全部進(jìn)行了變更統(tǒng)計(jì),同時(shí),根據(jù)占補(bǔ)平衡要求,將相當(dāng)于扣除折抵指標(biāo)后剩余部分新增耕地面積數(shù)的經(jīng)開(kāi)發(fā)造地新增耕地面積數(shù)節(jié)余下來(lái)未進(jìn)行變更統(tǒng)計(jì),在更新調(diào)查工作將節(jié)余下來(lái)的開(kāi)發(fā)地?cái)?shù)進(jìn)行了變更統(tǒng)計(jì)。
(b)經(jīng)本地開(kāi)發(fā)造地新增耕地超過(guò)占補(bǔ)平衡所需部分未在年度變更調(diào)查工作進(jìn)行變更統(tǒng)計(jì),但在更新調(diào)查工作中將這些超額部分開(kāi)發(fā)造地?cái)?shù)進(jìn)行了變更統(tǒng)計(jì)。
4 結(jié)束語(yǔ)
隨著各類(lèi)建設(shè)占用地日益增加,在我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng),用地量逐年增大,土地利用變化頻繁,常規(guī)的土地調(diào)查方法已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足新形勢(shì)對(duì)土地管理的要求。因此,改變傳統(tǒng)國(guó)土資源管理工作方式,采用現(xiàn)代化遙感技術(shù)手段,準(zhǔn)確、快速地掌握國(guó)土資源利用狀況,科學(xué)規(guī)劃、配置、合理開(kāi)發(fā)利用國(guó)土資源,實(shí)現(xiàn)國(guó)土資源決策、管理現(xiàn)代化和服務(wù)社會(huì)化,促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和社會(huì)全面進(jìn)步,是國(guó)土資源管理工作面臨的當(dāng)務(wù)之急,也是必須實(shí)現(xiàn)的戰(zhàn)略目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:
遙感;土壤;重金屬
1.引言
礦產(chǎn)資源是生產(chǎn)資料和生活資料的重要來(lái)源,人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步與礦產(chǎn)的開(kāi)發(fā)利用密不可分。礦產(chǎn)的開(kāi)采、冶煉、加工過(guò)程中大量的鉛、鋅、鉻、鎘、鈷、銅、鎳等重金屬以及類(lèi)金屬砷等進(jìn)入大氣、水、土壤引起嚴(yán)重的環(huán)境污染。根據(jù)2014年4月17日環(huán)境保護(hù)部、國(guó)土資源部的《全國(guó)土壤污染調(diào)查公報(bào)》,“全國(guó)土壤環(huán)境狀況總體不容樂(lè)觀,部分地區(qū)土壤污染較重,總的超標(biāo)率達(dá)16.1%”、“在調(diào)查的70個(gè)礦區(qū)的1672個(gè)土壤點(diǎn)位中,超標(biāo)點(diǎn)位占33.4%,主要污染物為鎘、鉛、砷和多環(huán)芳烴”。資源、環(huán)境是制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的兩大瓶頸,如何克服這個(gè)瓶頸問(wèn)題同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)礦山開(kāi)發(fā)的可持續(xù)發(fā)展,是我國(guó)社會(huì)必須面對(duì)和解決的緊迫的社會(huì)問(wèn)題[1]。傳統(tǒng)的土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)方法有實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)快速監(jiān)測(cè)等方法。實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)方法雖然測(cè)量精度高,但是存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、采樣分析費(fèi)時(shí),適用范圍小的缺點(diǎn);現(xiàn)場(chǎng)快速監(jiān)測(cè)法雖然具有大面積、連續(xù)、高密度獲取信息的特點(diǎn),但是還大多處于定性或半定量的試驗(yàn)階段,易受周?chē)蛩赜绊懀?]。各種巖石、土壤、植被及水體等均有各自獨(dú)特的光譜特征。地物光譜特征的差異,是遙感技術(shù)識(shí)別各類(lèi)地物的主要依據(jù),也是應(yīng)用遙感技術(shù)開(kāi)展土壤重金屬污染評(píng)價(jià)的理論基礎(chǔ)。遙感技術(shù)以其宏觀性和現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)、綜合信息豐富等優(yōu)勢(shì),在礦區(qū)土壤重金屬污染評(píng)價(jià)中起到了積極的先導(dǎo)作用,并取得了良好的應(yīng)用效果。一般情況下,土壤中的有機(jī)質(zhì)、水分、鐵氧化物、重金屬等對(duì)土壤光譜反射率有一定影響。國(guó)外相關(guān)研究起步較早,始自20世紀(jì)六十年代土壤光譜研究[3]。國(guó)外有研究中表明,當(dāng)土壤有機(jī)質(zhì)含量超過(guò)2%,鐵氧化物、重金屬等光譜信息有可能被土壤中的有機(jī)質(zhì)的光譜信息所掩蓋,進(jìn)一步加大了光譜信息提取的難度;同時(shí)土壤的反射率會(huì)因鐵氧化物的存在而在整個(gè)波譜范圍內(nèi)有明顯的下降趨勢(shì),土壤的光譜反射率都朝著藍(lán)波方向下降,并且這種下降趨勢(shì)可以擴(kuò)展到紫外區(qū)域[4],相關(guān)研究陸續(xù)拓展至礦區(qū)重金屬污染中來(lái)[5];國(guó)內(nèi)自20世紀(jì)八十年代在云南騰沖系統(tǒng)地開(kāi)展土壤光譜與理化性狀關(guān)系的研究[6~7],并于九十年代末開(kāi)展遙感技術(shù)在礦區(qū)重金屬污染監(jiān)測(cè)的探索。目前遙感技術(shù)對(duì)礦區(qū)土壤重金屬污染評(píng)價(jià)研究主要有兩個(gè)方向:一是植被反演。根據(jù)地表植被覆蓋以及重金屬在植被根莖、葉片中富集,植被在重金屬脅迫下葉綠素等光譜特征發(fā)生變化的特點(diǎn),通過(guò)植被光譜數(shù)據(jù)反演土壤中的重金屬含量,間接評(píng)價(jià)重金屬污染。二是土壤監(jiān)測(cè)。利用重金屬對(duì)土壤波譜特性的影響,通過(guò)土壤光譜數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)重金屬含量[8-10]。
2.植被反演方法
植被在生長(zhǎng)發(fā)育的過(guò)程中,礦區(qū)土壤中的重金屬被吸收和富集,對(duì)植物的產(chǎn)生的影響主要體現(xiàn)在長(zhǎng)勢(shì)方面產(chǎn)生了生物地球化學(xué)效應(yīng),如色素含量、水含量、葉面溫度的變化,進(jìn)而影響植被的光譜反射率,植被光譜的變化能夠在遙感光譜信息中有所體現(xiàn)。基于以上認(rèn)識(shí),可以通過(guò)植被光譜信息、波譜曲線(xiàn)變化的分析提取污染信息[11]。不同植物對(duì)重金屬敏感性不同,重金屬脅迫導(dǎo)致植物體內(nèi)生物化學(xué)成分發(fā)生改變,使電磁波譜反射特性不同。植被反演方法的原理是,運(yùn)用遙感技術(shù)研究重金屬污染條件下植被光譜特征變化,建立植被光譜特征與重金屬污染條件下植被生長(zhǎng)狀態(tài)參數(shù)變化之間的關(guān)系[7];研究葉綠素含量與重金屬污染之間的關(guān)系,分析葉綠素變化敏感的光譜指數(shù)及其響應(yīng)規(guī)律,并進(jìn)行了區(qū)域應(yīng)用與驗(yàn)證[11-13]。研究表明,隨著土壤中重金屬含量增加,植被近紅外、可見(jiàn)光反射光譜特征發(fā)生顯著變化,表現(xiàn)為可見(jiàn)光光譜反射增強(qiáng),近紅外光譜減少,紅邊移動(dòng)范圍減少[14-15]。此方法適用于礦區(qū)植被覆蓋較茂密的區(qū)域。王杰等(2005年)以江西德興銅礦去為實(shí)驗(yàn)區(qū),采用美國(guó)陸地衛(wèi)星(Landsat)ETM+數(shù)據(jù),采用比值分析、彩色合成、影像融合等方法增強(qiáng)影像視覺(jué)效果,對(duì)污染區(qū)的植被的波譜曲線(xiàn)與正常區(qū)的同種植被的光譜特征作對(duì)比,總結(jié)出受毒化植物葉冠的波譜形態(tài)與正常植物葉冠的波譜形態(tài)相比發(fā)生的形態(tài)變異的特征,總結(jié)對(duì)照區(qū)和污染區(qū)植被的波譜特征差異和各污染區(qū)的受污染程度,分析出不同污染區(qū)植物的受毒害程度[16]。雷國(guó)靜等(2006年)在南方植被茂密區(qū)離子型稀土礦區(qū)采用高分辨率QuickBird遙感數(shù)據(jù)采取坐標(biāo)換的方式,消除土壤信息干擾,獲取了較真實(shí)的植被受污染影響程度的信息,運(yùn)用了歸一化植被指數(shù)密度分割方法和通過(guò)旋轉(zhuǎn)二維散點(diǎn)圖獲得植被綠度方法來(lái)提取植被污染信息,取得了較好的效果[17]。李新芝等(2010年)以肥城煤礦區(qū)為實(shí)驗(yàn)區(qū),將SPOT-5數(shù)據(jù)2.5米分辨率的全色波段進(jìn)行小波變換、主成分分析等融合方法提高圖像的空間信息量,綜合運(yùn)用纓帽變換、植被與土壤相關(guān)性分析、支持向量機(jī)分類(lèi)等方法提取礦區(qū)植被信息,并制作了植被等級(jí)分布圖,確定了不同污染程度的植被覆蓋面積,與礦區(qū)污染分布的規(guī)律具有較好的一致性[11]。黃鐵蘭等(2014年)以廣東大寶山礦區(qū)及周邊10公里范圍作為研究區(qū),分別以ASTER及QuickBird為數(shù)據(jù)源,采用植被指數(shù)法和植被綠度法對(duì)植被污染信息進(jìn)行識(shí)別,對(duì)獲取的植被綠度信息圖像進(jìn)行密度分割,獲得植被污染程度及分布情況。同時(shí)建議大范圍的礦山植被污染信息的識(shí)別,考慮到項(xiàng)目綜合成本等因素,采用ASTER等低分辨率的數(shù)據(jù)源,選擇植被綠度指數(shù)法進(jìn)行識(shí)別。對(duì)于小范圍的典型礦區(qū),可選用QuickBird等高分辨率的數(shù)據(jù)源,用植被指數(shù)法進(jìn)行識(shí)別[18]。由于混合像元、大氣效應(yīng)的存在,植被信息提取過(guò)程中容易出現(xiàn)錯(cuò)分、漏分現(xiàn)象;相關(guān)系數(shù)的設(shè)置易受經(jīng)驗(yàn)的影響。同時(shí)信息提取易受云層、山體陰影和人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)的影響,均存在一定的誤提現(xiàn)象。未來(lái)應(yīng)加強(qiáng)信息提取技術(shù)、多源遙感數(shù)據(jù)在植被反演中的應(yīng)用研究,以解決上述問(wèn)題。
3.土壤監(jiān)測(cè)方法
土壤是由多種物理化學(xué)特性不同的物質(zhì)的組成的混合體,例如有機(jī)質(zhì)、重金屬、水、其他礦物質(zhì)等。各種物質(zhì)均有發(fā)射、反射、吸收光譜的特性,都會(huì)對(duì)土壤光譜特征產(chǎn)生影響,同時(shí)植被覆蓋也對(duì)土壤光譜的監(jiān)測(cè)有較大影響,因此對(duì)于通過(guò)土壤光譜數(shù)據(jù)直接監(jiān)測(cè)土壤重金屬含量的研究,尚處于探索階段。土壤監(jiān)測(cè)方法的原理是,利用光譜分析方法室內(nèi)測(cè)定土壤發(fā)射光譜數(shù)據(jù),經(jīng)線(xiàn)性回歸分析或指數(shù)回歸分析、標(biāo)準(zhǔn)化比值計(jì)算、特征光譜寬化處理后,利用回歸分析方法建立重金屬元素含量與發(fā)射率變量之間的土壤重金屬反演模型,定量反演出礦區(qū)土壤重金屬含量[19-23]。此類(lèi)方法適用于植被覆蓋率較低的地區(qū)。ThomasKemper等(1998年)在西班牙Aznalcóllar尾礦庫(kù)潰壩事件土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)中,基于多元線(xiàn)性回歸分析(MLR)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)方法分別通過(guò)化學(xué)分析、特征光譜--近紅外反射光譜(0.35−0.35μm)手段監(jiān)測(cè)土壤重金屬含量,兩種手段對(duì)As、Fe、Hg、Pb、S、Sb等六種元素監(jiān)測(cè)有較高的相似度。為相似礦區(qū)環(huán)境的監(jiān)測(cè)提供了較好的借鑒意義[13]。李淑敏等(2010年)以北京為研究區(qū),研究土壤中8種重金屬(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Hg)的含量與熱紅外發(fā)射率的關(guān)系,分析了土壤重金屬的特征光譜,并模擬預(yù)測(cè)了重金屬含量的回歸模型,為基于遙感光譜的土壤重金屬含量監(jiān)測(cè)奠定了基礎(chǔ)[24]。宋練等(2014年)以重慶市萬(wàn)盛采礦區(qū)為研究區(qū),通過(guò)光譜特征物質(zhì)之間的自相關(guān)性來(lái)分析土壤中光譜特征物質(zhì),在回歸分析的基礎(chǔ)上建立As、Cd、Zn重金屬含量的遙感定量反演模型,監(jiān)測(cè)三種重金屬含量,結(jié)果表明土壤在近紅外波段和可見(jiàn)光波段的反射值比值與土壤中As、Cd、Zn含量存在較好相關(guān)性[25]。部分研究對(duì)波段選擇和光譜分辨率的重要性認(rèn)識(shí)不高,影響了重金屬元素光譜信息識(shí)別、重金屬污染預(yù)測(cè)精度;土壤中絕大部分重金屬,如鉛、鋅、鉻、砷等在可見(jiàn)光—近紅外波段區(qū)間的光譜特征較弱,易被植被、土壤波譜信息掩蓋,對(duì)直接利用土壤重金屬光譜特征來(lái)提取污染信息帶來(lái)了難度。研究發(fā)現(xiàn),鐵氧化物的波譜特征較明顯,今后需加強(qiáng)土壤中重金屬與鐵氧化物相關(guān)性的研究,以提高污染信息提取的準(zhǔn)確性。
4.未來(lái)展望
近年來(lái),遙感技術(shù)用于礦區(qū)土壤重金屬評(píng)價(jià)取得了一定進(jìn)展,今后要在以下幾個(gè)方面尋求突破:
(1)研究遙感信息提取新技術(shù)新方法。地物波譜特性易受土壤成分、大氣效應(yīng)、植被等環(huán)境噪音的影響,需進(jìn)一步加強(qiáng)波譜信息提取技術(shù)的研究,以提高遙感信息提取的準(zhǔn)確性。
(2)加強(qiáng)田間光譜測(cè)量研究。目前對(duì)土壤重金屬監(jiān)測(cè)僅局限于實(shí)驗(yàn)室級(jí)別的光譜監(jiān)測(cè),需要進(jìn)一步探討其他因素對(duì)重金屬吸附的影響以建立準(zhǔn)確的土壤重金屬含量光譜估算模型,并進(jìn)行大量而精確的實(shí)驗(yàn)室與田間的光譜測(cè)量工作。
(3)由定性監(jiān)測(cè)向定量監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)變。遙感技術(shù)在礦區(qū)土壤重金屬污染評(píng)價(jià)方面的研究大多是定性或半定量評(píng)價(jià),尚達(dá)不到定量評(píng)價(jià)。需在遙感反演土壤污染信息模型與理論方法、土壤重金屬含量與光譜變量的相關(guān)關(guān)系等方面加強(qiáng)研究,以接近或達(dá)到定量評(píng)價(jià)污染的水平,進(jìn)而利用遙感技術(shù)評(píng)價(jià)大面積土壤污染及修復(fù)。
(4)研制高性能的衛(wèi)星,提高遙感信息獲取能力。作為中國(guó)16個(gè)重大科技專(zhuān)項(xiàng)(2006年~2020年)之一的高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)已進(jìn)入全面建設(shè)階段,其中2014年8月發(fā)射升空的高分二號(hào)衛(wèi)星空間分辨優(yōu)于1m,這必將改變遙感數(shù)據(jù)普遍采用國(guó)外遙感數(shù)據(jù)(SPOT、Landsat、QuickBrid等)的局面。
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30米分辨率的遙感數(shù)據(jù),被認(rèn)為是用于描述全球地表覆蓋及其變化的最佳尺度。在國(guó)家“863”計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目支持下,國(guó)家測(cè)繪地理信息局與十幾家單位合作,從2010年初起,開(kāi)展了全球地表覆蓋遙感制圖關(guān)鍵技術(shù)研究項(xiàng)目,在世界上首次研制完成2000年和2010年兩個(gè)時(shí)期30米分辨率的全球地表覆蓋數(shù)據(jù)產(chǎn)品,并構(gòu)建了全球首個(gè)高分辨率地表覆蓋信息服務(wù)平臺(tái)。此項(xiàng)目的首席科學(xué)家陳軍介紹:“地表覆蓋遙感數(shù)據(jù)覆蓋及變化信息作為氣候、資源、環(huán)境、生態(tài)等諸多領(lǐng)域的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源,對(duì)于認(rèn)知和監(jiān)測(cè)全球自然資源環(huán)境、分析應(yīng)對(duì)全球變化、制定可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃等具有重要價(jià)值。”遙感技術(shù)應(yīng)用廣泛,作用明顯。
一、遙感技術(shù)的概況
遙感技術(shù)是20世紀(jì)60年代興起的一種探測(cè)技術(shù),是根據(jù)電磁波的理論,應(yīng)用各種傳感儀器對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)所輻射和反射的電磁波信息,進(jìn)行收集、處理,并最后成像,從而對(duì)地面各種景物進(jìn)行探測(cè)和識(shí)別的一種綜合技術(shù),通過(guò)遙感集市,可查詢(xún)到高分一號(hào)、高分二號(hào)、資源三號(hào)等國(guó)產(chǎn)高分辨率遙感影像。遙感技術(shù)由遙感器 、遙感平臺(tái) 、信息 傳輸設(shè)備、接收裝置以及圖像處理設(shè)備等組成。遙感器裝在遙感平臺(tái) 上,它是遙感系統(tǒng)的重要設(shè)備,它可以是照相機(jī)、多光譜掃描儀 、微波輻射計(jì)或合成孔徑雷達(dá) 等。信息傳輸設(shè)備是飛行器和地面間傳遞信息的工具。圖像處理設(shè)備(見(jiàn)遙感信息處理 )對(duì)地面接收到的遙感圖像信息進(jìn)行處理(幾何校正、濾波等)以獲取反映地物性質(zhì)和狀態(tài)的信息。
二、遙感在土地資源管理中的應(yīng)用現(xiàn)狀
1、土地利用調(diào)查和土地利用圖更新
利用航空遙感技術(shù)進(jìn)行土地資源調(diào)查始于80年代末,當(dāng)時(shí)全國(guó)航空攝影資料覆蓋全國(guó),為全國(guó)首次采用航空遙感技術(shù)全面開(kāi)展土地調(diào)查提供了條件,采用航空遙感技術(shù)進(jìn)行土地詳查與傳統(tǒng)的測(cè)繪方法比較,不僅節(jié)省了調(diào)查時(shí)間,而且提高了調(diào)查成果的精度和質(zhì)量。雖然當(dāng)時(shí)調(diào)查所采用的航攝像片時(shí)相與調(diào)查時(shí)間不一致,相差幾年和十多年,但農(nóng)區(qū)土地利用變化還是很小的。隨著國(guó)家改革開(kāi)放和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展,國(guó)家和地方基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、生態(tài)環(huán)境建設(shè)等項(xiàng)目的實(shí)施,土地利用動(dòng)態(tài)變化加快,原有的調(diào)查資料已不適應(yīng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要,需要應(yīng)用更新、精度更高的遙感資料進(jìn)行土地利用基礎(chǔ)資料的不斷更新。
2、土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)
為及時(shí)掌握土地利用動(dòng)態(tài)變化,原國(guó)家土地局從1996年開(kāi)始利用衛(wèi)星遙感資料開(kāi)展了土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)研究試驗(yàn)。到1999年國(guó)家正式立項(xiàng)“土地利用遙感監(jiān)測(cè)”項(xiàng)目。土地利用動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測(cè)不斷采用現(xiàn)代化技術(shù)手段,形成一套比較完善技術(shù)方法和體系。隨著衛(wèi)星遙感技術(shù)的不斷發(fā)展,衛(wèi)星遙感圖像的分辨率的不斷提高,擴(kuò)大了遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)用范圍和領(lǐng)域。自1999年首次應(yīng)用高分辨率(10米)衛(wèi)星數(shù)據(jù)對(duì)全國(guó)66個(gè)50萬(wàn)人口以上的城市進(jìn)行了監(jiān)測(cè);2000年又開(kāi)展了全國(guó)62個(gè)特大城市的監(jiān)測(cè)以及對(duì)西部29個(gè)縣(市)生態(tài)退耕調(diào)查的監(jiān)測(cè),并開(kāi)展了應(yīng)用更高分辨率(5米和1.0米)衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用研究和試驗(yàn);2001年完成43個(gè)大城市中351個(gè)縣、區(qū)、市的土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),并輔助檢查了土地利用總體規(guī)劃執(zhí)行情況,復(fù)核了年度土地變更調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。其成果在輔助開(kāi)展土地變更調(diào)查、更新土地利用圖,配合土地執(zhí)法監(jiān)察中起到了重要作用;2002年計(jì)劃在完成25個(gè)大城市土地利用監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)上,還大范圍應(yīng)用更高分辨率(2.5米)衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行1:1萬(wàn)土地利用圖更新,為地方土地利用規(guī)劃、管理提供現(xiàn)實(shí)性強(qiáng)的基礎(chǔ)成果資料。
三、遙感技術(shù)在國(guó)土資源管理中的應(yīng)用前景與展望
進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái),遙感和遙感技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)的發(fā)展得到迅速發(fā)展,特別是高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品(2000年1.0米分辨率的IKOVOS、2002年2.5米分辨率的SPOT5和0.6米分辨率的“快鳥(niǎo)”衛(wèi)星數(shù)據(jù))進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng),為衛(wèi)星遙感的應(yīng)用開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)斬新的領(lǐng)域。衛(wèi)星遙感不只具有宏觀的大面積觀測(cè)優(yōu)勢(shì),也可以進(jìn)行小范圍的微觀監(jiān)測(cè),甚至可以用到重點(diǎn)建設(shè)工程項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工監(jiān)測(cè)中去。遙感圖像處理技術(shù)的日趨成熟,原來(lái)要幾十萬(wàn)甚至上幾百萬(wàn)的專(zhuān)用儀器才能完成的圖像處理,現(xiàn)只需一臺(tái)便攜式電腦甚至掌上電腦就可完成,為測(cè)繪領(lǐng)域測(cè)制大比例圖(1:1萬(wàn)和1:5千)提供斬新的技術(shù)方法。國(guó)土資源管理的基礎(chǔ)工作,如土地利用調(diào)查、土地產(chǎn)權(quán)調(diào)查、土地變更調(diào)查、后備資源調(diào)查、土地利用規(guī)劃、土地開(kāi)發(fā)整理規(guī)劃需要上現(xiàn)實(shí)性強(qiáng)的土地利用圖和數(shù)據(jù),如采用常規(guī)的測(cè)量方法,在短時(shí)間內(nèi)是無(wú)法完成的。在經(jīng)費(fèi)投入上也是難以承受的。而應(yīng)用高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)就可在較短時(shí)間內(nèi)投入較少的經(jīng)費(fèi)完成土地利用調(diào)查和圖件更新、數(shù)據(jù)更新。不同分辨率和不同類(lèi)型的衛(wèi)星數(shù)據(jù),在國(guó)土資源領(lǐng)域的應(yīng)用是廣泛的,一般應(yīng)根據(jù)成圖比例尺大小選用不同分辨率的衛(wèi)星數(shù)據(jù),如用于市域土地利用總體規(guī)劃、國(guó)土規(guī)劃,可用15-30米分辨率的美國(guó)陸地衛(wèi)星TM和ETM數(shù)據(jù),縣域規(guī)劃可選用SPOT衛(wèi)星數(shù)據(jù),鄉(xiāng)級(jí)規(guī)劃和1:1萬(wàn)土地利用調(diào)查可選用2.5米分辨率的SPOT5、1.0米分辨率的IKONOS衛(wèi)星數(shù)據(jù);1:5千土地調(diào)查可用0.61米分辨率的“快鳥(niǎo)”衛(wèi)星數(shù)據(jù)。
應(yīng)用高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)開(kāi)展土地調(diào)查,及時(shí)更新土地利用現(xiàn)狀圖的數(shù)據(jù)具有時(shí)間周期短、投入資金少、現(xiàn)實(shí)性強(qiáng)、工作難度小的優(yōu)勢(shì)。80年代全面開(kāi)展土地詳查至今, 10多年來(lái),土地利用發(fā)生了不同程度變化,特別經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)以及農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和生態(tài)退耕重點(diǎn)地區(qū)發(fā)生的變化更大,雖然從1996年開(kāi)始了年度變更調(diào)查,但由于技術(shù)手段落后,調(diào)查的準(zhǔn)確性和可靠性較差,逐年積累的問(wèn)題較多,土地利用基礎(chǔ)資料與實(shí)際差距較大,影響土地利用規(guī)劃的編制和實(shí)施,影響了土地變更調(diào)查統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性。因此,土地利用基礎(chǔ)圖件更新列入當(dāng)前國(guó)土資源管理的重點(diǎn)基礎(chǔ)工作。國(guó)土資源部從2002年開(kāi)始投入專(zhuān)項(xiàng)資金應(yīng)用高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)更新1:1萬(wàn)土地利用現(xiàn)狀圖的試點(diǎn),不久將在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)全面開(kāi)展該項(xiàng)工作。從應(yīng)用衛(wèi)星遙感技術(shù)全面開(kāi)展全國(guó)范圍的土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),到應(yīng)用高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)更新土地利用圖,將使國(guó)土資源科學(xué)化管理躍上了一個(gè)新的臺(tái)階。隨著遙感技術(shù)應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展,遙感還將在土地利用規(guī)劃、國(guó)土規(guī)劃的編制和實(shí)施、土地開(kāi)發(fā)整理、基本農(nóng)田保護(hù)和監(jiān)測(cè)、生態(tài)退耕、地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)的應(yīng)用發(fā)揮更大的作用。
四、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,隨著社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,工業(yè)化、城市化程度的不斷加深。在國(guó)土資源開(kāi)發(fā)利用中,一定要采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),才能確保國(guó)土規(guī)劃工作的順利實(shí)施,才能促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。
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中圖分類(lèi)號(hào):TP79文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
Application of remote sensing to land use change survey
Abstract:The paper puts forward the selection of technique flow, according to the characteristics and requirements of land use change survey.a(chǎn)t the research findings on dynamic monitoring of land-use by remote sensing at home and abroad. The experimental results showed it is a feasible method for land use change survey based on remote sensing.
Key words: Remote sensing;Land use;Change survey
土地利用變更調(diào)查,就是利用已有的詳查形成的基礎(chǔ)圖件,根據(jù)野外實(shí)地調(diào)查,對(duì)變化的地類(lèi)圖斑逐一轉(zhuǎn)繪,量算面積,以更新土地利用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)圖件和數(shù)據(jù),保持土地利用資料的現(xiàn)勢(shì)性。
目前采用的方法主要有兩種:一是利用已有的土地利用現(xiàn)狀圖,外業(yè)進(jìn)行實(shí)地對(duì)照,利用皮尺、全站儀等測(cè)量設(shè)備獲取相關(guān)的位置數(shù)據(jù),在土地利用現(xiàn)狀圖上繪制變更圖斑;此種方法速度慢、精度低,當(dāng)變化范圍較大、變化內(nèi)容較多時(shí),丈量難度大;費(fèi)用高、周期長(zhǎng)。這種傳統(tǒng)的更新方法自動(dòng)化程度低,成圖周期長(zhǎng),很難做到更新的全面性和實(shí)時(shí)性。土地利用基礎(chǔ)圖件在更新上往往落后于土地利用狀況變化,造成了土地利用變更狀況得不到及時(shí)反映,不能適應(yīng)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)、社會(huì)迅速發(fā)展的需要,直接影響著耕地保護(hù)、土地利用規(guī)劃和土地利用政策的制定和執(zhí)行,影響了整個(gè)土地管理工作。二是利用遙感影像解譯,經(jīng)外業(yè)調(diào)繪獲取已變更圖斑資料,內(nèi)業(yè)繪制與處理。此方法更新較快,能夠?qū)崿F(xiàn)土地利用現(xiàn)狀變更的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。本文結(jié)合實(shí)際工作,探討利用遙感技術(shù)進(jìn)行土地利用變更調(diào)查的方法。
一、土地利用變更調(diào)查對(duì)遙感資料的要求
衡量衛(wèi)星遙感資料在土地利用變更調(diào)查中應(yīng)用效果的主要標(biāo)志是識(shí)別地類(lèi)的能力和地類(lèi)圖斑面積量測(cè)的精度。地類(lèi)判讀精度和面積量測(cè)精度主要取決遙感影像的分辨率。同時(shí)與判讀地物的光譜特征有關(guān)。根據(jù)現(xiàn)有實(shí)踐推論:更新1:1萬(wàn)比例尺圖件,圖像實(shí)際分辨率在2~3 m,1:2.5萬(wàn)比例尺圖件的更新。需要5~8 m分辨率,分辨率15m的資料可滿(mǎn)足1:5萬(wàn)土地調(diào)查要求。近年來(lái),遙感數(shù)據(jù)源已基本形成高中低分辨率全覆蓋系列,IKAN0S全色波段影像分辨率為1m,多光譜波段影像分辨率達(dá)到4 m,SPOT5全色波段影像分辨率為2.5m,為不同比例尺的土地利用基礎(chǔ)圖件和1:1萬(wàn)土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)更新提供了充分的選擇空間。彌補(bǔ)了其精度上的不足。
二、遙感土地利用變更調(diào)查技術(shù)方法
1、技術(shù)路線(xiàn)
以遙感技術(shù)為主要手段,利用多時(shí)相的衛(wèi)星遙感資料,根據(jù)地類(lèi)的可解譯程度,確定遙感解譯地類(lèi),建立遙感解譯標(biāo)志,結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù),對(duì)工作區(qū)的土地利用變化情況進(jìn)行解譯調(diào)查,圈定土地利用變化范圍,并統(tǒng)計(jì)變更地類(lèi)面積。工作程序見(jiàn)圖l。
2、土地利用現(xiàn)狀變更調(diào)查技術(shù)問(wèn)題
變更調(diào)查需解決的問(wèn)題:一是找出變化的區(qū)域,即監(jiān)測(cè):二是對(duì)變化的區(qū)域按一定精度量測(cè)上圖。
土地利用遙感監(jiān)測(cè)是基于同一區(qū)域不同年份的同一時(shí)相影像問(wèn)存在著光譜特征差異的原理,來(lái)識(shí)別土地利用狀態(tài)變化的工作。常用的土地利用遙感監(jiān)測(cè)方法基本上可以分兩種:即逐個(gè)像元比較法和分類(lèi)后比較法。結(jié)合工作的具體情況,利用 envi3.5 軟件的融合和分類(lèi)功能,繪制了某地區(qū)土地利用空間分類(lèi)圖及土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)圖。
1) 變化圖斑、地物的判讀。采用逐個(gè)像元比較法, 即對(duì)不同時(shí)相的影像作相應(yīng)的處理后,采用光譜特征變異法。當(dāng)兩個(gè)不同源數(shù)據(jù)存在較大的時(shí)相差時(shí)。受實(shí)際土地利用變化的影響.不同時(shí)相的影像在相同位置處將對(duì)應(yīng)不同的地面目標(biāo).導(dǎo)致光譜特征不一致.從而檢測(cè)出變化信息。
2) 變化圖斑界、地物的提取。利用多光譜遙感影像對(duì)土地利用進(jìn)行分類(lèi),對(duì)波譜曲線(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,將光譜曲線(xiàn)相似的像元?dú)w為一類(lèi),而我們下面要進(jìn)行的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)也要用到這些曲線(xiàn)。對(duì)于不同地物的監(jiān)測(cè),要用到不同的波段進(jìn)行彩色合成。影像不清楚的做標(biāo)記,以便外業(yè)調(diào)繪重點(diǎn)修測(cè)。下圖為典型地物波譜曲線(xiàn)圖。
3) 外業(yè)調(diào)繪和精度檢驗(yàn)。由于內(nèi)業(yè)對(duì)于很多地類(lèi)都無(wú)法區(qū)分(如菜地和旱地等不容易區(qū)分。所以需外業(yè)進(jìn)行補(bǔ)充性的調(diào)繪。外業(yè)調(diào)繪利用GPS(RTK)和全站儀相結(jié)合,對(duì)變化區(qū)域的地物和地類(lèi)進(jìn)行實(shí)地核實(shí)和測(cè)量.將測(cè)量結(jié)果與利用影像提取的線(xiàn)劃成果進(jìn)行比較,檢測(cè)出利用遙感影像提取線(xiàn)劃的各點(diǎn)誤差及變更地類(lèi)圖斑面積誤差。
三、應(yīng)用實(shí)例
以美國(guó)LANDSAT一7衛(wèi)星的ETM數(shù)據(jù)處理為例作說(shuō)明。工作區(qū)為南方某鎮(zhèn),主要調(diào)查土地利用類(lèi)型分類(lèi)面積統(tǒng)計(jì)的變化情況,通過(guò)實(shí)地定點(diǎn)調(diào)查,利用兩期的 TM、ETM影像和已知訓(xùn)練區(qū)的土地類(lèi)型、光譜特征數(shù)據(jù)對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行訓(xùn)練,計(jì)算出對(duì)應(yīng)于各種土地類(lèi)型的多元統(tǒng)計(jì)特征,并以此建立分類(lèi)判定規(guī)則,對(duì)未知地區(qū)進(jìn)行計(jì)算機(jī)自動(dòng)分類(lèi)。采用 Maximum Likelihood 方法,得到分類(lèi)圖像如圖3、圖4:
從以上實(shí)例可以得出,運(yùn)用遙感影像進(jìn)行土地更新調(diào)查,方便、快捷,對(duì)變化的地類(lèi)圖斑,可以很好的提取圖斑的邊界線(xiàn)以及圖斑的面積,數(shù)據(jù)也能很好的反映10年來(lái)土地利用的變化情況。旱地和魚(yú)塘面積在減少,建設(shè)用地面積在增加。
1、引言
本文在參考土地利用動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測(cè)中變化信息提取的常用方法的基礎(chǔ)上,利用六景鎮(zhèn)2005年和2010年兩個(gè)時(shí)期的遙感影像為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源,采用土地變化信息自動(dòng)提取的方法提取研究區(qū)域土地利用變化的信息,從而證實(shí)變化信息提取方法的可行性。
2、土地利用變化信息自動(dòng)提取技術(shù)流程
3、土地利用遙感圖像變化信息提取原理及方法
3.1 變化信息自動(dòng)發(fā)現(xiàn)定義
變化信息自動(dòng)發(fā)現(xiàn)是指將兩時(shí)相遙感影像經(jīng)過(guò)融合、主成分變換、代數(shù)運(yùn)算、影像組合、分類(lèi)后比較等數(shù)據(jù)處理過(guò)程,使土地利用方式發(fā)生變化的地塊自動(dòng)從復(fù)雜的環(huán)境信息中區(qū)別出來(lái),判別依據(jù)是:發(fā)生變化的圖斑其灰度、亮度、顏色與周?chē)h(huán)境有明顯的區(qū)別。然后才有可能將變化信息分割出來(lái),并進(jìn)行有效管理,以及土地利用變化趨勢(shì)等分析。
3.2 變化信息自動(dòng)發(fā)現(xiàn)方法研究
目前,對(duì)土地利用遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)的方法較多,總的來(lái)說(shuō)還處于探索階段,本節(jié)的主要目的是在對(duì)影像數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)上,對(duì)已有的各方法進(jìn)行歸納、分析、評(píng)價(jià)。
3.2.1差值法
差值法就是將兩個(gè)時(shí)相的遙感圖像相減。其原理是:圖像中未發(fā)生變化的地類(lèi)在兩個(gè)時(shí)相的遙感圖像上一般具有相等或相近的灰度值,而當(dāng)?shù)仡?lèi)發(fā)生變化時(shí),對(duì)應(yīng)位置的灰度值將有較大差別。因此在差值圖像上發(fā)生地類(lèi)變化部分灰度值會(huì)與背景值有較大差別,從而使變化信息從背景影像中顯現(xiàn)出來(lái)。
3.2.2主成份分析法[3]
主成份分析是基于變量之間的相互關(guān)系,在盡量不丟失信息的前提下,利用線(xiàn)性變換的方法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮。在光譜特征空間中突出物理意義顯著的指數(shù),監(jiān)測(cè)地表覆蓋物的動(dòng)態(tài)變化程[4,5]。根據(jù)做PCA變換的具體操作的不同,該方法又有以下幾種方式:
3.2.2.1 差異主成份法
兩時(shí)相的影像經(jīng)糾正、配準(zhǔn)融合及精確的空間疊置之后, 先對(duì)影像作相差取絕對(duì)值處理, 從而得到一個(gè)差值影像。在此基礎(chǔ)上, 再對(duì)差值影像作PC變換。
3.2.2.2 多波段主成份變換
首先將兩時(shí)相的影像各波段進(jìn)行組合形成一個(gè)兩倍于原影像波段數(shù)的新影像,然后對(duì)該影像作PC變換。由于變換結(jié)果前幾個(gè)分量上集中了兩個(gè)影像的主要信息,而后幾個(gè)分量則反映出了兩影像的差別信息,因此可以試著抽取后幾個(gè)分量進(jìn)行波段組合來(lái)提取變化信息。
3.2.2.3 主成份差異法
本方法和差異主成份法所不同之處在于影像作PC 變換與差值處理的順序不一樣。要求先對(duì)兩時(shí)相的影像作PC 變換, 然后對(duì)變換結(jié)果作差值, 取差值的絕對(duì)值為處理結(jié)果。
3.2.3 變化矢量分析法
變化矢量分析法要求對(duì)兩時(shí)相的影像分別做纓帽變換, 取變換結(jié)果的第一和第二分量, 根據(jù)影像轉(zhuǎn)換的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)對(duì)上面的兩對(duì)分量做旋轉(zhuǎn)變換以使結(jié)果分別對(duì)應(yīng)兩時(shí)相的綠度(greenness) 和亮度brightness) 值,我們把它們記作G和B。以G值為橫軸,B為縱軸的坐標(biāo)系中, 通過(guò)以下的公式計(jì)算變化矢量的方向分量S(Saturation) 和幅度分量H (Hue) :
變化矢量結(jié)果中的V分量(Value) 由新舊兩時(shí)相影像作PC變換后取其第一分量而來(lái)。為表達(dá)變化信息,要將HSV空間的三個(gè)分量轉(zhuǎn)換為RGB三色進(jìn)行顯示。
3.2.4 光譜特征變異法
光譜特征變異法是運(yùn)用多源數(shù)據(jù)的融合技術(shù),將來(lái)自不同傳感器的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行融合,使變化區(qū)域呈現(xiàn)特殊的影像特征的一種方法。
以上的幾種方法的核心部分都是變化信息的提取,由此來(lái)發(fā)現(xiàn)土地利用中的變化信息并產(chǎn)生出變化模板,用此模板來(lái)指導(dǎo)目視判讀及人工解譯。
3.3 變化區(qū)域的提取
通過(guò)遙感影像處理的復(fù)雜性我們發(fā)現(xiàn),在處理不同影像時(shí)單一的變化信息提取的方法得到的模板反映不了所有的地類(lèi)變化信息,所以要求對(duì)變化信息的提取進(jìn)行幾種方法的結(jié)合處理。實(shí)踐表明比較有效的方法為閾值法、分類(lèi)法、人機(jī)交互解譯法、組合法。
4、驗(yàn)證過(guò)程及結(jié)果分析
4.1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)源
六景鎮(zhèn)位于橫縣西北部,是橫縣的新興的工業(yè)基地,同時(shí)也是廣西小城鎮(zhèn)建設(shè)的重點(diǎn)鎮(zhèn)、自治區(qū)小康示范鎮(zhèn)、全國(guó)重點(diǎn)鎮(zhèn),是南寧市工業(yè)衛(wèi)星城和市域副中心城市。本課題研究范圍主要是六景鎮(zhèn)所轄的全部土地,總 2005年影像 2010年影像
4.2驗(yàn)證區(qū)變化信息提取
本文的試驗(yàn)中選取了六景鎮(zhèn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行土地利用動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測(cè)的變化信息提取,運(yùn)用2005年10月03日和2010年12月28日的TM影像,主要使用了差值法、主成份分析法來(lái)提取變化信息,試驗(yàn)中對(duì)兩時(shí)相的數(shù)據(jù)進(jìn)行了以下處理。
4.2.1數(shù)據(jù)預(yù)處理
2005年和2010年的遙感影像已經(jīng)進(jìn)行了配準(zhǔn),因此主要根據(jù)研究區(qū)域的范圍對(duì)遙感影像進(jìn)行切割。
4.2.2 土地利用變化信息發(fā)現(xiàn)方法的選取
差值法:如圖1
差異主成份法:如圖2
多波段主成份變換:如圖3
主成份差異分析法:如圖4
對(duì)各種方法處理的結(jié)果進(jìn)行分析后,可以看出采用差值法處理的效果相對(duì)比較好(如圖1).因此我選擇這種方法處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行下一步的操作。
4.2.3土地利用變化信息提取
結(jié)合兩時(shí)相的遙感影像和六景鎮(zhèn)的二調(diào)影像數(shù)據(jù),對(duì)用差值法處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)督分類(lèi),分類(lèi)后的結(jié)果圖如下:
結(jié)果分析:對(duì)影像進(jìn)行差異主成份分析后,結(jié)合2010年城鎮(zhèn)土地利用調(diào)查數(shù)據(jù)以及六景二調(diào)的影像, 可以從影像中知道土地利用變化的主要流向,主要是農(nóng)用地轉(zhuǎn)變成建設(shè)用地。
5、結(jié)論
本文結(jié)果表明采用主成份分析的方法,再輔以變化模板的變化信息提取方法能滿(mǎn)足土地利用動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測(cè)的需要,同時(shí)也證實(shí)了變化信息提取方法的可行性,動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)變化信息自動(dòng)發(fā)現(xiàn)方法的發(fā)展趨勢(shì)表現(xiàn)為:
⑴充分利用已有的各種資料數(shù)據(jù),提高數(shù)據(jù)室內(nèi)處理精度,再結(jié)合野外調(diào)查進(jìn)行數(shù)據(jù)的抽樣調(diào)查和驗(yàn)證不能確定的變化圖斑。
⑵利用影像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí),應(yīng)盡量利用現(xiàn)有的影像數(shù)據(jù)。
⑶由于各方法發(fā)現(xiàn)的變化信息可能不一致,因此應(yīng)將各方法自動(dòng)發(fā)現(xiàn)的變化信息進(jìn)行綜合處理,充分利用各方法的優(yōu)缺點(diǎn),提高數(shù)據(jù)處理精度,而且要能同時(shí)得到變化信息前后時(shí)相的類(lèi)型屬性。
【參考文獻(xiàn)】
[1]王強(qiáng),彭嘉雄.基于輪廓的多源圖像的配準(zhǔn)[J].計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程,2002,30(5):1-4.
[2]王海暉,彭嘉雄,吳巍.一種多傳感器遙感影像的配準(zhǔn)方法[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2002,30(8):1-3.
中圖分類(lèi)號(hào):TP751 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2009)01-0131-02
遙感是一種遠(yuǎn)離目標(biāo),在不與目標(biāo)對(duì)象直接接觸的情況下,通過(guò)某種平臺(tái)上裝載的傳感器獲取其特征信息,然后對(duì)所獲取的信息進(jìn)行提取、判定、加工處理及應(yīng)用分析的綜合性技術(shù)。它是目前為止能夠提供全球范圍的動(dòng)態(tài)觀測(cè)數(shù)據(jù)的惟一手段。由于遙感提供的數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性高、覆蓋范圍廣、信息豐富客觀等優(yōu)點(diǎn),它已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于航空、航天、軍事偵察、災(zāi)害預(yù)報(bào)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、資源勘探、土地規(guī)劃與利用、災(zāi)害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、農(nóng)作物估產(chǎn)、氣象預(yù)報(bào)等很多軍事及民用領(lǐng)域,對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展起著重大的推動(dòng)作用。
在遙感圖像的分類(lèi)識(shí)別過(guò)程中,圖像的各種特征提取技術(shù)在其中扮演了重要角色。遙感圖像特征提取主要包括三個(gè)部分:光譜特征提取、紋理特征提取以及形狀特征提取。光譜信息反映了地物反射電磁波能量的大小,是圖像目視判讀的基本依據(jù)。在目前的遙感圖像處理研究中,多利用光譜特征,但隨著遙感技術(shù)的發(fā)展以及圖像解譯與分析工作的深入,人們發(fā)現(xiàn)僅僅使用遙感圖像的光譜特征,已經(jīng)不能有效地進(jìn)行計(jì)算機(jī)分析和自動(dòng)識(shí)別。文章基于此主要討論了光譜特征提取和紋理特征提技術(shù)。
一、常見(jiàn)的光譜特征提取方法
光譜特征是圖像中目標(biāo)物的顏色及灰度或者波段間的亮度比等,它通過(guò)原始波段的點(diǎn)運(yùn)算獲得。光譜特征的特點(diǎn)是,它對(duì)應(yīng)于每個(gè)像素,但與像素的排列等空間結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)網(wǎng)。光譜特征是一種地物區(qū)別于另一種地物的本質(zhì)特征,是組成地物成分、結(jié)構(gòu)等屬性的反映,正常情況下不同地物具有不同的光譜特征(在一些特殊情況下會(huì)出現(xiàn)同物異譜、同譜異物現(xiàn)象),因此根據(jù)地物光譜特征可以對(duì)遙感圖像進(jìn)行特征提取。
在遙感圖像的所有信息中最直接應(yīng)用的是地物的光譜信息,地物光譜特性可通過(guò)光譜特征曲線(xiàn)來(lái)表達(dá)。遙感圖像中每個(gè)像素的亮度值代表的是該像素中地物的平均輻射值,它隨地物的成分、紋理、狀態(tài)、表面特征及所使用電磁波波段的不同而變化。常用的光譜特征提取主要有以下幾種方法:
(一)主成分分析方法
主成分分析也稱(chēng)為K-L變換,是在統(tǒng)計(jì)特征基礎(chǔ)上的多維(如多波段)正交線(xiàn)性變換,也是遙感數(shù)字圖像處理中最常用的一種變換算法。線(xiàn)性變換方法進(jìn)行特征提取的目的是,從高維數(shù)據(jù)空間中,產(chǎn)生出一個(gè)合適的低維子空間,使數(shù)據(jù)在這個(gè)空間中的分布可以在某種最優(yōu)意義上描述原來(lái)的數(shù)據(jù)。主成分分析就是用得最多的一種線(xiàn)性變換方法,它產(chǎn)生一個(gè)新的圖像序列,使圖像按信息含量(或方差)由高到低排列,圖像之間的相關(guān)性基本消除。用前幾個(gè)主成分就可以表述原始數(shù)據(jù)中絕大多數(shù)信息含量,這是信息含量在最小均方差意義上的最優(yōu)解。
(二)基于遺傳算法的特征提取
基于遺傳算法的特征提取是一種結(jié)合了遺傳算法子空間搜索功能的低階特征提取算法,它不但包括了光譜特征提取功能,還結(jié)合了空間濾波和增強(qiáng),可以對(duì)其他特征進(jìn)行提取。通過(guò)評(píng)估適應(yīng)度函數(shù),并對(duì)染色體應(yīng)用選擇、雜交與變異等遺傳操作算子,產(chǎn)生理論上比上一代更可行的解。重復(fù)種群的遺傳操作過(guò)程,直到找到符合條件的最優(yōu)或者次優(yōu)解。由于特征空間的復(fù)雜性,有時(shí)候此方法并不一定有效。此外,以一種類(lèi)似于多項(xiàng)式擬合的技術(shù)也有一定的局限性,無(wú)法有效地表達(dá)特征空間中隱藏的頻率信息。
二、常見(jiàn)的紋理特征提取方法
紋理是圖像的重要特征之一,它反映了圖像灰度的性質(zhì)及其空間關(guān)系,是圖像中一個(gè)重要而又難以描述的特性。與其他圖像特征相比,紋理特征是一種不依賴(lài)于物體表面色調(diào)或亮度、反映圖像灰度的空間排列分布模式、能夠反映圖像中同質(zhì)現(xiàn)象的視覺(jué)特征。以紋理為主導(dǎo)的圖像稱(chēng)為紋理圖像。通常由各種觀測(cè)系統(tǒng)獲得的圖像大多是紋理圖像。很多自然景物圖像也可以看成紋理圖像。紋理分析技術(shù)主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容:紋理特征提取和紋理分割。以下主要介紹幾種常用的紋理特征提取方法:
(一)灰度共生矩陣法
灰度共生矩陣又稱(chēng)為灰度空間相關(guān)矩陣,是一種常用的紋理特征提取方法,它是圖像中兩個(gè)像素灰度級(jí)聯(lián)合分布的統(tǒng)計(jì)形式,能較好地反映紋理灰度級(jí)相關(guān)性的規(guī)律,圖像的灰度共生矩陣反映了圖像灰度關(guān)于方向、相鄰間隔、變化幅度的綜合信息,是分析圖像局部模式結(jié)構(gòu)及其排列規(guī)則的基礎(chǔ)。有了灰度共生矩陣就可分析圖像的紋理。在實(shí)際的應(yīng)用中,作為紋理分析的特征量,往往不是直接應(yīng)用計(jì)算的灰度共生矩陣,而是在灰度共生矩陣的基礎(chǔ)上再提取紋理特征量,稱(chēng)為二次統(tǒng)計(jì)量。由灰度共生矩陣生成的統(tǒng)計(jì)量能很好地描述紋理方面的定量信息。
(二)Laws紋理能量法
根據(jù)一對(duì)像素或其鄰域的灰度組合分布作紋理測(cè)量的方法,常稱(chēng)為二階統(tǒng)計(jì)分析方法。灰度共生矩陣是一種典型的二階統(tǒng)計(jì)分析方法。但是如果只依靠單個(gè)像素及其鄰域的灰度分布或某種屬性去作紋理測(cè)量,其方法就稱(chēng)為一階統(tǒng)計(jì)分析方法。顯然一階方法比二階方法簡(jiǎn)單。用一些一階分析方法作紋理分類(lèi),其正確率優(yōu)于使用二階方法。Laws的紋理能量測(cè)量法是典型的一階分析方法,也是有名的通過(guò)算子計(jì)算紋理特征的方法。
(三)空間自相關(guān)函數(shù)法
紋理常用地物表面結(jié)構(gòu)的粗糙程度來(lái)描述,粗糙性是紋理的一個(gè)重要特征,其粗糙性的程度與局部結(jié)構(gòu)的空間重復(fù)周期有關(guān)。周期大的紋理粗,周期小的紋理細(xì)。空間自相關(guān)函數(shù)是計(jì)算紋理測(cè)度的一種基本方法。紋理測(cè)度變化的傾向是小數(shù)值的紋理測(cè)度表示細(xì)紋理,大數(shù)值的紋理測(cè)度表示粗紋理。
(四)波變換以及小波包變換方法
過(guò)去紋理分析缺乏對(duì)不同尺度的紋理的有效分析,Gabor濾波和小波變換則可以克服此缺點(diǎn),小波變換繼承和發(fā)展了Gabor變換,不僅時(shí)頻窗口可以移動(dòng),而且窗口形狀也隨窗口中心頻率的變化而自動(dòng)調(diào)整。主要表現(xiàn)為在高頻處時(shí)間分辨率高,在低頻處頻率分辨率高,有“聚焦”特性,所以又叫“數(shù)字顯微鏡”。小波包變換是小波變換的推廣,其理論和算法都是基于小波變換的。小波包變換能夠在所有的頻率范圍進(jìn)行聚集,不但保留了小波分解的多分辨率特性,而且充分利用了紋理圖像豐富的細(xì)節(jié)信息,對(duì)遙感圖像的紋理特征進(jìn)行提取更具有優(yōu)勢(shì)。
三、結(jié)語(yǔ)
圖像特征是圖像分析的重要依據(jù),獲取圖像特征信息的操作稱(chēng)為特征提取。它作為模式識(shí)別、圖像理解或信息量壓縮的基礎(chǔ)是很重要的。由于圖像具有很強(qiáng)的領(lǐng)域性,不同的領(lǐng)域圖像的特征千差萬(wàn)別,與圖像所反映的對(duì)象物體的各種物理的、形態(tài)的性能有很大的關(guān)系,因而有各種各樣的特殊方法。遙感作為一種信息的獲取手段,在軍事、民用等領(lǐng)域具有重要意義,遙感圖像的分類(lèi)識(shí)別是一項(xiàng)非常重要的工作,而遙感圖像的特征提取是遙感圖像分類(lèi)識(shí)別的重要步驟,通過(guò)特征提取可以有效地降低數(shù)據(jù)空間的維數(shù),從而快速、準(zhǔn)確地對(duì)遙感圖像進(jìn)行分類(lèi)識(shí)別。文章分析了幾種常見(jiàn)的遙感圖像的光譜、紋理特征提取方法。
參考文獻(xiàn)
[1]張良培,李翠琳.基于小波變換的影像紋理特征提取試驗(yàn)[J].測(cè)繪信息與工程,2005,(6).
Abstract: The authors combine a city Metro survey area instance, describes the use of IMU / DGPS auxiliary digital aero photo grammar try technology inside and outside the industry, the integrated system digital topographic map of the process.Keywords: remote sensing; aerial technology; mapping; application
中圖分類(lèi)號(hào):P237文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):2095-2104(2012)
IMU/DGPS輔助空中三角測(cè)量突破傳統(tǒng)航空攝影測(cè)量需在測(cè)區(qū)實(shí)地逐一測(cè)量地面像控點(diǎn)的作業(yè)模式,僅需在航攝區(qū)域施測(cè)一個(gè)或幾個(gè)基準(zhǔn)站點(diǎn)和少量的對(duì)空地標(biāo)點(diǎn),利用安裝在飛機(jī)上的GPS接收機(jī)與地面上一個(gè)或幾個(gè)基準(zhǔn)站點(diǎn)上的GPS接收機(jī)同步連續(xù)觀測(cè)GPS衛(wèi)星信號(hào),連續(xù)采集GPS數(shù)據(jù),同時(shí)獲取航空攝影像片瞬間航攝儀快門(mén)開(kāi)啟脈沖,通過(guò)GPS載波相位測(cè)量差分定位技術(shù),處理解算機(jī)載GPS軌跡,從而獲取航攝儀曝光瞬間攝站的三維坐標(biāo),直接測(cè)定每張像片的6個(gè)外方位元素。這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于某市新城測(cè)區(qū)1∶1 000航測(cè)項(xiàng)目,其技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)于預(yù)期,與傳統(tǒng)航空攝影測(cè)量作業(yè)模式相比,外業(yè)地面控制的工作量大幅減少,作業(yè)效率極大提高,優(yōu)勢(shì)十分突出。
1 項(xiàng)目設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)與工藝特色
1.1 項(xiàng)目概況
測(cè)區(qū)位于某市新城,屬丘陵地貌,最低高程約28m,最高高程約110m,平均高程約50m,攝區(qū)總面積414 km2。測(cè)量面積350 km2。
1.2 航攝種類(lèi)
IMU/DGPS輔助數(shù)碼航空攝影,使用UCXp數(shù)碼航攝儀,鏡頭焦距為100?5mm, CCD像幅尺寸為103?86mm×67?86mm(17 310像元×11 310像元),像元尺寸為6μm。相對(duì)飛行高度為1 300m,航攝比例尺1∶12 200,攝影地面分辨率0?078m。水平能見(jiàn)度5 km,拍攝間隔6?5 s,航速180 km/h。航線(xiàn)敷設(shè)方向?yàn)闁|西方向,旁向重疊率按29%設(shè)計(jì),航向重疊率按65%設(shè)計(jì)。定位定向設(shè)備使用APPLANIX POSAV510型高精度系統(tǒng)及TRACK′AIR飛行管理系統(tǒng)。
1.3IMU/DGPS基準(zhǔn)站布設(shè)
DGPS工作的基本原理是利用參考站計(jì)算出誤差或誤差對(duì)定位結(jié)果的影響,供運(yùn)動(dòng)站修正自己的觀測(cè)值或定位結(jié)果。DGPS工作模式如圖1所示。
圖1DGPS工作模式示意圖
為了通過(guò)差分處理GPS數(shù)據(jù)解算得到精確航攝飛行軌跡,飛行期間,利用GPS連續(xù)跟蹤站進(jìn)行同步數(shù)據(jù)觀測(cè),GPS連續(xù)跟蹤站采樣間隔設(shè)置為1 s。飛行完畢,及時(shí)下載及備份每個(gè)GPS基站的觀測(cè)數(shù)據(jù),并通過(guò)約定的傳輸方式發(fā)送至航攝處,以檢查DGPS數(shù)據(jù)質(zhì)量是否滿(mǎn)足精度要求。UCXp數(shù)字影像的預(yù)處理工作主要是采用UCXp配套軟件對(duì)影像進(jìn)行幾何糾正、多波段配準(zhǔn)、輻射糾正、影像融合(真彩色影像、彩色紅外影像分別與全色波段的影像融合),將攝影得到的原始圖像轉(zhuǎn)換整合成標(biāo)準(zhǔn)的中心投影的數(shù)字圖像。
1.4 控制點(diǎn)布設(shè)
1.4.1 檢校場(chǎng)控制點(diǎn):位于檢校場(chǎng)每條航線(xiàn)的第3、6、9張航片處各布設(shè)一個(gè)平高控制點(diǎn)。同時(shí),在檢校場(chǎng)內(nèi)布設(shè)兩個(gè)檢查點(diǎn)以用于對(duì)檢校場(chǎng)空三的精度進(jìn)行檢查。
1.4.2 基準(zhǔn)站坐標(biāo):提供GPS連續(xù)跟蹤站的精確WGS-84坐標(biāo)成果。
1.4.3 精度驗(yàn)證區(qū)檢查點(diǎn):根據(jù)實(shí)際情況,在測(cè)區(qū)內(nèi)選定精度較弱區(qū)域作為驗(yàn)證區(qū),布設(shè)適當(dāng)?shù)目刂泣c(diǎn)作為檢查點(diǎn),抑或利用已有的在該區(qū)域的控制點(diǎn)成果和其他成果作為精度驗(yàn)證檢查點(diǎn)。
1.5 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
差分GPS解算基準(zhǔn)是WGS-84坐標(biāo)系,而測(cè)圖所需坐標(biāo)系為1980西安坐標(biāo)系。因此,需對(duì)WGS-84成果進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換方式有兩種:
1.5.1 由覆蓋該區(qū)域的準(zhǔn)確坐標(biāo)轉(zhuǎn)換七參數(shù)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換;
1.5.2由覆蓋該區(qū)域的最少5個(gè)控制點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,每個(gè)控制點(diǎn)有WGS-84和1980西安坐標(biāo)系的兩套坐標(biāo)成果。
1.6 外方位元素解算
采用集成傳感器定向方法進(jìn)行外方位元素解算,IMU/DGPS數(shù)據(jù)處理的基本流程為:
1.6.1 IMU/DGPS數(shù)據(jù)預(yù)處理;
1.6.2 載波相位差分GPS測(cè)量解算,得到每個(gè)采樣時(shí)刻的GPS準(zhǔn)確坐標(biāo);
1.6.3 引入DGPS結(jié)果,進(jìn)行IMU/DGPS數(shù)據(jù)后處理;
1.6.4 對(duì)檢校場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算,得到相機(jī)安裝時(shí)候的安裝偏心角結(jié)果;
1.6.5 利用安裝偏心角結(jié)果和IMU/DGPS數(shù)據(jù)后處理得到的檢校場(chǎng)外方位元素,進(jìn)行系統(tǒng)檢較得到系統(tǒng)差改正參數(shù),對(duì)測(cè)區(qū)外方位元素進(jìn)行改正;
1.6.6 根據(jù)測(cè)區(qū)大小將測(cè)區(qū)進(jìn)行加密分區(qū)劃分,以加密分區(qū)為單元,將檢校后的外方位元素作為帶權(quán)觀測(cè)值,同時(shí)引入加密分區(qū)四角控制點(diǎn)進(jìn)行區(qū)域網(wǎng)聯(lián)合平差,得到每張像片的高精度的外方位元素;
1.6.7 利用上述解算得到的外方位元素進(jìn)行前方交會(huì),量測(cè)地物點(diǎn)物方坐標(biāo),與實(shí)測(cè)坐標(biāo)比較,進(jìn)行精度評(píng)定。
1.7 三加密
1.7.1 在進(jìn)行像控點(diǎn)布設(shè)及測(cè)量之前,從測(cè)區(qū)中任選8航線(xiàn)14基線(xiàn)作為一個(gè)區(qū)域,先采用2航線(xiàn)進(jìn)行像控點(diǎn)測(cè)量,采用靜態(tài)GPS測(cè)量,高程采用2005年湖南省似大地水準(zhǔn)面精化成果應(yīng)用插值軟件進(jìn)行高程內(nèi)插,高程系為1985國(guó)家高程基準(zhǔn),最后得到像控點(diǎn)平面坐標(biāo)及正常高。
1.7.2 通過(guò)采用自動(dòng)空中三角測(cè)量軟件Geolord-AT,進(jìn)行各基線(xiàn)與各航線(xiàn)搭配的空三加密實(shí)驗(yàn),自動(dòng)空三加密實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,當(dāng)采用6航線(xiàn)6基線(xiàn)時(shí),經(jīng)檢測(cè),航線(xiàn)航空攝影精度、數(shù)字化影像內(nèi)定向、航線(xiàn)相對(duì)定向精度、測(cè)區(qū)多項(xiàng)式整體平差精度、測(cè)區(qū)光束法整體平差精度、各模型絕對(duì)定向殘差、測(cè)區(qū)加密點(diǎn)大地坐標(biāo)較差及每個(gè)區(qū)域網(wǎng)接邊精度均達(dá)到了《1∶500、1∶1 000、1∶2 000地形圖航空攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)規(guī)范》的要求。
1.8“內(nèi)外業(yè)一體化”成圖
1.8.1 利用GPS輔助航空攝影時(shí)獲取的航空像片影像數(shù)據(jù),采用Geolord-AT空中三角測(cè)量軟件,導(dǎo)人攝站的外方位元素、其他參數(shù)及控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程,完成框標(biāo)量測(cè)自動(dòng)內(nèi)定向、加密點(diǎn)自動(dòng)匹配、旁向連接點(diǎn)自動(dòng)轉(zhuǎn)點(diǎn)、加密點(diǎn)和地面控制點(diǎn)輸入定位,人工選刺觀測(cè)、自動(dòng)相對(duì)定向模型連接、多項(xiàng)式區(qū)域網(wǎng)整體平差、光束法區(qū)域網(wǎng)整體平差計(jì)算測(cè)區(qū)加密點(diǎn)平面坐標(biāo)及高程,得到這16個(gè)加密分區(qū)的空三加密成果。
1.8.2 利用一體化地理信息影像綜合判調(diào)軟件Geo-MapUpdateV3?0測(cè)制數(shù)字化地形圖。
2 成果的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析
某市航測(cè)項(xiàng)目采用IMU/DGPS輔助數(shù)碼航測(cè)技術(shù)及“內(nèi)外業(yè)一體化”成圖,總計(jì)用時(shí)約90天,與傳統(tǒng)航測(cè)、全野外數(shù)字化測(cè)繪比較,內(nèi)外業(yè)工作量減輕、減少,特別是外業(yè)工作大量壓縮,人、財(cái)、物配置得到充分合理優(yōu)化,工作效率、項(xiàng)目利潤(rùn)較大幅度提升。
3 結(jié)束語(yǔ)
采用IMU/DGPS輔助數(shù)碼航測(cè)新技術(shù),工藝流程自動(dòng)化程度高,工作量較大幅度減少,成圖周期短,生產(chǎn)成本低,測(cè)繪成果精度好,在未來(lái)測(cè)繪領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn):
中圖分類(lèi)號(hào):TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-0278(2013)07-199-01
一、遙感技術(shù)
隨著社會(huì)節(jié)奏的加快,特別是互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶來(lái)了信息全球化,計(jì)算機(jī)的利用更加廣泛的,所以在計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上利用遙感技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)已經(jīng)在各個(gè)行業(yè)中都有應(yīng)用,例如在地質(zhì)測(cè)繪中,利用遙感技術(shù)與GPS(地理信息系統(tǒng))的結(jié)合,利用各自的特色技術(shù)(如遙感的探測(cè)成像技術(shù)和GPS的導(dǎo)航定位技術(shù)),給地質(zhì)測(cè)繪帶來(lái)了很大的便利。在遙感技術(shù)中最大的應(yīng)用是動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),因?yàn)閯?dòng)態(tài)檢測(cè)是形成圖像的直接來(lái)源,動(dòng)態(tài)遙感檢測(cè)技術(shù)一般要經(jīng)過(guò)幾個(gè)步驟:數(shù)據(jù)的選擇、處理、信息變化的獲取和精度的檢驗(yàn)與評(píng)定。關(guān)于數(shù)據(jù)的選取:因?yàn)閿?shù)據(jù)信息必須是連續(xù),才會(huì)組成高精度以及比較全面的圖片信息,所以對(duì)于信息的獲取一般采用美國(guó)陸地探測(cè)衛(wèi)星和法國(guó)的地球觀測(cè)衛(wèi)星兩種得到的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn),然而信息是變化的,對(duì)于變化信息的獲取:就是在固定的一段時(shí)間內(nèi),對(duì)所要觀察的對(duì)象的一些相關(guān)資料產(chǎn)生變化量的大小來(lái)提取變化信息。這是在測(cè)繪領(lǐng)域中極為重要的應(yīng)用,通過(guò)不同時(shí)間內(nèi)記錄信息的變化量,來(lái)預(yù)測(cè)事物的變化規(guī)律。為了獲得信息的可靠性,所以有關(guān)信息的獲取的精度就比較重要,為了提高獲取信息精度需要,有時(shí)要結(jié)合其它資料進(jìn)行對(duì)比,當(dāng)精度要求特別嚴(yán)格時(shí),要利用地理信息系統(tǒng)等一些衛(wèi)星影像分辨率比較高的圖片做資料進(jìn)行補(bǔ)充。
二、遙感圖像處理技術(shù)
遙感圖像處理技術(shù),就是利用計(jì)算機(jī)的一些制圖工具把獲得遙感資料編輯成各種地圖,這個(gè)技術(shù)在測(cè)繪制圖和地理研究中起著十分重要的作用。其中關(guān)于在遙感圖像處理方面對(duì)于技術(shù)性的操作要求很高,其中包括空間分辨率與制圖比例尺、波普分辨率與波段、時(shí)間與時(shí)相分辨率。在空間分辨率與制圖比例尺的技術(shù)要求上:要考慮兩個(gè)主要因素,解譯目標(biāo)最小尺寸和地圖成圖比例尺。在遙感圖像的空間分辨率方面對(duì)于不同規(guī)模制圖對(duì)象的識(shí)別有著一定的要求,地圖比例尺與分辨率之間有著密切的關(guān)系。對(duì)于普通地圖的修改與更新中成圖比例尺和空間分辨率等一些其它圖片屬性都起到了很大的作用。波譜分辨率:是指?jìng)鞲衅魈綔y(cè)器件接收電磁波輻射所能區(qū)分的最小波長(zhǎng)范圍。波段的波長(zhǎng)范圍越小,波譜分辨率越高。也指?jìng)鞲衅髟谄涔ぷ鞑ㄩL(zhǎng)范圍內(nèi)所能劃分的波段的量度。波段越多,波譜分辨率越高。時(shí)間與時(shí)相分辨率:遙感圖像在時(shí)間分辨率上差別其實(shí)還是很大的,因?yàn)橛眠b感制圖的方式顯示制圖對(duì)象的動(dòng)態(tài)變化時(shí),不但要弄清楚研究對(duì)象其本身的變化周期,同時(shí)還要了解到有沒(méi)有與其相對(duì)應(yīng)的遙感信息源。遙感圖像是指某一瞬間內(nèi)地面實(shí)況的記錄,然而地理現(xiàn)象是不斷的變化。所以,在一系列按時(shí)間序列成像的多時(shí)相遙感圖像中,一定存在著最能揭示地理現(xiàn)象本質(zhì)的最佳時(shí)期的圖像。目前以選擇美國(guó)陸地探測(cè)衛(wèi)星和法國(guó)的地球觀測(cè)衛(wèi)星遙感信息為佳。
三、遙感圖像處理技術(shù)在測(cè)繪中應(yīng)用的意義與作用