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[摘要]遥感是以航空摄影技术为基础,在20世纪60年代初发展起来的一门新兴技术。开始为航空遥感,自1972年美国发射了第一颗陆地卫星后,标志着航天遥感时代的开始。经过几十年的发展,目前,遥感技术已广泛应用于各个领域,在测绘科学领域也有着广泛应用。
[关键词]遥感;测绘;分类;原理
1 遥感的概念
遥感通常是指通过某种传感器装置,在不与研究对象直接接触的情况下,获得其特征信息,并对这些信息进行提取、加工、表达和应用的一门科学技术。遥感科学与技术是在测绘科学、空间科学、电子科学、地球科学、计算机科学以及其他学科交叉渗透、相互融合的基础上发展起来的一门新兴边缘学科。它利用非接触传感器来获取有关目标的时空信息,不仅
着眼于解决传统目标的几何定位,更为重要的是对利用外层空问传感器获取的影像和非影像信息进行语义和非语义解译,提取客观世界中各种目标对象的几何与物理特征信息,从而为人们认识自然和改造自然提供科学的技术和方法,为国家和部门的重大决策和社会可持续发展提供科学依据和决策保障,为国防建设和国家安全提供可视化的军事情报服务。
2 遥感的分类及原理
按照遥感器的工作原理,可将遥感分为被动式遥感(Passive Remote Sensing)和主动式遥感(Active Remotesensing)两种,而每种方式又分为扫描方式和非扫描方式,其中陆地卫星使用的MSS(Muhispectrai Scanner)和TM(Thematic Mapper)属于被动式、扫描方式的遥感器,而合成孔径雷达(SAR-Synthetic Aper-ture Radar)属于主动式、扫描方式的遥感器。从遥感的定义中可以看出,首先,遥感器不与研究对象直接接触,也就是说,这里的“遥”并非指“遥远”;其次,遥感的目的是为了得到研究对象的特征信息;最后,通过传感器装置得到的数据在被使用之前,还要经过目标物的电磁波特征(电磁能量E、波长Z)辨别、影响因子分析(如太阳位置、大气状态、气象、季节、地表状态、遥感器性能及位置)、遥感器数据采集(根据图像数据、波段)、信息提取(计算机数据处理及人工图像判读)等处理过程,才能在农林、地质、水文、海洋、气象、环境等行业应用
3 遥盛在测绘中的应用
3.1 卫星遥感数字正射影像图(DOM)的制作原理
DOM的制作原理是依据其特点应用专业的地理信息遥感软件对原始感遥影像经过辐射校正、几何校正后,消除各种畸变和位移误差而最终得到具有包含地理信息和各种专题的卫星遥感数字正射影像地图。DOM具有一定几何精度的影像。影像植被信息齐全饱满,整体色调清晰均匀,反差适中。
3.2 卫星遥感数字正射影像图的应用
卫星遥感数字正射影像图的应用是比较广泛的,它可以应用在城市及区域规划、土地利用/土覆盖制图、地质和土壤制图、测绘(地形图的修补测及专题地图的制作)、农业、牧地、水资源、湿地制图、野生动植生态学、考古学、环境评价和地形分析及评价、城市虚拟景观的制作等等。
3.3 制作专题图
遥感专题地图的制作,是指在计算机制图环境下,利用遥感资料编制各类专题地图,这是遥感信息在测绘制图和地理研究中的主要应用之一。这里就其中一些关键的技术环节作重点阐释。
3.3.1 空间分辨率与制图比例尺的选择
空间分辨率即地面分辨率,是指遥感仪器所能分辨的最小目标的实地尺寸,即遥感图像上一个像元所对应的地面范围的大小。由于遥感制图是利用遥感图像来提取专题制图信息,因此在选择图像的空间分辨率时要考虑以下两个因素:一是解译目标的最小尺寸;二是地图的成图比例尺。空间不同规模的制’图对象的识别,在遥感图像的空间分辨率方面都有相应的要求。遥感图像的空间分辨率与地图比例尺有密切的关系。在遥感制图中,不同平台的遥感器所获取的图像信息,其可满足成图精度的比例尺范围是不同的。因此,进行遥感专题制图和普通地图的修测更新时,对不同平台的图像信息源,应该结合研究宗旨、用途、精度和成图比例尺等要求,予以分析选用,以达到实用、经济的效果。
3.3.2 波谱分辨率与波段的选择
波谱分辨率是由传感器所使用的波段数目(通道数)、波长、波段的宽度来决定的。
3.3.3 时间分辨率与时相的选择
遥感图像的时间分辨率差异很大,用遥感制图的方式反映制图对象的动态变化时,不仅要搞清楚研究对象本身的变化周期,同时还要了解有没有与之相对应的遥感信息源。如要研究森林病虫害的受灾范围、森林火灾蔓延范围或洪水淹没范围等现象的动态变化,必须选择与之相适应的短期或超短期时间分辨率的遥感信息源,显然只有气象卫星的图像信息才能满足这种要求;研究植被的季相节律、农作物的长势,目前以选择landsat-TM或SPOT遥感信息为宜。遥感图像是某一瞬间地面实况的记录,而地理现象是变化、发展的。因此,在一系列按时间序列成像的多时相遥感图像中,必然存在着最能揭示地理规象本质的“最佳时相”图像。“最佳时相”的涵义包括两个方面:第一,为了使目标不仅能被“检出”且能被“识别”,应要求信息有足够大的强度,还应是地理现象呈节律性变化中最具有本质特性的信息;第二,探测目标与环境的信息差异最大、最明显。事实上,由于受地物或现象本身的光谱特性等多种因素的综合影响,研究目标及对象的“最佳时相”的概念是不一样的。如编制地质地貌专题地图,选择秋末冬初或冬末春初的图像最为理想,因为这个时段的地面覆盖少,有利于地质地貌内在规律和分布特征的显示。总之,遥感图像时相的选择,既要考虑地物本身的属性特点,也要考虑同一种地物的空间差异。
4 结束语
遥感卫星图像的应用领域非常广阔,应用前景十分远大。这些图像产品将用在农业$环境监测、地图测绘、城市与区域规划、油气开发、通信、防灾、汽车导航、通信网络建设、民航和房地产销售等众多领域,其年销售额有望达到数十亿美元。特别是对于大比例尺地图的绘制、灾害的监测评估和构筑数字城市它具有巨大的应用潜力。而立体图像的直接获取更具吸引力#高分辨率商业遥感卫星图像和航拍照片、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、计算机处理、互联网等结合起来能进一步扩大应用能力。随着卫星遥感技术的发展“卫星遥感图像的精度会进一步提高”价格会逐渐下降“各种限制会愈来愈少”它必将为测绘技术做出巨大的贡献。
参考文献
[1]孙建中,潘强,城市信息技术与城市航空遥感,上海城市发展
[2]朱亮璞编,遥感图象地质解译教程,北京:地质出版社,1981
[3]吕斯骅编著,遥感物理基础,北京:商务印书馆,1981
[关键词]遥感;测绘;分类;原理
1 遥感的概念
遥感通常是指通过某种传感器装置,在不与研究对象直接接触的情况下,获得其特征信息,并对这些信息进行提取、加工、表达和应用的一门科学技术。遥感科学与技术是在测绘科学、空间科学、电子科学、地球科学、计算机科学以及其他学科交叉渗透、相互融合的基础上发展起来的一门新兴边缘学科。它利用非接触传感器来获取有关目标的时空信息,不仅
着眼于解决传统目标的几何定位,更为重要的是对利用外层空问传感器获取的影像和非影像信息进行语义和非语义解译,提取客观世界中各种目标对象的几何与物理特征信息,从而为人们认识自然和改造自然提供科学的技术和方法,为国家和部门的重大决策和社会可持续发展提供科学依据和决策保障,为国防建设和国家安全提供可视化的军事情报服务。
2 遥感的分类及原理
按照遥感器的工作原理,可将遥感分为被动式遥感(Passive Remote Sensing)和主动式遥感(Active Remotesensing)两种,而每种方式又分为扫描方式和非扫描方式,其中陆地卫星使用的MSS(Muhispectrai Scanner)和TM(Thematic Mapper)属于被动式、扫描方式的遥感器,而合成孔径雷达(SAR-Synthetic Aper-ture Radar)属于主动式、扫描方式的遥感器。从遥感的定义中可以看出,首先,遥感器不与研究对象直接接触,也就是说,这里的“遥”并非指“遥远”;其次,遥感的目的是为了得到研究对象的特征信息;最后,通过传感器装置得到的数据在被使用之前,还要经过目标物的电磁波特征(电磁能量E、波长Z)辨别、影响因子分析(如太阳位置、大气状态、气象、季节、地表状态、遥感器性能及位置)、遥感器数据采集(根据图像数据、波段)、信息提取(计算机数据处理及人工图像判读)等处理过程,才能在农林、地质、水文、海洋、气象、环境等行业应用
3 遥盛在测绘中的应用
3.1 卫星遥感数字正射影像图(DOM)的制作原理
DOM的制作原理是依据其特点应用专业的地理信息遥感软件对原始感遥影像经过辐射校正、几何校正后,消除各种畸变和位移误差而最终得到具有包含地理信息和各种专题的卫星遥感数字正射影像地图。DOM具有一定几何精度的影像。影像植被信息齐全饱满,整体色调清晰均匀,反差适中。
3.2 卫星遥感数字正射影像图的应用
卫星遥感数字正射影像图的应用是比较广泛的,它可以应用在城市及区域规划、土地利用/土覆盖制图、地质和土壤制图、测绘(地形图的修补测及专题地图的制作)、农业、牧地、水资源、湿地制图、野生动植生态学、考古学、环境评价和地形分析及评价、城市虚拟景观的制作等等。
3.3 制作专题图
遥感专题地图的制作,是指在计算机制图环境下,利用遥感资料编制各类专题地图,这是遥感信息在测绘制图和地理研究中的主要应用之一。这里就其中一些关键的技术环节作重点阐释。
3.3.1 空间分辨率与制图比例尺的选择
空间分辨率即地面分辨率,是指遥感仪器所能分辨的最小目标的实地尺寸,即遥感图像上一个像元所对应的地面范围的大小。由于遥感制图是利用遥感图像来提取专题制图信息,因此在选择图像的空间分辨率时要考虑以下两个因素:一是解译目标的最小尺寸;二是地图的成图比例尺。空间不同规模的制’图对象的识别,在遥感图像的空间分辨率方面都有相应的要求。遥感图像的空间分辨率与地图比例尺有密切的关系。在遥感制图中,不同平台的遥感器所获取的图像信息,其可满足成图精度的比例尺范围是不同的。因此,进行遥感专题制图和普通地图的修测更新时,对不同平台的图像信息源,应该结合研究宗旨、用途、精度和成图比例尺等要求,予以分析选用,以达到实用、经济的效果。
3.3.2 波谱分辨率与波段的选择
波谱分辨率是由传感器所使用的波段数目(通道数)、波长、波段的宽度来决定的。
3.3.3 时间分辨率与时相的选择
遥感图像的时间分辨率差异很大,用遥感制图的方式反映制图对象的动态变化时,不仅要搞清楚研究对象本身的变化周期,同时还要了解有没有与之相对应的遥感信息源。如要研究森林病虫害的受灾范围、森林火灾蔓延范围或洪水淹没范围等现象的动态变化,必须选择与之相适应的短期或超短期时间分辨率的遥感信息源,显然只有气象卫星的图像信息才能满足这种要求;研究植被的季相节律、农作物的长势,目前以选择landsat-TM或SPOT遥感信息为宜。遥感图像是某一瞬间地面实况的记录,而地理现象是变化、发展的。因此,在一系列按时间序列成像的多时相遥感图像中,必然存在着最能揭示地理规象本质的“最佳时相”图像。“最佳时相”的涵义包括两个方面:第一,为了使目标不仅能被“检出”且能被“识别”,应要求信息有足够大的强度,还应是地理现象呈节律性变化中最具有本质特性的信息;第二,探测目标与环境的信息差异最大、最明显。事实上,由于受地物或现象本身的光谱特性等多种因素的综合影响,研究目标及对象的“最佳时相”的概念是不一样的。如编制地质地貌专题地图,选择秋末冬初或冬末春初的图像最为理想,因为这个时段的地面覆盖少,有利于地质地貌内在规律和分布特征的显示。总之,遥感图像时相的选择,既要考虑地物本身的属性特点,也要考虑同一种地物的空间差异。
4 结束语
遥感卫星图像的应用领域非常广阔,应用前景十分远大。这些图像产品将用在农业$环境监测、地图测绘、城市与区域规划、油气开发、通信、防灾、汽车导航、通信网络建设、民航和房地产销售等众多领域,其年销售额有望达到数十亿美元。特别是对于大比例尺地图的绘制、灾害的监测评估和构筑数字城市它具有巨大的应用潜力。而立体图像的直接获取更具吸引力#高分辨率商业遥感卫星图像和航拍照片、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、计算机处理、互联网等结合起来能进一步扩大应用能力。随着卫星遥感技术的发展“卫星遥感图像的精度会进一步提高”价格会逐渐下降“各种限制会愈来愈少”它必将为测绘技术做出巨大的贡献。
参考文献
[1]孙建中,潘强,城市信息技术与城市航空遥感,上海城市发展
[2]朱亮璞编,遥感图象地质解译教程,北京:地质出版社,1981
[3]吕斯骅编著,遥感物理基础,北京:商务印书馆,1981