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遙感衛星影像技術范文1
【關鍵詞】 衛星遙感 影像圖 制作
隨著科學技術的快速發展，人類社會已步入數字化信息時代。數字信息在促進我國國民經濟以及社會發展中發揮著重要作用。傳統的數字正射影像生產過程主要包括：DEM的生成及數字正射影像的生成、內業的空中三角測量加密、外業控制點的測量、航空攝影等，在數字影像處理過程中，其耗時長、成本高，精確度低等特點[1]。因此，傳統的地形圖已無法滿足快速發展的現代社會需求。數字正攝像圖具有信息豐富、直觀性強、精確度高的特性，其正被廣泛應用于土地動態監測、道路設計、農田水利建設、防洪抗災等領域，隨著科技的飛速發展，高精確度的正攝影像圖對我國具有非常重要的意義。
1 數字正射影像圖的發展現狀
近年來，計算機技術及數字正攝影像圖生產技術迅猛發展，數字正射影像圖在城市規劃、建設及管理中發揮著重要作用。數字正射影像圖正被城市規劃專家廣泛認同，其在實踐中的應用也得到進一步發展。目前，城市在獲取基礎信息以及更新圖像數據庫時，大多采用數字正射影像圖。
自20世紀60年代以來，遙感一詞受到社會的廣泛關注。遙感是指通過對遙遠地方的目標物進行探測，并對獲取的信息進行分析研究，進而確定目標物的特有屬性，以及目標物之間的關系[2]。而衛星遙感影像是指運用現代衛星遙感技術獲取地球表面的客觀實在物，并對物體進行數據分析，然后制作成影像圖，最后服務于實際應用。目前，世界各國政府及有識之士已達成“數字地球”的共識，他們都在為取得信息時代的戰略制高點兒付出巨大的努力。在此背景下，我國也將“數字中國”提上議事日程，而“數字城市”是“數字中國”的重要組成部分，其在我國經濟發展中發揮著重要作用。遙感信息是“數字城市”的重要內容，正影像圖的精確度關系著我國數字城市的發展進程。隨著遙感信息技術的快速發展，人們對遙感信息的內在規律也日益了解，遙感信息已被廣泛應用與城市的多個領域中。數字正射影像圖在規劃城市建設、提高城市環境及社會經濟效益方面起著非常重要的作用。
城市景觀模型是城市現狀的表現形式，其對于城市規劃中具有重要的作用。傳統的城市景觀模型無法展現城市的真實情況，應用數字正射影像圖建立數字城市三維景觀模型，既提高了精度，又可多角度瀏覽城市景觀，為城市建設和國民經濟發展提供決策依據。當前，利用遙感信息構建數字景觀模型的技術已日漸成熟，應用衛星遙感數據采集城市的平面信息并利用已有數字高程模型數據，可以制作成高精度的數字正射影像圖。
2 數字正射影像圖的制作存在的主要技術難點
2.1 攝像圖像拼接縫隙較明顯
當前，立體像對之間存在很大的灰度反差，如果重疊區域的鑲嵌線處理不當，那么，人們會發現一幅圖中存在幾條很明顯的反差縫隙，從而造成視覺上的不接邊。因此，為了保證影像的質量，提高影像圖的額鑲嵌效果，作業員應在投影差較小的區域鑲嵌反差線，并盡可能選擇靠近街道、河流、公路等區域，并禁止利用向前線分割整體的建筑物。在鑲嵌影像時，作業員應采用羽化的方式，并避免出現硬街邊。完成影像鑲嵌后，作業員應開始對影像進行分幅，對于出現的雜點應進行再次處理。
2.2 建筑物變形嚴重
在對數字正射影像圖進行糾正時，大多采用平均高程建構地面圖形，并突出平均高程平面的建筑物。由于高程建筑存在較大的投影差，因此，數字正射影像圖容易發生變形。在采集突出建筑物的數據時，作業員應分別采集突出建筑物以及非突出建筑物，并保證這兩者的特征線不相交。在刪除非突出建筑物特征線的數據時，作業員應對突出建筑物的特征線進行數據計算，并計算生成DEM，唯有這樣糾正影像，才能保證建筑物不變形；在刪除突出建筑物特征線的數據時，作業員應保留其特征線的數據，并計算生成DEM。
2.3 正射影像圖內色彩不均勻
利用衛星遙感進行圖像拍攝的過程中，其中間亮而四周暗，有些上邊亮而下邊暗，因此，在拍攝過程中，作業員如果對攝像圖片處理不得當，那么后期制作出的DOM色彩將失真，并出色彩不均勻的情況，其嚴重影像數據判斷。
當前，作業員在處理原理影像時，大多采用中科院的DUX航測影像處理軟件。運用DUX航測影像處理軟件對原始影像的色彩進行勻光勻色。勻光處理參數主要有兩類：一是確定有效范圍以及景物處理系數；二是調整影像的亮度、色彩、敏感度參數。其具體步驟是：首先，對原始影像進行勻光處理；然后，成批打開相關影像數據，并分批進行勻光處理，在做勻色處理時，作業員應調整每條航帶首尾影像，并采用“λ自適應”進行調整；最后，根據調整紅啊的首尾影像對中間影像進行自動匹配，并分批處理勻色生成的影像。
3 數字正攝影像圖的制作原理
數字正射影像圖（Digital Orthophoto Map，縮寫DOM）是利用DEM對經過掃描處理的數字化航空像片或遙感影像（單色或彩色），經逐像元進行輻射改正、微分糾正和鑲嵌，并按規定圖幅范圍裁剪生成的形象數據，帶有公里格網、圖廓（內、外）整飾和注記的平面圖[3]。數字正射影像圖與我們平時看到的地圖不同，它是我們地面信息在影像圖上的真實反映，它不僅不存在變形，還比普通地圖豐富，其可讀性更強。數字正射影像圖可作為背景信息，我們可從中提取所需的自然資源以及社會信息，其為防治自然災害以及規劃公共設施等方面提供了很多可要的依據。
數字正攝影像圖的制作原理是：依據正攝影像的特點，應用專業的地理信息遙感軟件對原有的影像圖進行輻射矯正以及幾何矯正后，它可以消除各種因畸形及位移誤差，從而獲得較為準確的地理細膩下以及各種衛星遙感數字正射影像圖。當前，國內外使用的數字攝影測量儀主要是：Jx-4A全數字攝影測量系統，其是我國四維北京公司開發的測量系統；ImageS-tation工作站，它是美國Intergraph公司開發的測量系統；VituoZo系統，它是武漢適普公司開發的系統。這些測量系統都能制作出各種比例的正射影像圖，而且，他們的制作原理是一樣的，他們都是對數字進行微分糾正[4]。
數字正攝影像圖的制作原理是：首先，依據影像紋理配成立體像對，在此基礎上，生成數字高程的模型；然后，對配成的像元進行數字微分糾正，并生成正射影像圖[5]。這種制圖方式，可以保證圖像質量，并延長器成圖周期，其對作業員的綜合素質要求很高。因此，在運用數字正射影像圖進行制圖時，作業員應深入了解全數字攝影測量系統，并提高自身計算機圖形圖像處理知識，從而不斷提高自身工作能力。
4 遙感正射影像圖的制作
4.1 收集原始衛星影像圖
近年來，遙感技術不斷發展，遙感衛星影像層出不窮。在利用遙感方法制作圖時，原始衛星影像數據主要選用Ikonos、World View及QuickBird等。這些影像數據具有文件數據量大、地面分辨率高、便于管理的優勢，因此，被廣泛應用于高精度正射影像圖制作。
4.2 影像圖的糾正、配準及融合
第一，利用GPS控制點對影像進行糾正。利用衛星遙感數據制作正攝影像圖時，作業員采集到第一批衛星影像資料后，就開始對影像進行影像控制，并利用GPS做影像控制。影像圖糾正的實質是對中心投影的影像數源進行正射糾正，并形成正射影像圖[6]。作業員可利用現有的1：500、1：2000以及1：5000對地形圖資料進行影像糾正，在一定程度上可節約成本，縮短了工期，從而提高了工作效率，并確保了影像精確度。
第二，在完成影像糾正后，作業員應對多光譜影像進行配準。影像配準的目的是識別兩幅或多幅影像之間的同名像點。其中，影像配準的方法有：灰度配準；特征配準。
第三，在完成影像配準后，作業員應對不同分辨率的遙感圖像進行融合處理，并確保融合后的遙感圖像既具備良好的空間分辨率，有具有多光譜的特征，從而實現增強圖像的目的。在融合圖像分辨率的過程中，作業員應配準前兩幅圖像并在處理處理過程中，選擇合適的融合方法。只有精確地配準不同空間分辨率的圖像時，作業員才能得到滿意的融合效果。
第四，在支座遙感正射影像圖時，作業員應選用具備遙感影像配準標準的融合系統Cyberland，來對影像圖進行糾正、配準及融合。當前，QcickBird全色影像以及QcickBird多光譜影像是應用較為廣泛的影像制圖軟件。。
4.3 無縫鑲嵌影像圖
影像圖鑲嵌是指對若干幅相鄰的遙感數字圖像進行幾何鑲嵌、去重疊、色彩調整等數字化處理，然后將其拼合成一幅完整的新影像圖。在應用遙感圖像時，幾幅影像圖的交接處可能會存在較大的縫隙，需多幅圖像才能覆蓋縫隙，因此，他們需要研究該區域的圖像配準，并將這些圖像鑲嵌氣力啊，從而更好得進行處理、分析及研究。影像鑲嵌過程如下：
第一，確定影像重疊區域。相鄰圖像的重疊區域是遙感圖像鑲嵌工作的實施地，也是其他工作的基準。例如，影像色調的調整、影像的幾何鑲嵌、去影像重疊區都是以影像圖的重疊區作為基準的。因此，影像圖之間的重疊區域的確定是否準確直接關系到影像圖鑲嵌的效果。
第二，調整影像色調。影像圖的色調調整是遙感影像圖鑲嵌工作的重要內。由于影像圖存在不同的時相以及不同的成像條件，再加上需鑲嵌的影像圖具有不同水平的輻射以及較大的亮度差異，必須對影像的色調進行調整。如果不對影像圖進行色調色調，那么即使影像圖的幾何位置配準很優秀，鑲嵌在一起的影像圖也無法應用于實際工作中。色調調整時影像制圖中的重要環節。雖然有些遙感影像圖的成像時相與成像條件相接近，但是，衛星遙感器的隨機誤差會導致圖像的色調不一致，這將影像圖像的實際應用效果，因此必須對衛星遙感影像圖進行色調調整。
第三，圖像鑲嵌。在完成重疊區域確定以及色調調整后，作業員可對相鄰影像圖進行鑲嵌。圖像鑲嵌是指找出相鄰影像圖需鑲嵌圖像的重疊區的接縫線。因此，重疊區域接縫線的質量直接關系到影像圖的鑲嵌效果。在對影像圖進行鑲嵌的過程中，作業員即使對影像圖進行色調調整后，影像圖接縫處的色調也會不一致，因此，作業員需對影像重疊區域的色調進行平滑，提高鑲嵌的亮度，這樣才能保證影像鑲嵌后的無縫隙存在。
第四，在對影像圖進行鑲嵌的過程中，作業員應采用專業的影像處理系統。ImageXuite是專業的影像處理系統，其影像勻光及鑲嵌功能較為強大。作業員通過對影像圖進行勻光、勻色以及色調調整等，從而生成無縫鑲嵌的影像。
ImageXuite是影像圖鑲嵌的重要軟件，其在大多數情況下勻光效果顯著，并實現較好的無縫影像鑲嵌。但是ImageXuite軟件具有一些缺陷，例如，對影像的調色功能不強，在勻光的所有影像都偏暗時，ImageXuite的處理效果不佳，這是，作業員需配以Photoshop軟件，通過運用Photoshop軟件對影像進行調整，直到較好效果，然后將調整好的影像作為主影像，最后再對其他影像進行勻光處理，經過這些程序后，作業員即可獲得一幅效果較好的影像圖。
5 結語
隨著科學技術的迅猛發展，衛星遙感技術取得了長遠的進步，其影像圖的成圖精度越來越來高。目前，人類社會已步入數字化信息時代，數字信息在促進我國國民經濟以及社會發展中發揮著重要作用。衛星遙感技術融合了現代信息技術以及智能化遙感信息處理技術，其為城市規劃、了解區域環境等方面提供了技術支撐。正攝影像圖是利用DEM對掃描出的衛星遙感影像進行微分糾正、輻射改正以及鑲嵌等，并依據規定裁減出形象數據，從而形成影像圖。數字正攝像圖具有信息豐富、直觀性強、精確度高的特性，其正被廣泛應用于土地動態監測、道路設計、農田水利建設、防洪抗災等領域，隨著科技的飛速發展，高精確度的正攝影圖對我國具有非常重要的意義。
參考文獻：
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遙感衛星影像技術范文2
【關鍵詞】衛星遙感技術;數據;信息;正射影像圖;制作
引言
21世紀信息科技時代的到來，衛星遙感技術也在不斷的更新、完善之中。目前的衛星遙感技術在用于制作正射影像圖方面效果顯著，并且成圖的精準度越來越高，遠遠超過比例尺地形圖的精準度。衛星遙感技術在城市建設、城市規劃以及了解環境狀況和資源狀況方面具有強大的支撐作用。采用衛星遙感技術制作的城市影像圖具有目標辨認難度小、內容清晰、比例尺大以及轉釋較容易的優勢，這項技術已經廣泛應用于社會生產和發展的各個層面。該項技術還有助于治理生態環境、搜集專業信息、監測工程項目以及防止各種自然災害等工作的開展。
1.國內外普遍流行的衛星影像圖收集方式
隨著新科技革命的不斷深入，衛星遙感技術日新月異，目前國際上較為早期出現的衛星遙感技術是來自美國的Earth watch 衛星數據資源庫的QuickBird衛星影像，這款衛星影像的地面全色分辨率達到0.61m，成像款幅度達到16.5×16.5/km2，隨后美國相繼推出了Space imaging Ikonos和Land sat TM衛星遙感影像，這寬兩款衛星遙感較Earth watch的QuickBird的影像效果以及成像款幅度都有所提升。俄羅斯生產了一款Spin-2衛星影像，這款衛星影像在地面分辨率方面雖然不及美國的Land sat TM衛星遙感，但是其成像款幅度可以達到200×300/km2卻與美國的三種衛星影響有明顯的優勢。
2.衛星影像圖的糾錯、配準以及統一融合
2.1 數字糾錯
光學糾錯儀是一款用于將航拍模擬攝影片轉化為平面圖的工具，主要適用于傳統的框架模幅式的航拍攝像畫面的數字影像[1]。現階段出現了許多新鮮的衛星數字遙感技術，這些技術的影響數據采用傳統的光學糾錯儀就不能很好地轉化。因此，數字微分糾錯技術由此誕生。這是一項通過地面的有效參數以及數字地面的基本雛形，在設置適當的構想公式，并依據適當的數學模型控制范圍和控制點將航拍攝像畫面的數字影像轉化為正射影像圖的。這種技術不僅簡單、方便，而且適用范圍較廣，已經成為國內外普遍使用的數字糾錯技術。
2.2 影像糾錯
在影像糾錯過程中首先要明確兩點：
其一，GPS控制點是影像糾錯的關節點。
其二，采用相應的比例尺糾錯是完善影像糾錯的后續工作。在利用遙感衛星數據制作正射影像圖時，首先利用GPS的各個方位的控制點將影像的大致形體構造穩定，然后手動微調影像控制畫面。
最后在根據不同的比例尺的標準（一般以1：5000、1：2000、1：500為參考標準），對已經做好影像畫面的地形圖資料最后的影像糾錯[2]。在明確這兩個關鍵點后，制作出來的正射影像圖必然更加逼真、精準。
2.3 多光譜影像的配準
在應經完成糾錯的影像資料上在加以多光譜影像的配準，換句話說就是兩幅或者兩幅以上的影像進行對比、匹配，找出差異點，并在最終定稿的影像資料上進行補充。多光譜影像的配準一般根據特征和灰色度來進行。
2.4 影像的統一與融合
影像的統一與融合是指，將不同分辨率的衛星遙感數據影像資料進行統一并融合處理，經過統一融合處理過的影像資料其空間分辨率較高、目標識別較容易、有具有多光譜的效果，讓人初次看上去就有生動形象的畫面感[3]。在進行這部分操作的關鍵在于影像數據的糾錯以及多光譜影像的配準，只有這兩個步驟做到完備，那么影像的統一融合效果就會更佳。
3.衛星影像圖的構型
衛星影像正射圖的制作是一項極其復雜、涉及面廣泛的工作，主要包括前期的衛星遙感影像數據資料的采集，數字與圖像資料的糾錯、多光譜影像的配準、影響的統一和融合以及影像制作后期對重疊區、色調以及圖像的調整和嵌入等[4]。圖像的調整和嵌入需要將大量分辨率不同、形狀不同、研究區和交界處不同的圖像資料整合起來，再進行糾錯、配準和最后圖片的鑲嵌。因此，制作一幅效果良好、比例均衡的數字影像鑲嵌圖要經歷以下三個步驟。
首先，找準重疊區。衛星影像正射圖的制作過程中面對大量的圖片，可能會出現研究區域重疊、交接處重疊或者圖形重復等情況，這些情況是非常常見的。但是如何將這些重疊區尋找出來并在圖形資料中標記，有利于后期的圖像鑲嵌呢？這里就必須要注意到以下兩個方面：其一，找準相鄰圖像的重疊區域;其二，確定重疊區域后要以不同的記號標注。
其次，調整色調。調整色調是正射影像圖制作中一個重要環節，不同分辨率、不同成像條件或者圖片之間存在許多差異的圖像，由于要實現衛星影像正射圖的完整效果，因此鑲嵌的圖像的差異性較大、輻射水平不同的話，會嚴重因想到圖像形成的最后質量，圖像的光感度、亮度的差異也就會千姿百態，不能夠成為一幅比例均衡的衛星影像正射圖。因此，這個環節中要注重圖像色彩、色調的調節。因此，在調節色彩和色調時要尋找顏色相近、色調差異小的圖像，而色彩差異較大的圖像，要采用專門的技術對其進行調整，以實現整體效果。
最后，圖像嵌入。在確認重疊區和調整色調兩個步驟完成之后，就是最后的圖像嵌入工作了。這個環節必須要注意的就是尋找色彩相近、位置相鄰的圖像進行鑲嵌，嵌入時須在兩幅待嵌入的圖像中確認一條連接縫合線。這條連接縫合線的質量與最后圖像嵌入的效果好壞息息相關，因此連接縫合線的選擇必須萬無一失。兩幅嵌入的圖像在嵌入過程中在連接縫處也許會出色調不一致的情況，這時必須利用亮度潛入的方法對兩幅的圖像的色調進行最后的調整，調整至視覺感官和諧為止，這樣一來，連接縫合處的破綻才不至于一眼就能探出。
4.結束語
衛星影像正射圖的制作是一項極其復雜、涉及面廣泛的工作，主要包括前期的衛星遙感影像數據資料的采集，數字與圖像資料的糾錯、多光譜影像的配準、影響的統一和融合以及影像制作后期對重疊區、色調以及圖像的調整和嵌入等。利用衛星遙感數據來制作正射影像圖時，在實施數字與圖像資料的糾錯、多光譜影像的配準、影響的統一和融合這三項操作時一般使用真悶的遙感影像操作軟件Cyberland，在進行影像制作后期對重疊區、色調以及圖像的調整和嵌入這三項操作時，一般采用專業的影像處理系統ImageXuite。
參考文獻
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[2]劉鵬，黃國清，車風.淺談高質量數字正射影像圖的制作[J].城市勘測，2012（5）：80.
遙感衛星影像技術范文3
關鍵詞：遙感影像；空間數據；環境監測
中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 12-0000-01
一、遙感的基本概念與原理
（一）遙感概述。遙感技術是20世紀60年代在航空攝影測量的基礎上迅速發展起來的一門綜合性空間數據采集技術。所謂的遙感，就是從遠處在不直接接觸地表目標物和現象的情況下，獲取其信息的科學和技術。遙感具有以下特點：探測范圍廣，能夠提供綜合宏觀的視角；獲取手段多樣，獲取的信息量大；獲取信息快，更新周期短，可進行動態監測；全天候作業；遙感技術可以根據不同的目的和任務，選用不同的波段和不同的遙感儀器，取得所需的信息等等。
（二）遙感的物理基礎。不同地物具有不同的電磁波輻射特性，表現在遙感圖像上就具有不同的圖像特征。電磁波是由振源發出的由交變電場和磁場相互激發在空氣中傳播的電磁震蕩。而我們將不同電磁波段透過大氣后衰減的程度不一樣原因進行了介紹，可知有些波段的電磁輻射能夠透過大氣層時衰減較小，即透過率較高，這個波譜范圍，叫做“大氣窗口”。
遙感除了利用上述的大氣窗口作為工作波段外，有些氣象衛星是選擇非透明區作為大氣波段（如水汽，二氧化碳，臭氧吸收區），以測量它的含量，分布，溫度等，不同的大氣投射窗口對應于不同的光譜范圍，適于使用不同的傳感器，因此，研究地面的光譜特性，選用合適的大氣透射窗口和傳感器對于提高遙感探測的質量具有十分重要的意義。
二、遙感平臺與傳感器
（一）遙感平臺。遙感數據獲取是在由遙感平臺和傳感器構成的數據獲取技術系統的支持下實現的。遙感平臺可以分為地面平臺、航空平臺和航天平臺三種。由于各種平臺和傳感器都有自己的適用范圍和局限性，因此往往隨著具體任務的性質和要求的不同而采用不同的組合方式，從而實現在不同高度上應用遙感技術。
遙感平臺主要依據遙感圖像的空間分辨率，一般的說，近地遙感具有較高的空間分辨率，但觀察范圍較小，而航空遙感地面分辨率雖然中等，但其觀測范圍廣，航天遙感地面分辨率低，但覆蓋范圍廣。
（二）傳感器傳感器一般由采集單元、探測與信號轉化單元、記錄與通信單元組成。各種衛星通過不同的遙感技術實現不同的用途。各種衛星通過不同的遙感技術，實現了不同的用途。數字工程中常用的遙感數據有Landsat和TMM遙感、SPOT和Radarsat以及我國的資源衛星數據和高分辨率衛星遙感數據。傳感器的類型大類上分為主動式和被動式，其中又各分為非圖像式和掃描圖像式。
三、遙感圖像及其特征
遙感的核心問題就是不同地物的反射輻射或發生輻射在各種遙感圖像上的表現特征的判別，當然，不同的目的的需要精心的設計對于遙感成像的方式或選擇波段，這樣我們才能使不同的地物在圖像特征區別。遙感圖像反映的信息主要有幾何信息，波譜信息，空間信息和時間信息等。
（一）幾何特征。遙感圖像不僅反映了地物的波譜信息，而且還反映了地物的空間信息形成特征，一般包括空間頻率信息，邊緣線性構造清息，結構或紋理信息以及幾何信息等。影響遙感空間信息的主要因素有傳感器的空間分辨率、圖像投影性質、比例尺和幾何熵變等。
（二）光譜信息。遙感圖像中每個像元的亮度值代表的是該像元中地物的平均輻射值，它是隨地物的成分、紋理、狀態、表面特征及所使用電磁波段的不同而變化的。遙感圖像的信息雖主要取決于兩個因素：波譜分辨率和空間分辨率。前者主要影響波譜信息量，后者主要影響空間信息量。多波段圖像的信息量除上述兩個因素外還與波段的選擇和數目有關。
（三）時間特征。同一地物對象由于其在不同的階段含有不同的成分等原因造成對象在不同階段具有不同的光譜特性，表現在遙感圖像上就是該地物在不同時間段的圖像上具有不同的圖像特征。時相主要影響圖像的處理效果，利用對泳衣區域各個階段分別進行遙感，加以對比而研究，則可以獲取該區域的連續變化特征。
四、遙感處理的基本流程與技術
利用遙感的手段進行數字工程空間信息更新時，應用需求以及衛星影像數據處理流程會有所不同，但是主要的過程和技術方法基本一致，在利用遙感影像進行空間數據更新的關鍵技術和流程主要可歸納為一下幾個方面：遙感波段（衛星遙感數據）選擇；衛星影像讀入；衛星遙感影像處理技術；信息提取技術；矢量編輯與地圖更新技術。
五、遙感應用
隨著衛星數據圖像空間分辨率、光譜分辨率及時間分辨率的不斷提高，以及遙感數據購買費用的逐步下降，衛星數據圖像的應用領域越來越廣，從圖像中提取信息的要求也越來越多，遙感已經成為獲取地面信息的主要手段。
利用遙感技術可以制作各種遙感相關產品――數字正射影像（DOM）、數字線劃圖（DLG）、數字高程（地形）模型（DEM/DTM）、數字柵格模型（DRG）等4D產品；提供行業或部門專題地理數據――專題影像地圖；利用遙感數據進行基礎地理數據的產生或更新等。
（一）基礎數據更新。比如用SPOT/ERS衛星影像更新地圖數據為例，可以采用影響的幾何糾正、色彩轉換技術、統計和算法以及影像融合技術。遙感數據又有多波段、多時相的信息源，且能快速真實地提供豐富的地表空間信息，遙感已經成為地圖更新和制作的有效而又重要的手段。我國目前的若干地形圖大都在20世紀70年代測繪生產的，目前也都面臨這地圖更新的問題。
（二）土地利用調查與動態監測。土地利用基礎數據對于數字工程進行土地規劃與開發、土地管理、開發利用潛力分析等很重要。目前，中小比例尺的土地利用遙感動態監測與變更，主要應用TM、ETM、SPOT等遙感影像。利用遙感技術進行土地利用現狀調查，調查精度比常規調查方法高，且時間短速度快。農作物與植被方面，用于農業氣象、作物監測等領域的觀測參數需要有更高的光譜分辨率，一般是短波紅外波段。根據農業耕作和土地利用特點，選定影響最佳的獲取時間應在5月―6月或9月―10月。研究的主要技術過程主要有下面幾個：數據預處理、影像合成、不同數據源圖像融合、圖像分類和后處理、外業調繪、內業分析以及成果輸出和更新。
（三）災害調查與監測。各種自然災害往往需要制作大比例尺圖，以判明水災發生時的洪澇區域、地震發生后的建筑物損壞情況、火災發生后對地區造成的破壞等。地質災害的調查、火災監控和油污與赤潮監測。為了能將不同的信息區別開來，一般都要進行色彩合成，即在3個通道上安裝3個波段圖像，然后分別負于紅綠藍并疊合在一起，形成彩色圖像，合成后的彩色圖像含有豐富的顏色信息，便于解釋，理解和處理。
參考文獻：
遙感衛星影像技術范文4
1.1遙感影像基本定義及介紹
遙感技術自誕生之日起,應用逐步延伸至我們日常生活的每個角落。1943年德國開始利用航空相片制作各種比例尺的影像地圖。1945年前后美國開始產生影像地圖,我國在20世界70年代開始研制影像地圖。[1]在日常工作中,我們常常接觸到遙感影像,談及遙感技術及其應用。那么具體是指什么呢?所謂遙感影像,是指紀錄各種地物電磁波數據而生成的各種格式的影像數據,在遙感中主要是指航空影像和衛星影像。目前遙感影像圖無論在農業的土地資源調查,農作物生長狀況及其生態環境的監測,還是在林業的森林資源調查,監測森林病蟲害、沙漠化或是在海洋資源的開發與利用,海洋環境污染監測都有著非常重要的應用。[2]
1.2遙感影像的四個基本特征
遙感影像有其四個基本的影像特征:空間分辨率、光譜分辨率、輻射分辨率、時間分辨率。通常意義上,我們平時最多談及精度的問題,常常是指空間分辨率(SpatialResolution),又稱地面分辨率。后者是針對地面而言,指可以識別的最小地面距離或最小目標物的大小。前者是針對遙感器或圖像而言的,指圖像上能夠詳細區分的最小單元的尺寸或大小,或指遙感器區分兩個目標的最小角度或線性距離的度量。它們均反映對兩個非?？拷哪繕宋锏淖R別、區分能力,有時也稱分辨力或解像力。光譜分辨率(SpectralResolution)指遙感器接受目標輻射時能分辨的最小波長間隔。間隔越小,分辨率越高。所選用的波段數量的多少、各波段的波長位置、及波長間隔的大小,這三個因素共同決定光譜分辨率。光譜分辨率越高,專題研究的針對性越強,對物體的識別精度越高,遙感應用分析的效果也就越好。但是,面對大量多波段信息以及它所提供的這些微小的差異,人們要直接地將它們與地物特征聯系起來,綜合解譯是比較困準的,而多波段的數據分析,可以改善識別和提取信息特征的概率和精度。輻射分辨率(RadiantResolution)指探測器的靈敏度——遙感器感測元件在接收光譜信號時能分辨的最小輻射度差,或指對兩個不同輻射源的輻射量的分辨能力。一般用灰度的分級數來表示,即最暗——最亮灰度值(亮度值)間分級的數目——量化級數。它對于目標識別是一個很有意義的元素。時間分辨率(TemporalResolution)是關于遙感影像間隔時間的一項性能指標。遙感探測器按一定的時間周期重復采集數據,這種重復周期,又稱回歸周期。它是由飛行器的軌道高度、軌道傾角、運行周期、軌道間隔、偏栘系數等參數所決定。這種重復觀測的最小時間間隔稱為時間分辨率。
2常用遙感影像
2.1一般遙感影像
目前,常用的中分辨率資源衛星有LandsateTM5、中巴資源衛星;以及常用的高空間分辨率的Spot5、Rapideye、Alos、QuickBird、WorldviewⅠ、WorldviewⅡ等。高分辨率遙感影像圖信息豐富、成本低、可讀性和可量測性強、客觀真實的反映地理空間狀況,充分表現出遙感影像和地圖的雙重優勢,具有廣闊的發展前景。[3]LandsateTM5、中巴資源衛星對大區域范圍內的資源變化、國土資源變化、自然或人為災害、環境污染、礦藏勘探有著較大的優勢,但是因為分辨率低,所以在林業遙感判讀中誤判率相較于其他幾種高精度遙感影像高,適合大面積地區的使用,譬如內蒙草原的退化變化以及荒漠化變化的監測等。其中ALOS因衛星故障已經于2011年4月開始較少使用。QuickBird雖然精度較高,但它一般對城區影像的覆蓋較多較集中,對山區覆蓋較少,而且存檔數據很少,需要提前預定。不僅如此,QuickBird數據費用較高,綜合以上原因,QuickBird數據一般很難大范圍使用,所以在林業項目中使用較少。
2.2前沿遙感影像
WorldviewⅠ、WorldviewⅡ均為Digitalglobe公司的商業成像衛星系統,被認為是全球分辨率最高、響應最敏捷的商業成像衛星。這兩顆衛星還將具備現代化的地理定位精度能力和極佳的響應能力,能夠快速瞄準要拍攝的目標和有效地進行同軌立體成像。其中WorldviewⅠ為0.5米分辨率。相較于WorldviewⅠ,WorldviewⅡ載有多光譜遙感器不僅將具有4個業內標準譜段(紅、綠、藍、近紅外),還將包括四個額外譜段(海岸、黃、紅邊和近紅外Ⅱ),能夠提供0.4米全色圖像和1.8米分辨率的多光譜圖像。需要特別一提的是,WorldviewⅡ提供的四個額外譜段(海岸、黃、紅邊和近紅外Ⅱ)可進行新的彩色波段分析:(1)海岸波段,這個波段支持植物鑒定和分析,也支持基于葉綠素和滲水的規格參數表的深海探測研究。由于該波段經常受到大氣散射的影響,已經應用于大氣層糾正技術。(2)黃色波段,過去經常被說成是yellow-ness特征指標,是重要的植物應用波段。該波段將被作為輔助糾正真色度的波段,以符合人類視覺的欣賞習慣。(3)紅色邊緣波段,輔助分析有關植物生長情況,可以直接反映出植物健康狀況有關信息。(4)近紅外Ⅱ波段,這個波段部分重疊在NIR1波段上,但較少受到大氣層的影響。該波段支持植物分析和單位面積內生物數量的研究。林業工作對遙感影像的植被信息較為關注,以上提及的四個額外譜段能提供較多的植被信息。國外相關機構已經將四個特色譜段應用于前沿科學研究,譬如生物量遙感估測應用等等。美中不足的是,相較于其他類型的遙感影像,WorldviewⅠ,WorldviewⅡ影像費用較高,在質量和技術上領先但價格上不占優勢,不易于大范圍的使用。
2.3林業工作中應用較多遙感影像
除去以上談及的幾種類型的遙感影像,在工作中較多使用到的是Spot5和Rapideye這2種遙感影像。Spot5是由法國發射的一顆衛星,常規提供2.5米全色影像和10米多光譜影像。SPOT5衛星影像的專業制圖比例尺為1:25,000,概覽成圖比例尺極限為1:10,000。工作中,我們通常將2.5米全色影像與10米多光譜影像在正射糾正完后進行融合,生成2.5米空間精度的影像用于林業應用。Rapideye衛星為德國所有的商用衛星,主要性能優勢:大范圍覆蓋、高重訪率、高分辨率、5米的多光譜獲取數據方式,省去了其他種類遙感影像需要全色影像與多光譜影像融合的步驟,這些優點整合在一起,讓RapidEye擁有了空前的優勢。RapidEye是第一顆提供“紅邊”波段的商業衛星,結合4個業內標準譜段(紅、綠、藍、近紅外)適用于監測植被狀況和檢測生長異常情況,在林業領域應用中較為有利。
3遙感影像準備及處理過程
3.1遙感影像準備
每種遙感衛星對地面覆蓋范圍不同,軌道不同,重訪周期不同,拍攝時間、角度不同等等原因,還常受天氣影響。因此根據實際需要使用的日期,來查詢各景遙感影像是一件頗費周章的工作,一般需要向影像公司提前預定。實際工作中往往要求前后兩期遙感影像對比,前后兩期遙感影像對時間上的要求較為苛刻,因而這些工作往往經由熟悉遙感業務的高級技術人員執行。另外,遙感影像的購買、使用、存儲需要考慮到保密工作,這一點也是需要謹慎對待。工作經驗總結出Spot5、Rapideye有時因側視角度過大原因,導致某些區域拉伸變形,尤其是高海拔山區部分;影像角度需要提前檢查,側視角度最佳保持在20以下。而較小側視角可以保證鄰近2景影像良好的接邊,并能保證正射糾正后空間位置的準確性。
3.2遙感影像處理
3.2.1DOM及DEM數據準備通常,在條件良好的情況下,工作中使用1∶10000或更高精度的航片或是已經經過處理的高精度衛片作為DOM參考;但也可以使用的是1∶50000或1∶10000地形圖作為參考。在實際工作中,我們往往會遇到DOM參考影像的空間分辨率不一致。在參考選用時,應該按照優先使用高精度DOM參考影像,然后再退而求其次的原則,保證校準的精度。一般地形圖需要通過掃描形成DRG數據,在掃描圖基礎上進行逐公里網定位糾正處理,以達到精確的地理定位。DEM數據一般采用國家標準的1:50000DEM,或采用1∶10000、1∶50000矢量數據生成。DEM覆蓋范圍要大于遙感影像覆蓋范圍,這樣才能保證遙感影像的有效糾正。
遙感衛星影像技術范文5
【關鍵詞】遙感；滑坡災害；應用；進展
遙感技術在滑坡災害研究中的應用已被國家“十一五”科技支撐計劃列為重點課題，以期利用遙感和GIS技術全面開展滑坡災害的早期識別和風險評估。隨著新型遙感技術和地面觀測系統的發展，傳感器收集全天候滑坡研究數據的能力也得到大幅度提升，此外，高分辨率影像技術的發展極大地豐富了滑坡災害研究的手段。
1.遙感在滑坡災害研究中的最新應用進展
1.1遙感在滑坡災害研究中的發展特點
隨著遙感技術的成熟，遙感數據的豐富度得到大幅度提升，近年來在滑坡災害中的應用研究集中在制圖、災害監測、空間分析和災害預測方面。遙感技術在滑坡研究中的應用也逐漸從單一資料分析向多數據、多時相復合分析靠攏，并從靜態滑坡識別過渡到動態滑坡監測和滑坡信息獲取，信息提取方式也由之前的視覺觀察過渡到計算機自動獲取。
1.2遙感技術在滑坡災害研究中的應用內容
根據遙感技術在滑坡災害研究中的應用目的，可以對其應用內容進行系統歸納分析：（1）用于滑坡體表面變化觀察，傳感器：航空攝影，方法/技術：通過掃描和地理參考數據，比對圖像差異和設定閾值探查表面變化，如巖石、新植被覆蓋等。（2）用于滑坡識別，傳感器：航空相片，方法/技術：比較圖像差異，校正圖像配準。（3）用于滑坡體積計算，傳感器：航空相片，方法/技術：利用不同時期的立體像對來提取三維模型。（4）用于滑坡敏感性制圖，傳感器：航空相片和地球觀測衛星系統，方法/技術：綜合航空相片和地球觀測衛星系統成像數據進行滑坡敏感性制圖。（5）用于滑坡災害和滑坡風險評估，傳感器：星載熱量散發和反輻射儀，方法/技術：根據圖像處理結果提取滑坡危險因素，進行敏感性制圖。（6）用于滑坡探測，傳感器：航空相片和高分辨率快鳥衛星，方法/技術：GPS監測和圖像處理。（7）用于滑坡運動速率估算，傳感器：星載散射計，方法/技術：雷達干涉成像。（8）用于觀測滑坡地貌特征變化，傳感器：航空相片和JERS衛星，方法/技術：航空相片解譯和干涉測量。（9）用于滑坡地表變形監測，傳感器：歐洲遙感衛星1號和歐洲遙感衛星2號，方法/技術：干涉測量。（10）用于滑坡體積計算，傳感器：3D激光掃描儀，方法/技術：GPS定位和激光掃描[2-4]。
從上述列舉的應用內容可以看出當前階段遙感技術在滑坡災害研究中的應用特點，在傳感器應用方面，既存在單一航空相片解譯，也存在多時像和立體像復合分析，在衛星影像方面，有多重影像技術，包括高分辨率影像和立體像等。在滑坡植被指數、土地覆蓋類型等基本信息的基礎上，結合高程數字模型技術和GIS空間分析模型技術，可以開展滑坡敏感性制圖研究，這已成為滑坡調查和滑坡風險評估的主要手段。
2.支撐技術發展和應用
當前滑坡災害研究熱點是滑坡災害風險評估和管理，這也是滑坡自然屬性和社會屬性高度結合之后的集中體現?；嘛L險評估的基礎是空間數據獲取的及時性和可靠性，因此，建立完善的滑坡信息數據庫是分析滑坡因素和滑坡變形監測的關鍵。隨著遙感技術的豐富和發展，其在滑坡災害研究中的支撐作用日益顯著，下面，本文將結合國內外研究新進展分析遙感技術在滑坡風險評估中的應用情況。
2.1基礎地形數據分析
基礎地形數據分析需要用到高程數字模型、數字地形模型和數字表面模型，數據生成方式除了數字線化地圖內插值外，還有衛星立體像對、雷達、機載激光掃描、航空拍攝技術。遙感技術的發展促使地形數據生成手段的多樣化，并使其逐漸成為地形數據的支撐技術。2001年美國太空總署研制的航天飛機雷達，使高程數字模型的地形模擬更見簡易，數據信息的全球共享使航天飛機雷達成為全球滑坡災害研究的重要數據信息來源。
2.2滑坡制圖
滑坡制圖與滑坡編錄是同步進行的，指在某一區域，對滑坡的類型、體積、位置等信息進行詳細如實的記錄并制圖表達。遙感衛星的大面積同步觀測使某一區域的周期性觀測成為可能，這也是區域滑坡動態編錄的基礎和理想數據來源。在遙感衛星滑坡編錄過程中，需要用到滑坡的色調、紋理和陰影特征，或者利用水系變異、植被異常等因素來識別滑坡空間形態特征和空間分布情況[5]。多時相遙感影像技術可以實現動態數據更新，便于對滑坡變形進行實時探測。當前最常用的滑坡編錄方法是高精度數字高程模型數據編錄，此種方法基于高精度數字高程模型原則，利用高分辨率光學影像立體像對來生成高精度模型數據，在GIS的協助下，可將滑坡水文、地質等要素整合成一個完成的滑坡編錄圖。
2.3滑坡靜態-動態制圖
開展滑坡災害預測和危險評估的基礎是滑坡因素，Varnes于1994年的研究中，將滑坡因素歸為兩大類：內在因素（孕災環境）和外在因素（誘發條件）。內在因素包括地貌、地質、植被覆蓋、水文、氣象等相對靜態的因素，外在因素包括風化、侵蝕、震動、水位變動、人類活動等改變邊坡應力條件和巖土體強度的動態因素。遙感技術在內在因素監測方面已形成一套成熟的技術體系，在動態因素方面，氣象預報數據是遙感的主要信息來源，航空影像和高分辨率衛星在人類工程活動監測方面得到了廣泛的應用。
2.4滑坡監測
滑坡監測是收集滑坡動態變化數據的過程，包括滑動位移、表面形態、滑移速度、邊坡應力改變等，可以為有效評估滑坡危險性和預測滑動時間提供可靠的數據信息。近年來在滑坡監測方面，最常用的技術就是高分辨率和多波段遙感成像技術。
2.5承災體制圖
承災體指某一區域內滑坡災害的潛在影響因素，包括人口、工程施工、建筑、基礎設施、環境等。承災體的識別難度在于承災體類型識別、數據獲取、制圖和間接損失預估。遙感技術的應用優勢主要體現在靜態承災體的數據獲取能力方面，包括靜態基礎設施、環境、建筑等，尤其是近幾年來，城市建設速度加快，大規模工程建設施工，使地理圖像的快速更新變得更加簡捷。此外，利用高分辨率影像技術，結合實際調查，還可以補充承災體影像識別的不足。
3.結束語
遙感技術在滑坡災害研究中的應用已從靜態、單一的資料分析轉化為動態識別和復合數據監測分析，新的技術方法正在不斷涌現，必將促進遙感技術在滑坡災害研究中發揮更大的參考價值。 [科]
【參考文獻】
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[3]仇大海，蔣煒，牛海波等.遙感影像分辨率分析技術在滑坡研究中的應用[J].地質災害與環境保護，2010，01：105-108.
遙感衛星影像技術范文6
關鍵詞 高分辨率遙感；影像；城市綠地；信息提取
中圖分類號 TP751 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2013）01-0151-01
近十幾年來高分辨率遙感衛星的成功發射，標志著地球空間數據獲取與處理技術新紀元的來臨，它擴大了遙感的應用范圍，提高了地理數據的更新速度，尤其是1 m空間分辨率的IKONOS衛星影像及0.61 m的QuickBird衛星影像降低密級可供商用，為遙感應用與推廣起到了巨大的示范作用。城市綠化水平是衡量城市生態環境質量和平衡狀況的主要標準。因此，收集城市的綠化信息非常重要。隨著高分辨率傳感器技術的發展，利用遙感手段將會獲得更加豐富的地表景觀信息。高分辨率遙感影像已成為城市綠地信息快速提取的主要數據源。如何充分應用高空間分辨率遙感影像具有重要意義。
1 高分辨率遙感影像的特性分析
1.1 高空間分辨率
米級亞米級分辨率帶來了清晰的圖像，目標物的形狀依稀可見，影像中的地物尺寸、形狀、結構和鄰域關系得到更好的反映，人們感興趣的大多數地物特征可以直接探測。高空間分辨率同時使得地物類型更加多樣，紋理類型和紋理區域明顯增多，紋理特征更具變異性，同一地物內部組成要素豐富的細節信息得到表征，使地物的光譜統計特征不穩定。同時，高空間分辨率也使得影像具有多尺度的特點，不同的尺度反映不同的信息內容和詳細程度。
1.2 高時間分辨率
重復軌道周期縮短至1～3 d，并根據需要衛星能在穿軌方向上以一定的角度左右側視，獲取相鄰軌道下星下點影像，從而使同地區成像時間間隔顯著縮短，使其動態檢測地表環境變化和人類活動成為可能。
1.3 光譜波段數減少
受信噪比和傳輸瓶頸限制，高分辨率商業衛星一般只包括1個高分辨率全色波段和4個低分辨率多光譜波段，光譜測量僅限在藍、綠、紅和近紅外范圍。
1.4 單幅影像數據量顯著增加
高空間分辨率數據包含了精確的地理信息和高精度的地形信息，高空間分辨率數據所包含的數據量是相當于相同面積中低分辨率數據的10倍以上。
2 城市綠地信息提取研究進展
2.1 國內研究進展
近年來，我國很多的大中城市也逐漸開始檢測城市綠地信息遙感動態。2003年，江蘇省張家港市在國家級園林綠化城市的申報過程中，建成區綠地現狀的調查采用了真彩色航空遙感影像技術，提出了航空影像綠地專題提取的一般步驟以及具體的提取方法。2004年，大慶市在快速提取綠地信息的過程中，采用的技術為多尺度分割，該技術側重于影像的高分辨率以及城市中重要的景觀綠地。
相關領域的學者也做了大量的研究。車生泉等[1]用TM數據和SPOT數據對上海市環線內城市綠地景觀進行了分類研究。郭成軒等[2]也對廣州市的綠地狀況進行了研究，從宏觀到微觀2個方面實現了城市綠地的信息提取和精度分析。陳穎彪等[3]對綠地信息的提取采用了遙感和GIS相結合的技術，并以深圳市為例，對城市綠地特征的提取方法進行了研究與分析。李寶華等[4]在對開封市的綠地信息的提取中結合遙感和GIS技術。鄧 光等[5]在對南京市的城市綠地信息進行提取的過程中，采用了亮度指數和垂直植被指數進行ETM+遙感影像城市綠地信息動態分析。陳永富等[6]采用的信息提取技術的特點為面向對象，利用該技術對退耕還林的遙感特征提取技術進行了研究。蒲 智等[7]在提取烏魯木齊市的城市綠地信息的過程中，采用的技術為面向對象的多尺度分割技術。徐涵秋[8]對廈門市的植被變化進行了遙感動態分析，采用的技術為遙感影像融合算法。嚴海英[9]采用基于對象的分類技術，在高分辨率遙感影像的基礎上，并結合烏魯木齊市的QuickBird影像，進行了城市綠地信息的提取。楊寶龍等[10]以石家莊市為例，重點討論了基于Quick Bird影像的城市綠地信息分級分類提取方法。吳 見等[11]采用光譜閾值和一種改進的基于邊緣的算法對QuickBird多光譜影像分別進行一級、兩級分割，并選取光譜、形狀和紋理特征組成的特征空間對樹冠信息進行了提取。
2.2 國外研究進展
國外在城市綠地信息提取方面進行了較多的研究。Singh[12]早在1989年就將城市遙感的主要方法總結為以下幾類，分別為多時相復合法、植被指數法、影像差值/比值法、分類后對比法、主成分分析法和變換向量分析等。
3 結語
城市可持續發展維系的重要因素是城市綠地。對高分辨率衛星影像及其信息提取方法進行應用，可對城市綠地資源的動態發展趨勢進行及時準確的掌握，利于城市規劃部門進行宏觀調控與科學決策，為城市環境質量的改善提供有益的參考，從而提供有效的基礎數據和決策支持促進生態城市的建設[12]。面向對象的影像分析技術與多尺度分割技術不僅有效地對分辨率遙感影像數據中快速提取信息
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（上接第151頁）
等難題進行了解決，也提供了新的思路，促進了高端專題信息的快速提取。對現有的城市綠地信息提取方法進行總結，對于完善現有的技術方法并在此基礎上發展更多先進的綠地信息提取手段具有十分積極的意義，同時必也將推動我國遙感技術運用的進一步發展。
4 參考文獻
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