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遙感衛星影像處理技術范文1
1.1大比例尺基礎測繪工程。基礎測繪工程，就是指對某一個區間、空間進行測量，或者是對某個區域的土地及面積進行測量，通過測量到的各種有效信息、資料來繪制地形地圖等。在我們這里，通常會在一些大型工程建設之前來對其所在區域進行地形圖的繪制工作，或者是在開發處女地（未經開墾的土地或未探索的領域）的時候進行基礎航空攝影，來獲取基礎地理信息的遙感資料。
1.2無人機影像。無人機影像就是指無人機遙感影像，在新形勢下背景下，無人機遙感是遙感的發展趨勢之一。無人機遙感影像技術之所以得到了廣泛的應用和發展，主要體現在兩個方面：①無人機遙感影像技術應用系統具備很多優點、優勢，它運行工作的成本較低，再者就是在執行任務的時候靈活性非常強。②無人機遙感影像應用技術是作為衛星遙感、航空遙感的補充而存在和發展的，因為無人機由于自身特性，所以很多的功能是衛星遙感、航空遙感所不具備的。無人機影響的特點：前面也稍微的提及到了一點，無人機攝影相比較于那些載人的常規比較大的航空攝影飛機而言，其攝影相機的小型化、非專業化以及無人機飛行平臺的低空化是其獨有的特點，同時也是一定意義上的優勢。其具體的優勢主要表現為，無人機的種類多樣化、所搭配的攝影相機也多樣化，所以不同種類的無人機搭配不同類型攝影相機，其獲取到的影像信息及數據方面的質量也就不同。像幅小、色彩真實、分辨率高是無人機影像普遍存在的特點和優勢。
2.1空三加密應用技術。關于空三加密，空三加密是我國無人機影像處理技術的關鍵所在，同時它也是整個工作流程當中的處理最難點，其質量和程度的好壞直接影響到后續的成果精度的準確性。我國早期發展無人機影像處理技術時，在大比例尺的基礎測繪工程過程中，空三加密是當時的主要瓶頸。后來經過綜合的運用多項相關的先進技術，以及科學的處理方法和策略，才得以解決這個問題。目前，空三加密多是采用我國測繪科學研究院研究制作的PixelGrid這種高分辨率的遠程低空遙感影像一體化測圖系統。
2.2大比例尺基礎測繪工程影像數據預處理。無人機影像本身在航空測繪拍攝的過程中，所用到的攝影相機基本上都是非量測相機，所以其所拍攝到的影像圖片也存在邊緣上的光學畸變，所謂畸變現象在圖E中可以看到。這種影像相片的邊緣光學畸變，它已經改變了所拍攝區域的實際地面地形位置等方面。所以，在基礎測繪過程中進行數據預處理可以更好的對影像圖片進行矯正。
2.3影像畸變改正。前面也提到了影像畸變，無人機影像航空測繪與傳統航空攝影有所不同，我們所使用的低空遙感平臺，通常情況下搭載的都是非量測攝影相機。就目前而言，我國國內在進行大比例尺基礎測繪工程過程中，在無人機影像處理技術的運用領域上，普遍使用的是500D、5DMarkII等民用普通單反攝影相機，它是用來配合定焦鏡頭來進行空中拍攝的。受到以上這些因素的影響和作用下，無人機拍攝到的影像相片存在著不同程度的畸變現象，如圖E所示。所以，我們在測繪的時候為了削弱和降低非量測攝影相機由于畸變而帶來的誤差，采取以下必要的改正措施。改正模型如下：①Δx=（x-x0）（k1r2+k2r4）+p1［r2+2（x-x0）2］+2p2（x-x0）（y-y0）+α（x-x0）+β（y-y0）②Δy=（y-y0）（k1r2+k2r4）+p2［r2+2（y-y0）2］+2p1（x-x0）（y-y0）①式和②式中的x，y分別表示像素坐標系中像點的坐標，K1和K2為影像圖片畸變系數，P1，P2表示偏心畸變系數。通過計算來對其進行還原。
遙感衛星影像處理技術范文2
關鍵詞：高分辨率遙感 土地利用調查 土地整理
中圖分類號：P205 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）05（c）-0000-00
“十分珍惜和合理利用土地，切實保護耕地”是我國的基本國策。當前我國正處在全面構建和諧社會、推進新農村、加快城鎮化進程的新形勢下，人地矛盾越來越突出。土地開發整理能有效增加耕地面積，提高耕地質量，改善農村農業環境，是緩和人地矛盾，協調人與自然，實現土地資源可持續發展的有效措施，具有十分重要的現實意義。土地開發整理的前期規劃實施必須通過調查和測繪項目區的地形圖，因此，如何快速高效地開展項目區的地形圖測繪在土地開發整理中占據著極其重要的位置。
隨著信息技術的快速發展，衛星遙感技術得到了突破性進展，隨著商用衛星IKONOS，QuickBird相繼發射成功，衛星遙感突破了米級空間分辨率的局限，極大地促進了各應用行業的科技進步和管理水平。高分辨率衛星籍管理等工作。
遙感在國土資源調查評價、土地利用動態監測、土地更新調查以及大中比例尺地形圖測繪等方面已取得顯著成績。本文主要介紹高分辨率遙感數據在土地整理工作中大中比例尺地形圖測繪方面的應用。
1 衛星遙感技術在土地整理中地形圖測繪上的優勢
早期的土地整理使用的基礎圖件為數年前的土地利用現狀圖，已經變化的土地利用情況則采用實地調查的方式進行部分變更，以變更后的土地利用現狀圖為底圖進行土地整理規劃和設計。由于土地利用現狀圖存在精度不足及時效性的限制，同時受客觀條件及主觀因素影響，規劃和設計的精度較低。目前的土地整理項目對項目區地形圖的精度和現勢性要求都較高，單靠野外數字化采集數據方法可靠、精度也較高，但外業工作量大，且在地貌起伏大、植被覆蓋好的地段施測困難。應用衛星遙感技術可以充分發揮遙感技術的優越性，能夠快速及時獲取土地整理區域的多時相數據，最大程度地保證監測的及時性及現勢性，有效降低人為因素干擾，客觀反映實際情況，減少地形、地貌、海拔、氣候等自然因素的影響，最大程度地節省人力、物力和財力。隨著高分辨率遙感影像的普遍應用以及遙感數字影像分類技術的發展，在專業的地理信息系統軟件平臺下，通過人機交互解譯，根據影像中各地類、地物的色調、形狀、陰影、紋理、位置和大小等特征，可直接勾繪出土地整理區域內各地類地物邊界，同時賦予所勾繪的地物各種屬性，以便進行下一步的數據統計與匯總工作，使工作效率大大提高，這一技術方法具有周期短、精度高、可操作性強、信息提取和更新速度快等特點。
2 研究方法
2.1總體思路
2.1.1數據源的選擇
首先要根據實際需要購買遙感影像數據源。影像分辨率是決定影像精度的一個重要指標，影像精度要滿足相應比例尺地圖對于影像識別能力和成圖精度要求，同時又要考慮成本。冗余的分辨率會增加衛星影像購買成本和加重數據處理的負擔；而若分辨率達不到一定要求，就無法判讀細小的地物、降低衛星影像圖視覺上形象、逼真的效果，滿足不了成圖精度。因此我們在選擇數據源時，并不是分辨率越高就越好，而是要針對現實情況，綜合考慮成本、數據的可得性、成圖比例尺等因素。QuickBird遙感影像，重訪周期1-6天，現勢性好，地面分辨率高（全色波段為0. 61米，多光譜為2. 44米），空間紋理清晰息。其多光譜波段光譜信息豐富，進行屏幕矢量化時，成圖比例尺可達1：10000或1：5000；全色波段分辨率高達0. 61米，但因影像上地物顏色比較一致，無法準確分辨地面復雜地物。因此，有必要進行二者之間的數據融合，在保留QuickBird多光譜影像豐富的光譜信息的前提下提高其分辨率，增強圖像的視覺效果，提高地物判讀準確性，一般來說，融合后的數據可以滿足精度1：2000比例尺圖件成圖的需要。圖1是部分融合后的QuickBird影像圖。
圖1 融合后的快鳥圖像
其次，遙感影像分辨率的選擇除了考慮不同比尺成圖對影像分辨率的要求，還要考慮現有可獲的遙感影像產品規格，在好幾種遙感數據都能滿足成圖比例尺的情況下，要考慮的是數據源的穩定性、性價比以及選擇這種衛星的何種等級的數據產品。再次，遙感影像的拍攝時間、拍攝時的天氣狀況也是選擇數據源時要考慮的。在土地整理工作中制作項目區地形圖，為保證現勢性，我們要盡量使用最新日期拍攝的數據為保證地面地物不被遮蓋，要盡量選擇無云或云量盡可能少的數據源。
2.1.2遙感數據處理
這里所說的遙感數據處理是指供應商提供的影像到提供給作業員進行影像解譯之間的一系列處理，影像處理的質量也直接影響更新精度。影像提供給用戶之前一般都會根據用戶的要求進行各種不同級別的處理。作為地形圖測繪，首先是 要將影像處理成正射影像，這時就需要供應商提供IA級的處理（經過輻射校正、CCD探測器陣列均衡化處理），其它校正由用戶完成。
遙感數據處理是以ERDAS、ENVI等專業圖像處理軟件、高配置計算機為平臺，通過對衛星數據光譜特性的分析和圖像增強處理，達到有用信息豐富、可解譯性強的數字化過程。
值得說明的是，在對遙感影像進行正射校正時，包括控制點選擇、糾正模型選取、幾何糾正精度檢查等。糾正計算的方法主要有物理模型、多項式和逐微分糾正幾種方式。多項式的校正精度與地面控制點（即GCP）的精度、分布和數量及校正影像的范圍有關 ，對于二次多項式來說，適當地增加GCP的數量可提高幾何精校正精度。GCP的均勻分布以及GCP的位置精度高，均可提高幾何校正精度。若GCP太少或其自身的定位誤差大，或分布不均勻，都會給整個圖像校正帶來較大影響。在實際工作中，也可以采用RTK技術野外采集控制點的方法來對遙感影像進行校正。
2.2實現過程
2.2.1室內解譯
解譯標志是遙感圖象上能直接反映和判別地物信息的影像特征，它是室內解譯的依據。主要從目標地物的大小、形狀、陰影、色調、紋理、圖型和位置與周圍的關系等推斷出目標地物的屬性等相關信息。外業調查是內業解譯的基礎。通過實地調查，了解研究區的自然、社會、經濟狀況和水土流失特點、水土保持治理措施等情況，并建立實際地類與影像的對應關系，即影像解譯標志。對于QuickBird這樣的高分辨率影像的解譯標志比較好判斷，從圖像上基本可以辨別出地物類別。我們在土地整理工作的實際操作也只需要將居民點、道路、溝渠、林地、園地、旱地等地類特征直接沿影像特征的邊緣準確勾劃出地類界線，進行圖斑勾繪。如圖2所示。
圖2. 部分圖斑勾繪示意圖
在進行室內解譯時主要遵循以下原則：
（1）多尺度宏觀原則：在詳細解譯之前，首先對影像總體輪廓和研究區生態概況進行研究，以獲取整個研究區宏觀生態分布類型。（2）先易后難，循序漸進原則：整個遙感圖像目視解譯工作往往比較復雜，反復枯燥，工作量較大，需要有足夠的耐心，可遵循先易后難，循序漸進的原則。
2.2.2外業調繪
室內解譯過程結束后，要將解譯結果帶到野外進行實地驗證 ，驗證的主要內容是檢查解譯圖各圖斑的劃分與實際情況的一致性和范圍界限的準確性，對解譯有誤的地方重新進行解譯與修改；利用GPS先布設好圖根控制點，實測控制點坐標，采集圖斑實地邊界和新增線狀地物的坐標數據及相關幾何數據，并實地調查該變化圖斑的位置、土地利用狀況等屬性，將其填寫外業記錄表上.并繪制外業調繪圖。
2.2.3地形圖的制作
將野外采集的各種數據上傳至電腦中，在GIS平臺下利用數字成圖系統，對變化圖斑和新增圖斑以及新增線狀地物進行矢量勾繪，并建立完整的拓撲關系，利用軟件相關功能計算出圖斑變化面積，再根據外業調查、量測情況，經過添加高程信息，進而編繪生成地形圖。主要技術流程見圖3。
圖3 技術路線工作流程
3 應用中要注意的問題
在利用高分辨率遙感影像數據進行土地整理的地形圖制作時，有以下兩點問題需要注意：
1） 目前土地利用數據信息或圖斑變化主要依靠目視解譯方法來判讀，造成了它易受人為因素影響的局限性，例如：一條干涸的小河流就有可能在衛星遙感圖上被誤判為一條沙石路；公路兩側的干溝渠被誤判為道路等，這就要求作業人員具有豐富的專業知識和作業經驗。2） 室內解譯完成之后一定要進行外業調繪，尤其是一些新增的線狀地物或零星地物，決不能主觀臆斷，一些在圖上難以判斷的圖斑必須到實地去調查是否變化及測量變化前后的面積，其位置無法在圖上直接標出時必須進行實地的野外測量。
4 結語
隨著遙感技術的發展，遙感技術將成為土地調查的重要手段，高分辨率遙感影像數據具有現勢性好、空間、時間分辨率高等優點，能及時、準確、快速地反映土地利用變化情況，將成為獲取土地利用變化的重要信息源。與傳統的土地調查方法比較，利用高分辨率遙感影像調查具有快速、省時、省力等特點，能基本滿足現代土地利用調查的需要。
參考文獻
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[2] 鄭蘭芬，王晉年.成像光譜遙感技術及其圖像光譜信息提取的分析研究，環境遙感[J]，1992，7（1）：49-58頁。
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遙感衛星影像處理技術范文3
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。
遙感衛星影像處理技術范文4
[關鍵詞]衛星遙感技術 森林資源調查影像特征 解譯
1 意義
林業是國家的基礎產業，兼有生態和經濟兩大效能，我省是森林資源大省，近些年實施了國家的森林資源分類經營、退耕還林、三北防護林工程等林業六大工程，取得了明顯的成效，生態公益林補償資金已經得到落實。獲取準確的森林資源信息，是進行森林資源監測和提高森林經營管理水平的重要環節。近年來，遙感信息的獲取技術得到了飛快的發展，各種面向復雜背景的平臺，多時相、多光譜和高分辨率的衛星遙感數據大量涌現，為方便、快捷、準確地獲取森林資源信息提供可能，并為提高森林資源調查精度、降低調查成本和勞動強度提供了現實的可能性。
2 遙感與森林資源調查
遙感是一種以應用物理手段、數學方法和地理學規律等為基礎的綜合性探測技術，是一門先進而有效的資源與環境信息獲取技術。遙感信息具有宏觀、動態、快速、多源等特點，在我國林業別是森林資源監測與管理中起到了重要作用。特別是近幾年內我省森林資源清查利用遙感技術并結合現地調查，使國家和有關部門及時掌握看我省森林資源變化情況。森林資源根據調查目的、空間尺度、調查內容、技術方法等的不同，我國森林資源調查包括國家森林資源清查、森林資源規劃設計調查、森林作業設計調查、年度森林資源專項調查、專業調查。國家森林賢源清查、森林資源規劃調查、森林作業設計調查構成了中國森林資源調查體系的主體，三種調查的對象、目的、精度要求、調查方法不同，相互不可缺少或代替，又相互補充。另外，鑒于森林資源管理所涉及的內容極其廣泛，按照調查目的、任務內容等的不同，年度森林資源專項調查和專業調查是對森林資源調查體系主體的有效補充，并與一類調查、二類調查和三類調查共同構成中國森林資源調查體系。
3 工作方法
近年來，地球科學由于航空、航天技術的發展，進入了嶄新的天地，遙感技術的發展為各種地學應用提供了新的數據來源和探索地球的方式?，F今我們可方便獲取SPOT、TM、IKONOS、QUICKBmD、RADARSAT以及我國的資源一號衛星發送的衛星遙感數據。這些衛星數據其全色波段分辨率從15-0.61m，還有信息豐富的多光譜數據。這些衛星數據已被應用在林業與生態環境建設中，并取得了大量的成果。
3.1 遙感影像的處理：由于區域背景反射率和地物間反射率差別不大，原始圖像模糊不清，直接可識別的地類信息也較少，不利于圖像解譯，因此必須進行圖像處理。我省森林資源調查中主要采用的遙感數據是SPOT5。
影像幾何糾正：將SPOT遙感影像與1：50000地形圖上的特征點配準，選擇克拉夫斯基橢球和橫軸墨卡投影，選擇足夠數量均勻分布的控制點，應用二次多項式進行幾何校正。經幾何校正的SPOT，只需少量的控制點就可以配準。幾何配準是遙感影像融合中關鍵的一步。幾何配準的精度直接影響融合影像的空間分辨和清晰度。應將配準誤差控制在0.5個像元之內。
SPOT影像的融合：圖像融合是一種通過高級影像處理來復合多源遙感影像的技術，用特定的算法將兩個或多個不同影像合并起來，生成新的圖像。具體目標在于提高圖像空間分辨率、改善圖像幾何精度、增強特征顯示能力、改善分類精度、提供變化預測能力、替代或修補圖像數據的缺陷等。在遙感影像處理軟件中，應用圖像融合功能進行SP07數據融合。一般有三種算法可供選擇：PrincipalComponent、Multiplicative和Brovery 7rans-form。利用此功能可方便實現SP07數據融合。
3.2 遙感影像解譯標志的建立：由于衛星影像圖采用的是假彩色合成，賦予各種地物的特征(主要是色彩)與其實際并不相符，并且由于受物候期等因素的影響，同一地區的相同地物，其影像特征也不同，因此，建立具有較全面代表性的目視判讀標志，是提高調查成果質量的關鍵所在。在建立目視判讀標志前，我們首先對調查區域衛星影像圖的特征進行初步分析，結合實際，熟悉圖像上各種地物的色調、光澤、紋理、結構、形狀及分布等特征，在此基礎上，根據調查區域的大小和影像圖物候期的不同，選擇若干條實地踏查路線，使得這些路線盡可能地包括該區域所有的地類和森林類型；然后沿著預定路線到野外進行實地踏查，同時填寫目視判讀標志表，調查者再仔細觀察調查區域的影像，重點是尋找那些判讀標志表中沒有描述的圖像特征，結合實際掌握的情況或到實地驗證的方法。作出正確的判讀；最后，對，腦時目視判讀標志表進行整理、分析、總結，形成統一標準后，制定正式的目視判讀標志表，明確各地類和森林類型的色調、光澤、形狀、結構、紋理及分布等特征，以此作為圖班區劃的標準。這樣，就保證了室內判讀區劃得以順利進行，提高了工作效率。
3.3 小班區劃和目視解譯：根據建立的判讀標志，對地類和林分類型進行人機交互目視解譯，區劃各類小班。具體做法是在ARCMAP中，以SPOT遙感影像為底圖，結合判讀信息對影像進行小班區劃，生成面狀圖，并編制圖班號。判讀正判率的高低直接關系到整個區域調查成果的可靠性。在目視判讀的過程中充分利用先易后難的原則對遙感圖像上的地物進行分類，在解釋過程中除了利用遙感圖像上的特征外，還利用影像解譯標志和其他輔助信息如地貌、地形和實相等知識識別地物，是簡單也是最傳統的分類技術。對于遙感影像上比較模糊的地類，比如：有時候水田和早地在地塊形狀上很像，便可加坡度圖加以區分。一般來說，水田會在25度以下。用材林和經濟林在影像上非常相似，便可利用DEM模型生成坡度、坡向分析與影像圖加以疊加區分。經濟林大部分情況下會出現在向陽面，且坡度不會很大。
4 影像拼接
一個縣需要幾幅衛星影像才能完全覆蓋，為了便于使用，通常要將幾幅衛星影像拼成為一整幅。由于每幅衛星影像在縣內的大小不同，為了減少數據處理量，在拼接前先對影像進行裁切，只保留需要部分，這樣可以加快處理速度，為保證需要部分不被裁去，要準備縣界的矢量數據，用來控制裁切的邊界。每幅衛星影像的掃描的時間不同的，這就存在太陽高度角、大氣輻射量等各種因素的影響，造成各幅影像合成的假彩色的色彩差別很大。如果這樣的影像用于外業調查，就需要分別對每幅影像進行判讀建標，加大了外業工作量。因此需要對影像做直方圖匹配，使一幅影像各個波段的直方圖與另一幅影像的對應波段相似。經過直方圖匹配后合成出來的假彩色也就比較相似了。
另外，由于兩幅影像相接處在配準時會存在一定的誤差，直接拼接出來的影像會有一條明顯的接圖線，影響外業人員的使用。為消除這種情況，通常的方法是繪制一條彎曲的接圖線，并且將影像的重合部分進行羽化處理，以使影像相接部分能夠平滑地過渡。
遙感衛星影像處理技術范文5
關鍵詞： 雙語教學； 遙感數字圖像處理； 遙感； 地理信息系統
中圖分類號：TN911.72 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2016）10-73-03
Preliminary discussion on the bilingual teaching of remote sensing digital image processing
Chen Fengrui
（College of Environment and Planning， Henan University， Kaifeng， Henan 475004， China）
Abstract： Remote sensing digital image processing is one of the key courses in geographic information system specialty. Considering the characteristics and teaching status of its bilingual teaching， this paper presents a series of reform measures to promote the students' learning interest and enhance their understanding abilities， including optimizing teaching contents， improving teaching methods， and improving examining evaluations etc. These will give references to others who also want to run bilingual teaching.
Key words： bilingual teaching； remote sensing digital image processing； remote sensing； geographic information system
0 引言
遙感是20世紀60年代以來在地球科學、測繪科學、空間科學、電子科學、計算機科學等學科交叉滲透、相互融合的基礎上發展起來的一門綜合性對地觀測技術。隨著國內外一系列遙感衛星的成功發射，多種類型的遙感影像被獲得，這些數據已廣泛應用于農業、林業、氣象、水文、軍事、地質、海洋、環保等領域，成為人們生活的一部分，不斷改變著人類對世界的認知。目前國內已有140多所高校開設了地理信息系統本科專業，遙感數字圖像處理是該專業的核心課程，一些專家結合本單位的實際情況已對該課程的教學改革和實踐作了大量的研究和探索，極大地提高了該課程的授課水平。
然而對遙感數字圖像處理雙語教學來說，其還處于探索階段，尚未引起足夠重視。雙語教學是指對教學大綱中設定的課程使用兩種語言授課，為了實現與世界一流大學的交流與合作，培養具有國際競爭力的復合型人才。2011年9月，國家教育部《關于加強高等學校本科教學工作，提高教學質量的若干意見》明確提出今后本科教育20%以上課程必須采用雙語教學。和其他雙語課程一樣，該課程目前同樣遭遇雙語教學內容、師生英語水平、教學方法以及考核方式等方面的問題。本文旨在對這些問題進行初步的探索和討論，以增進學生對遙感科學問題的理解，提高學習興趣，這對提升遙感數字圖像處理雙語教學質量具有重要意義，同時可為同類院校該雙語課程的開設提供一些參考。
1 教學內容優化
與傳統教學不同，雙語課程選擇教材要兼顧中英文內容。為了避免學生初次接觸雙語課程的不適，確保該課程由傳統教學模式平穩過渡到雙語教學，我們分別選擇了一本中文和一本英文的教材，以英文教材為主，中文教材為輔。目前比較有代表性的遙感數字圖像處理英文教材有：John R. Jensen的《 Introductory Digital Image Processing》[1]、John A. Richards等的《Remote Sensing Digital Image Analysis》[2]、Robert A. Schowengerd的《Remote sensing： models and methods for image processing》[3]等。通過對這些教材進行詳細的內容對比和結構分析，并綜合考慮學生的接受能力等因素，選擇John A. Richards的教程作為英文教材，該教材已重印到第5版，被國外高校廣泛采用。中文教材則在對比分析錢樂祥編著的《遙感數字影像處理與地理特征提取》[4]、韋玉春等的《遙感數字圖像處理教程》[5]和朱文泉等的《遙感數字圖像處理》[6]等教程基礎上，選擇韋玉春主編的教程作為中文教材；此外，針對這些教程注重理論算法，對算法引導相對不足的弱點，我們又借鑒了岡薩雷斯等的《數字圖像處理》[7]，利用該教程翔實的實例，加快引導學生對遙感數字圖形處理算法的理解。通過對以上教材內容的消化吸收，理論課內容安排見表1，兼顧課程內容的完成性與邏輯性。在完整性方面，該課程涉及遙感影像的整個處理流程，包括預處理、增強、信息提取、以及信息應用等內容；依照處理流程順序來設置課程使內容之間更具邏輯性；為了便于學生學習，設置第四講遙感圖像變換，主要講授光譜域變化（主成份分析等）以及空間域變換（傅立葉變化、小波變化等）等內容，為接下來頻率域影像增強和遙感影像融合等內容的講解提供知識鋪墊。
遙感數字影像處理也是一門實踐性很強的課程，實驗環節同樣非常重要。實驗課中，在老師指導下，學生利用遙感圖像處理軟件完成遙感影像處理，從而進一步理解和掌握遙感圖像處理的原理和方法。目前，國際上主流的遙感圖像處理軟件有ENVI、ERDAS以及PCI等，每個軟件均有各自的特點。本課程采用ENVI作為實驗軟件，原因在于：①ENVI是基于IDL語言開發的，它允許用戶根據自己的特定需求對軟件的特性和功能進行擴展或自定義，這是其他遙感軟件難以比擬的；②自2007年開始，ITT Visual Information Solutions與ESRI公司開展全面戰略合同，所以ENVI完全支持ArcGIS的GeodataBase等數據格式；③IDL是一種專門針對圖形圖像處理與可視化的高級語言，選用IDL進行教學能快速提高學生的編程能力和對處理算法的理解力。鑒于實驗課時的限制，無法對所有內容逐一實驗，基于理論課安排，同時參照在《ENVI遙感圖像處理方法》[8]等教程基礎上，選擇遙感數字影像處理中最重要的實驗作為教學內容，以問題為導向培養學生的學習興趣。遙感數字圖像處理實驗課程設置為24個課時（表2），內容大體分為兩類：驗證性實驗和綜合性實驗。驗證性實驗加深和強化學生對遙感影像處理基本理論、方法的認識，如影像校正、影像分類等；綜合性實驗強化和升華驗證性內容，要求學生能夠綜合利用多種影像處理方法來解決某一問題，如利用遙感影像研究某區域土地利用變化，該實驗涉及影像預處理、增強以及分類等多種處理技術。
2 完善教學方法
2.1 教學方式
教與學相互促進，傳統授課模式以老師講解為主，學生處于被動學習狀態，難以調動他們的學習積極性。雙語教學要注重引導，以問題為導向，采用啟發式、討論式、研究式、互動式等授課方式，引導學生深層次、多角度地思考問題，從而激發他們學習的主觀能動性。通過社會關注的熱點以及與我們生活息息相關的事情引出遙感所要解決的問題，使學生感受到知識的價值和重要性。例如通過確定耕地減少問題引出遙感影像分類和變化監測技術，接下來對這些技術進行詳細的講解和分析，讓學生明白利用這些技術對不同時像TM影像分析即可解決該問題；最后在實驗課上讓學生進行具體實踐，進一步增強他們對遙感數字圖像處理的理解和認識。在課堂結束時把一些相對簡單及次要的問題拋給學生，讓他們通過課下查閱資料，上網等途徑提出解決方案，在接下去的課堂上討論，之后老師再做詳細的闡述，如此培養學生獨自解決問題的能力。
2.2 語言引導
雙語教學不僅要求教師精通專業知識，而且具有較高的英語口語水平，能夠熟練地用英語表達。遙感數字圖像處理雙語課程安排在第五學期，通過前四個學期大學英語的學習，大部分學生通過了國家英語4級或6級考試，具備學習雙語課程的語言基礎；然而中國學生英語聽、說、讀、寫四項能力中，聽和說的能力最弱，這將嚴重影響雙語課程的效果。英語聽力的提高是一個漫長的過程，不但需要學生在課外多下工夫，教師的語言引導也至關重要。教師備課時一定要弄準相關單詞的讀音，確保課堂上正確發音，否則會誤導學生，同時引導學生從最基本的單詞開始，規范讀音，不斷練習，這樣方可聽懂課堂內容并提高聽力水平；其次，要求學生提前預習課程內容，通過查字典等手段解決生詞，理清專業單詞的讀音及漢語意思，并逐句理解課文內容，逐漸提高他們的閱讀能力；此外，鼓勵學生在課堂上使用英文來回答問題及討論問題，通過不斷的“說”來提高他們的口語能力。專業課雙語課程的學習是促進學生提高個人外語水平的一個重要途徑，為他們進一步學習打下堅實的英語基礎。
2.3 建立興趣小組
建立興趣小組，鼓勵學生自主學習和研究。興趣小組的組建采用自由組合原則，每組5-6人；小組成員在實驗結束后發表自己的觀點，討論該實驗的重點、難點以及注意事項，并共同完成實驗報告。在綜合性實驗部分，老師不再統一設置實驗題目，每個小組根據其興趣愛好自行選擇題目，獨自收集實驗數據和資料，制定實驗方案，并最終完成實驗，而教師只在必要時及時地介入。通過組建興趣小組，培養學生參與科研的興趣以及獨自解決問題的能力。
3 考核方式
當前很多高校把期末考試成績作為學期考核結果，導致許多學生平時不努力，僅在考前突擊，難以反映其真實水平；而國外大學通常將考試分為若干次，每次考試的成績按相應比例計入最終成績，這樣做可有效避免上述問題。為此，環境與規劃學院從2015年開始引入期中考試，由期中、期末考試以及其他考核等共同決定最終的考核成績。
考核方式多樣化，除期中和期末考試外，還將平時考勤、實驗考核、實驗報告等內容納入最終的成績計算。我們采用如下考核形式：考勤占10%，實驗及實驗報告占20%，期中考試成績占30%，期末考試成績占40%。由于該課程是雙語教學，因此在考核中也應得到體現，例如期中和期末考試的部分試題以英文形式出現，要求學生同樣用英文作答。實驗考核從實驗內容中隨機選取，每個實驗均設置考核要點，要求學生在規定時間內完成實驗操作，然后根據他們的完成情況評定成績。
4 結束語
遙感數字圖像處理是一門理論性和實踐性都很強的課程，實踐證明：通過雙語課程的學習，學生不僅能系統地掌握遙感數字圖像處理的基礎知識和一系列處理方法，還能養成良好的英語學習習慣，這為他們走向工作崗位或繼續攻讀學位奠定了良好的基礎。然而雙語教學是一個大的系統工程，不僅需要老師具有很強的理論水平，同時要求教師在授課的過程中不斷地學習，提高英語能力、完善教學技巧及方法，及時總結教學經驗，這樣才能更好地引導學生利用遙感專業知識分析和解決問題，逐步培養其獨立科研能力。
參考文獻（References）：
[1] John. R. Jensen. Introductory digital image processing[M].
NewYork： Prentice Hall，1996.
[2] John. A. Richards. Remote sensing digital image analysis[M].
Berlin： Springer，2012.
[3] Robert. A. Schowengerdt. Remote sensing： models and
methods for image processing[M]. NewYork： Academic press，2006.
[4] 錢樂祥.遙感數字影像處理與地理特征提取[M].科學出版社，
2004.
[5] 韋玉春.遙感數字圖像處理教程[M].科學出版社，2007.
[6] 朱文泉，林文鵬.遙感數字圖像處理[M].高等教育出版社，
2015.
[7] R. C. Gonzalez. 岡薩雷斯.數字圖像處理[M].電子工業出版
遙感衛星影像處理技術范文6
遙感技術以獲取信息豐富、直觀、簡便越來越受到世界各國的普遍重視。突發災情的救助，首先是要了解災區的情況，但往往伴隨著災情的是交通阻斷、通訊隔絕，尤其是以山區為甚。災區就像一個戰場，情況瞬息萬變，各種信息準確快速的獲取是減災救災的保障。以5.12汶川地震為例，震后災區電力通訊中斷、道路不通，給災情了解和救援工作帶來極大地不便，這時一幅高清晰的實時影像地圖，會讓指揮人員對災區情況有個全面的了解，根據遙感圖像可以及時判斷受災面積、范圍、災情、交通狀況等，為救災力量的合理部署、科學合理地制定救災方案，做到運籌帷幄。
二、遙感影像應急保障的特點
遙感影像除了提供震后直觀的判斷外，它又是一種有效的工具。當通過衛星或是航空器，接收到災區的數字信息后，地面處理系統經加密控制、影像糾正，轉化成依固定比例尺的影像地圖，馬上就可以在地圖面上量算出受災的面積，研判通往搶救區域陸路、水路、空降場地的現狀，量算出準確的距離，以便使救援人員快速進入搶救的現場。遙感影像圖據有很強的直觀性，對震后災區居民地、山體、道路、河流的破壞程度很容易判讀，這樣就方便了確定搶救的重點和方向。需要的話，可以參照已有的地形圖，把等高線與影像圖疊加起來，進行綜合分析和計算，從而估算出山體滑坡、河道淤 塞及道路塌方的土方量，有的放矢地合理調配人力、物力、縮短救災的時間。
地震過后常常伴有諸多的次生災害，而次生災害造成的損害甚至不亞于主生災害，遙感影像在防止次生災害形成的減災中有著得天獨厚的優勢。
1、遙感影像總概念清晰，便于大面積分析，適于宏觀監測。
2、現勢性好，通過定時、定性的比較分析能夠正確顯示災區特征和變化。
3、數字精度高，經過點線量測可得出地物、地貌的移動數字信息。
4、多光譜遙感圖像，內容豐富，能加深各種要素的理解。
震后災區人無居所，山體松動，河道淤塞，環境污染，都會危及到的生命?；谶b感影像，可以分析解譯研究山體移動的方向，河水改道方向及堰塞湖的形成，防止滑坡泥石流等災害造成二次損失。飲水是災后是否發生疫情的關鍵，采用特定光譜遙感圖像，配合實地采樣建立起色標，就可以在室內對江河、湖泊的水質進行初步的評估，節省大量的人力和物力。
震后百廢待興，我們要在廢墟上建立起新的、更美的家園。首要任務就是要編制總體規劃圖，這時遙感影像圖又能發揮重要的作用。航天、航空影像是區域景觀結構的綜合反映，是摸清區域資源分布的重要依據。在編制系列的規劃圖時，它特有的在內容上的現勢性、完整性、可比性、可測量性對規劃中合理分布居民區、合理保護自然環境，合理利用地理資源等起著積極的作用。
三、遙感影像應急保障技術路線
航天遙感數據快速生成數字正射影像圖的技術，數據處理流程和生產作業技術路線是否科學、合理、可行和高效，是決定成果生成效率的關鍵制約因素。因此，本文結合目前的正射影像圖生產流程，吸收和借鑒最新的科研成果和生產實踐經驗，設計了一套適應性強、生產效率高和能保證成果質量的數據處理流程和作業工序。
四、關鍵技術
高分辨率衛星影像快速制作數字遙感正射影像地圖的關鍵技術主要有以下幾個方面。
1、控制成果快速整合
制作數字正射遙感影像地圖的基礎是控制測量成果。現有的控制測量數據庫已經建設完成，具備快速檢索、控制點轉刺、數據格式轉換和輸入輸出等功能。
2、幾何糾正
遙感圖像成圖時，由于傳感器的成像機理、投影方式、傳感器外方位元素變化、傳感介質的不均勻、地球曲率、地形起伏和地球旋轉等因素影響，獲取的遙感影像相對于地表目標存在一定的幾何變形，使影像上的幾何圖形與該物體在所選定的地圖投影中的幾何圖形產生差異，主要表現為位移、旋轉、縮放、仿射、彎曲和更高階的扭曲。因此應根據傳感器類型選擇合適的幾何糾正模型以及適合地區特點的糾正方案。
3、圖像融合
遙感影像數據有可能是多傳感器、多時相和多分辨率的數據，在利用多源遙感影像數據制作數字正射影像圖時，應結合具體的圖像特點，采用數據融合處理的方法，各種遙感數據優勢互補，以期產生的新影像保留原圖像的特征，既保留高分辨率圖像的特點，具有較高的空間細節表現力，又增加了多光譜圖像的光譜特征。
4、質量控制
遙感數據生成快速數字正射影像地圖時，盡管有時可以犧牲"非興趣"區域和要素的精度和質量，但對"興趣"區域和要素的成果質量必須滿足應用要求。因此，在強調快速的同時，也應充分考慮成果的質量。影響數字正射影像圖質量的關鍵因素在于幾何糾正的精度和空中三角測量的精度。幾何糾正的精度主要取決于控制點（GCP）選取的數量、質量和分布位置。
