基于RS和GIS的遥感影像专题地图编制

1、文章编号:1671-9662(200501-0030-02基于RS 和GIS 的遥感影像专题地图编制王超1,马玉晓2,杨瑞霞1,鲁鹏1(1.河南省科学院地理研究所,河南郑州450052;2.平顶山工学院,河南平顶山467001摘要:探讨如何利用RS 和GIS 的集成技术编制黄河中下游生产堤遥感调查专题地图,并对地形图数字化、遥感图像处理、航片的几何精校正、航片的无缝镶嵌和遥感专题信息提取等问题进行论述。关键词:遥感影像;地理信息系统;地图编绘中图分类号:P285.4+2文献标识码:A1技术和资料准备本研究以全数字栅格图像航片为信息源,采用人机交互的RS 与GIS 信息采集集成系统。结合现有微机

2、硬件条件,选用美国公司的Mapin fo6.5中文版地理信息系统软件。该软件对GIS 信息和RS 信息整合能力强、功能强大。编制地图的基础资料采用110000黄河河道地形图及2003年河南省科学院地理研究所航摄的黄河中下游地区125000黑白航空像片。2影像地图编制流程遥感影像专题地图的编制涉及RS 技术与GIS 技术、大地测量、地图编绘、图像处理等复杂的专业知识,特别是要恰当合理运用地形图数字化、影像几何精校正、影像无缝镶嵌、图形图像配准等关键技术。其编制工作流程如图1。3编制关键技术3.1地形图数字化通过对黄河中下游地区的行政区边界、河道、河堤、村庄、沟渠、道路等要素数字化,建立相应的地形

3、图图形数据库,作为遥感专题一部分与遥感图像作精确地配准叠加。河道地形图扫描。以300DPI 分辨率按11比例进行黑白二值扫描,把地形图上的地理数据扫描转换成计算机可储存的光栅格式。这是航空遥感调查中数据处理的首要工作。栅格图像配准。在MapIn fo 中以打开表的方式打开栅格图像,进入配准图像对话框。首先设定合适的投影方式及坐标系使用的地图单位,以保存地图要素之间正确的空间关系。然后在配准对话框图像上选择一控制点,单击鼠标,在弹出的编辑控制点对话框中键入该点对应的实际坐标值。要注意若输入4个控制点时,保证任意3点不在同一直线上。此时MapIn fo 以象素为单位计算控制点的输入误差。误差值应与

4、数字化仪的图形分辨率一致。然后按确定按钮,完成栅格图像的配准 。图1影像地图编制流程建立数字化图层。根据需要建立如下16个层:村名、大堤、沟渠、黄河、现状黄河、生产堤、主要堤、鱼塘、解译生产堤、解译主要堤、解译鱼塘、省界、市界、县界、图框、图例。栅格图像矢量化。采用人机交互方式对栅格图像进行矢量化。效率虽然低,但便于编辑修改,有效地保证了矢量化的成果质量。此外,各地理要素应分层矢量化,在矢量收稿日期:2004-12-12第一作者简介:王超(1966-,男,河南郑州人,河南省地理研究所助理研究员,主要从事航空管理摄影与遥感、地理信息系统的科研工作。第14卷第1期2005年1月平顶山工学院学报Jo

5、urnal of Pingdingshan Institute of T echnology V ol.14N o.1Jan.2005化输入的同时定义各要素的几何参数,如符号的大小、线型、线宽、颜色等。3.2遥感影像处理及无缝镶嵌航片数字化扫描。它的任务就是利用摄影测量专业扫描仪和计算机进行航片数字化扫描,把记录在胶片上的遥感数据转换成计算机可存储处理的数字化形式。为减少扫描信息损失,在对每条航线图像质量相近的航片预扫时,应在充分尊重航摄底片原始信息的前提下,不断地调整扫描的亮度、色彩饱和度和对比度等参数,力求使扫描的结果达到地物成像清晰、色调区域平衡、反差均衡适中。各参数确定以后,即可进行批

6、量扫描。航片的几何精校正。由于航空摄影采用的是中心投影,当被摄地区地面起伏较大或航摄的飞行姿态出现较大倾斜时,造成投影误差和倾斜误差。因此,遥感影像必须以地形图的地理数学基础为准进行几何校正,才能使遥感影像与地形图严格配准,以满足在遥感图像上精确量算。在几何校正的过程中,要注意每幅原始遥感影象控制点数目的选择及作为控制点的像素点的确定。一般来说,对几何畸变程度较小的原始遥感影像来说,被选择的控制点数目可以少一些,但不低于15个,反之,畸变程度大的可以多一些,通常要在30个以上。控制点的位置一般选在原始遥感影像上的突变点上,如道路的交叉口、河流分叉或拐弯处等。影像的无缝镶嵌,经过数字化扫描及几何

7、精纠后的数字化遥感影像,均为一幅幅具有相同比例尺且部分相互重叠的影像图。需进行无缝拼接处理,去掉重叠部分,从而为在逻辑上将这些影像图整合成覆盖黄河流域的影像图创造条件。图像镶嵌的具体工作步骤为:首先是进行色差处理,借助PhotoShop软件中的色彩调整功能,将需要拼接的两幅相邻影像图的色彩尽可能调整到和谐。其次是选择拼接线,在两幅相邻的影像图上,用彩色线把需要进行拼接的界线勾画出来。当选好拼接线后,由ImageXuite软件沿着拼接线的轨迹自动进行拼接处理(包括匀光、匀色以及几何和色调的自动过渡处理。最后着重检查沿拼接线的接缝处是否存在着错位,若存在错位,还需要对拼接后的影像作进一步的修补。3

8、.3无缝镶嵌图像和地形图配准几何精校正后的遥感图像与已校正的栅格地形图要实现精确叠加配准,二者的配准操作过程与前述栅格地图配准类似。以已校正的栅格地形图为参考文档,校正后的无缝镶嵌图像为校正文档,采集一定数量的控制点,执行配准操作。3.4遥感影像专题信息提取生产堤等影像特征分析任何可视地物要素在其遥感影像上都具有一定的光谱特征、几何特征及其它辅助特征。如色调、形状纹理及影像结构等。依据这几方面对拟被提取的可视地物要素进行影像的定性分析。通过对这些地物要素影像的定性分析,总结、归纳出这些地物要素所具有的影像特征,建立解译标志。然后去实地进行野外校验,对不合理的部分进行修改,直到与实地相符为止,并

9、以此作为我们解译这些地物要素的标志和依据。目视解译依据生产堤等基本地物要素的影像特征,在遥感影像上辨认出各种地物。借助MapIn fo平台软件提供的绘图工具,用不同彩色线型把已被确认的各种地物的边界勾画出来。3.5影像地图的整饰与输出生产堤专题地图初步编制成功后,需进行编辑和整饰、美化工作。主要有:制作图廓、加注文字注记、图名、比例尺和图例。编制成功的遥感专题地图可直接在显示器上放大、浏览,又可用彩色喷黑打印机(绘图仪输出,还可输出PS或EPS文件,进行照排印刷。4结语遥感影像专题地图是以GIS为基础平台,由地理信息与遥感空间信息复合而成的。在“黄河中下游滩区主要生产堤现状遥感调查”项目实践中

10、,运用GIS、RS一体化技术编制生产堤遥感专题地图取得了巨大成功,其图面信息量十分丰富,在地物识别、面积量算、辅助规划设计等方面发挥了十分重要作用。参考文献1陈述彭,童庆禧.遥感信息机理研究M.北京:科学出版社,1998.2李四海.GIS支持下的遥感专题地图制作J.遥感技术与应用,1996,(3:54-55.3邬伦,刘瑜,张晶等.地理信息系统:原理方法和应用M.北京:科学出版社,2001.4杨瑞霞,郭仰山,王超等.中原地区遥感考古研究与实践J.地域研究与开发,2003,(2:92-96.Special m ap plotting of Im age based on RS and GISWAN

11、G Chao1,MA Y u2xiao2,Y ANG Rui2xia1,LU Peng1(1.Institute o f G eography o f Henan Academy o f Sciences,Zhenzhou450052,China;2.Pingdingshan Institute o f Technology,Pingdingshan467000,ChinaAbstract:This article discusses how to plot the investigating special map of rem ote sensing of lower and middle reaches of Y ellow River based on RS and GIS.And als o the author discusses s ome problems on digital of the maps,the image of rem ote sensing,the precise ge2 ometry correction of photo map,the seamless en