第七章2+遥感应用2——航天遥感图像.ppt

1、第七章 遥感应用2航天遥感图像在测绘中的应用,概述,随着遥感器技术、空间技术以及数字图像处理技术的飞速发展，遥感技术进入了崭新的阶段，已渗透到国民经济的各个领域。它与测绘技术尤其是摄影测量，有着极其密切的关系，遥感技术的迅猛发展，以及各种遥感图像特别是各种航天遥感图像有力地推动着测绘尤其是摄影测量的发展和广泛应用。航天遥感图像可直接用于测绘，当前主要被用来测绘、修编、修测中小比例尺的地形图，制作影像地图和各种专题图，以及为地理信息系统提供动态的空间数据。,一. 利用航天遥感图像进行解析空中三角测量,由摄影测量学知道，解析空中三角测量是根据航摄像片上所量测的像点坐标和极少量的地面控制点，通过计算

2、机求得地面上加密点的大地坐标。利用航天遥感图像进行解析空中三角测量基本上可沿用摄影测量学中的方法。但许多航天遥感图像没有足够的旁向重叠，只有在有限的地区段范围内才能获得满足旁向重叠的区域图像，在这种情况下，进行解析空中三角测量，就要利用不同时期的遥感图像来进行。另外，由于遥感图像比例尺非常小，覆盖面积很大，地面控制点(如国家大地网点)在这样的图像上不能得到判别，而野外施测控制点显然是不适宜的。因此，进行解析空中三角测量，一般都在遥感图像上选用清晰的地物元素作为起始控制点，它们的坐标，可以从各种不同的地图资料获得。显然，由此得到加密点的精度，很大程度上取决于地图资料的精度。因此，在用航天遥感图像

3、进行解析空中三角测量时，必须考虑控制点坐标的特性。,一. 利用航天遥感图像进行解析空中三角测量,举例 Morton Keller曾利用天空实验室摄像机(S190B)获得的像片进行解析空中三角测量的试验。(S190B摄像机的焦距为457mm，像幅为115mmXll5mm，像片比例尺为1，950 000，覆盖面积为109kmXl09km，光谱段为04088微米)。试验证明，90的像片平面控制在015mm以内，可以满足测制1：150 000至1；200 000地形图的需要。,一. 利用航天遥感图像进行解析空中三角测量,举例 加拿大曾利用天空实验室像片和高空航摄像片结合进行空中三角测量的试验。天空实验

4、室像片是用S190A多光谱相机拍摄的(焦距为152mm，像幅为58mmX 58mm，航高为435km，摄影比例尺为l：2 900 000)。高空航摄像片是用高空飞机拍摄的(航高为118km，焦距为152mm，摄影比例尺为1:130 000)。在现有地图上选取地面控制点必须是在两种像片上都能得到辨认的公共点。试验表明，两种像片结合进行解析空中三角测量测得的最佳平面精度为20m左右。这种地面控制可以满足1：50 000至l：100 000测图的需要。,二. 利用航天遥感图像测制地形图,航天遥感图像用于测制地形图取决于航天遥感影像所提供的平面位置、高程精度以及影像分辨率的大小。航天遥感图像可以测制中

5、小比例尺地图，这对于一些偏僻和困难地区的测图工作可以节省时间和减少费用，具有现实的意义。 举例 武汉测绘科技大学曾利用航天飞机ESA摄取的1：820 000的航天摄影像片对我国西藏班戈县进行了测制l：100 000地形图的试验，结果表明，在常规精密立体测图仪器如D3和解析测图仪如BC2上测制l：100 000地形图的精度均在2030m之间，其高程精度用解析测图仪是1420m，用D3立体测图仪是23m，均符合我国成图的精度要求。其工效较利用常规航摄资料成图提高2倍。试验指出，解析测图仪与常规精密立体测图仪在利用航天像片测制地,二. 利用航天遥感图像测制地形图,形图时的主要区别是地球曲率的改正。在

6、常规精密立体测图仪上进行航天像片测图时，应严格控制地球曲率的影响应小于12测图中误差；在控制点的分布上，除按规范要求布点外，还应在2cmX2cm方块的四角布设四个控制点，以便分块绝对定向。 举例 法国国家地理院和英国伦敦大学等用法国马赛地区的SPOT立体像对进行了实验，其结果为：平面精度x,y)为6.0m，高程精度为3.5m。这些数据结果表明，用SPOT卫星影像进行测图，可以达到测制1：50 000地形图的精度要求。,二. 利用航天遥感图像测制地形图,另外，可利用航天遥感图像与航空像片合成测制地形图，即用卫星像片进行空中三角测量，提供制作地形图所需要的几何信息，而用航空像片提取影像信息。其方法

7、是：利用预先经过纠正和放大的卫星像片作为基础，对单张航空像片进行纠正，用光学镶嵌法制成像片镶嵌图，将卫星像片与航空像片的影像套合，来测制地形图。其工艺流程如图所示o,二. 利用航天遥感图像测制地形图1,三. 正射影像地图,具有影像内容、线划要素、数学基础和图廓整饰的地图称影像地图。它具有比线划地图多得无法比拟的信息量，而且具有直观易读、成图快、成本低廉的特点，在国民经济建设中有着广泛的应用。 若将地貌,地物,地名和数学基础等注绘于正射影像图上，即成为正射影像地图。 在精度要求不高的情况下，这种影像地图的制作过程如图所示。,三. 正射影像地图1,三. 正射影像地图2,其中纠正点的选取应尽可能选用

8、固定的地形地物(如突出的山头，铁路和河岸交点，人工水渠交叉点等)和半固定的地形地物(如小河与小河的交叉点，小河入水库的交点等)。在地形图上量取点位坐标时起始读数应从最近的公里格网开始，并按地图投影的要求进行投影换算。线划要素的注绘和取舍应据影像地图的用途而定。,三. 正射影像地图3,一般情况，凡是通过影像较易识别出来的地理要素，均不用线划符号表示，如湖泊、河流、山体、冰雪覆盖区域等。凡影像能够显示出来，而图像不清晰，不易阅读的，可以用符号表示，如城镇居民地的外部轮廓、重要交通干线和桥梁、主要干堤等；凡影像上没有的内容用符号和注记表示，如河流的流向、高程点、境界线、地理名称注记等。 线划符号的图

9、形应和地形图取得一致，但由于地形图上的线划符号是以白色为衬底，符号尺寸精细，而影像地图的符号和注记就应适当放大，否则给阅读带来困难。,三. 正射影像地图4,对于1：1000000的影像地图，线划内容应表示出县级以上居民地和省会级以上居民地轮廓范围。行政境界线如有可能可以表示出省(区)以上界线，境界线可以从与成图相同或稍大比例尺的地形图上的境界线进行转绘，而且应突出表示出铁路、主要公路等交通干线。铁路根据参考资料区分出单线铁路、复线铁路、电气化铁路。河流绘出流向，河流长度在图上大于5cm者应注出名称注记。湖泊和水库的图上面积大于4mm2者应注出名称注记。地貌由影像表示，不绘等高线。每幅图选204

10、0个高程点和注记。,四. 地图的修测与更新,地形图作为国家测绘的最基本图件，是开展国土普查、自然资源调查和进行国民经济建设等的重要依据。自然界的地形在地球内力、外力以及人类的活动影响下不断地发生着变化，地形图需要及时地反映出这些变化，因而就必需及时地进行修测。利用航天遥感图像修测地形图具有重要的经济意义和社会意义，尤其对高山边远地区、沙漠、海湾更有其实际意义。 利用航天遥感图像对现有地图进行补漏、修测、更新，目前一般有以下几种方法：,四. 地图的修测与更新1,(1)当只有少部分地图内容需要修改时，可在遥感图像上直接判读某种地物，利用相关地物或网格法直接转绘在地图上，如图所示。,四. 地图的修测

11、与更新1,(2)当地图内容需要修改的部分较多,或卫星图像质量较高时，可采用将卫星像片放大，与其原图套合，利用相关地物进行修测。 (3)将需要修测的地图，置于纠正仪的承影面上，相应的卫星图像(负片)放人承片框，将修测部分周围的影像与地图上同名要素准确重合后，转绘需要修测的内容。 (4)当地图内容有大面积需要修测更新时，可以先对卫星图像进行纠正，制出卫星影像图，通过准确判读，即可直接进行修测更新。例如，用Landsat TM图像修测1：100 000比例尺地图，其流程如图所示。,四. 地图的修测与更新1,四. 地图的修测与更新2,利用航天遥感图像修测更新地图，决定于遥感图像的质量，特别是图像的地面分辨率和地图修测的内容。实验证明，当前的MSS图像只适用于1 ：500000或更小比例尺地图的修编。 它对修测水文要素(如河流、水渠、水库)、海岸与岛屿、沙漠、冰川、雪原、森林与植被等十分容易且很准确，但对其它地物要素的修测就比较困难，在半