遥感卫星影像处理技术精选(九篇)

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第1篇：遥感卫星影像处理技术范文

【关键词】 卫星遥感 影像图 制作

随着科学技术的快速发展，人类社会已步入数字化信息时代。数字信息在促进我国国民经济以及社会发展中发挥着重要作用。传统的数字正射影像生产过程主要包括：DEM的生成及数字正射影像的生成、内业的空中三角测量加密、外业控制点的测量、航空摄影等，在数字影像处理过程中，其耗时长、成本高，精确度低等特点[1]。因此，传统的地形图已无法满足快速发展的现代社会需求。数字正摄像图具有信息丰富、直观性强、精确度高的特性，其正被广泛应用于土地动态监测、道路设计、农田水利建设、防洪抗灾等领域，随着科技的飞速发展，高精确度的正摄影像图对我国具有非常重要的意义。

1 数字正射影像图的发展现状

近年来，计算机技术及数字正摄影像图生产技术迅猛发展，数字正射影像图在城市规划、建设及管理中发挥着重要作用。数字正射影像图正被城市规划专家广泛认同，其在实践中的应用也得到进一步发展。目前，城市在获取基础信息以及更新图像数据库时，大多采用数字正射影像图。

自20世纪60年代以来，遥感一词受到社会的广泛关注。遥感是指通过对遥远地方的目标物进行探测，并对获取的信息进行分析研究，进而确定目标物的特有属性，以及目标物之间的关系[2]。而卫星遥感影像是指运用现代卫星遥感技术获取地球表面的客观实在物，并对物体进行数据分析，然后制作成影像图，最后服务于实际应用。目前，世界各国政府及有识之士已达成“数字地球”的共识，他们都在为取得信息时代的战略制高点儿付出巨大的努力。在此背景下，我国也将“数字中国”提上议事日程，而“数字城市”是“数字中国”的重要组成部分，其在我国经济发展中发挥着重要作用。遥感信息是“数字城市”的重要内容，正影像图的精确度关系着我国数字城市的发展进程。随着遥感信息技术的快速发展，人们对遥感信息的内在规律也日益了解，遥感信息已被广泛应用与城市的多个领域中。数字正射影像图在规划城市建设、提高城市环境及社会经济效益方面起着非常重要的作用。

城市景观模型是城市现状的表现形式，其对于城市规划中具有重要的作用。传统的城市景观模型无法展现城市的真实情况，应用数字正射影像图建立数字城市三维景观模型，既提高了精度，又可多角度浏览城市景观，为城市建设和国民经济发展提供决策依据。当前，利用遥感信息构建数字景观模型的技术已日渐成熟，应用卫星遥感数据采集城市的平面信息并利用已有数字高程模型数据，可以制作成高精度的数字正射影像图。

2 数字正射影像图的制作存在的主要技术难点

2.1 摄像图像拼接缝隙较明显

当前，立体像对之间存在很大的灰度反差，如果重叠区域的镶嵌线处理不当，那么，人们会发现一幅图中存在几条很明显的反差缝隙，从而造成视觉上的不接边。因此，为了保证影像的质量，提高影像图的额镶嵌效果，作业员应在投影差较小的区域镶嵌反差线，并尽可能选择靠近街道、河流、公路等区域，并禁止利用向前线分割整体的建筑物。在镶嵌影像时，作业员应采用羽化的方式，并避免出现硬街边。完成影像镶嵌后，作业员应开始对影像进行分幅，对于出现的杂点应进行再次处理。

2.2 建筑物变形严重

在对数字正射影像图进行纠正时，大多采用平均高程建构地面图形，并突出平均高程平面的建筑物。由于高程建筑存在较大的投影差，因此，数字正射影像图容易发生变形。在采集突出建筑物的数据时，作业员应分别采集突出建筑物以及非突出建筑物，并保证这两者的特征线不相交。在删除非突出建筑物特征线的数据时，作业员应对突出建筑物的特征线进行数据计算，并计算生成DEM，唯有这样纠正影像，才能保证建筑物不变形；在删除突出建筑物特征线的数据时，作业员应保留其特征线的数据，并计算生成DEM。

2.3 正射影像图内色彩不均匀

利用卫星遥感进行图像拍摄的过程中，其中间亮而四周暗，有些上边亮而下边暗，因此，在拍摄过程中，作业员如果对摄像图片处理不得当，那么后期制作出的DOM色彩将失真，并出色彩不均匀的情况，其严重影像数据判断。

当前，作业员在处理原理影像时，大多采用中科院的DUX航测影像处理软件。运用DUX航测影像处理软件对原始影像的色彩进行匀光匀色。匀光处理参数主要有两类：一是确定有效范围以及景物处理系数；二是调整影像的亮度、色彩、敏感度参数。其具体步骤是：首先，对原始影像进行匀光处理；然后，成批打开相关影像数据，并分批进行匀光处理，在做匀色处理时，作业员应调整每条航带首尾影像，并采用“λ自适应”进行调整；最后，根据调整红啊的首尾影像对中间影像进行自动匹配，并分批处理匀色生成的影像。

3 数字正摄影像图的制作原理

数字正射影像图（Digital Orthophoto Map，缩写DOM）是利用DEM对经过扫描处理的数字化航空像片或遥感影像（单色或彩色），经逐像元进行辐射改正、微分纠正和镶嵌，并按规定图幅范围裁剪生成的形象数据，带有公里格网、图廓（内、外）整饰和注记的平面图[3]。数字正射影像图与我们平时看到的地图不同，它是我们地面信息在影像图上的真实反映，它不仅不存在变形，还比普通地图丰富，其可读性更强。数字正射影像图可作为背景信息，我们可从中提取所需的自然资源以及社会信息，其为防治自然灾害以及规划公共设施等方面提供了很多可要的依据。

数字正摄影像图的制作原理是：依据正摄影像的特点，应用专业的地理信息遥感软件对原有的影像图进行辐射矫正以及几何矫正后，它可以消除各种因畸形及位移误差，从而获得较为准确的地理细腻下以及各种卫星遥感数字正射影像图。当前，国内外使用的数字摄影测量仪主要是：Jx-4A全数字摄影测量系统，其是我国四维北京公司开发的测量系统；ImageS-tation工作站，它是美国Intergraph公司开发的测量系统；VituoZo系统，它是武汉适普公司开发的系统。这些测量系统都能制作出各种比例的正射影像图，而且，他们的制作原理是一样的，他们都是对数字进行微分纠正[4]。

数字正摄影像图的制作原理是：首先，依据影像纹理配成立体像对，在此基础上，生成数字高程的模型；然后，对配成的像元进行数字微分纠正，并生成正射影像图[5]。这种制图方式，可以保证图像质量，并延长器成图周期，其对作业员的综合素质要求很高。因此，在运用数字正射影像图进行制图时，作业员应深入了解全数字摄影测量系统，并提高自身计算机图形图像处理知识，从而不断提高自身工作能力。

4 遥感正射影像图的制作

4.1 收集原始卫星影像图

近年来，遥感技术不断发展，遥感卫星影像层出不穷。在利用遥感方法制作图时，原始卫星影像数据主要选用Ikonos、World View及QuickBird等。这些影像数据具有文件数据量大、地面分辨率高、便于管理的优势，因此，被广泛应用于高精度正射影像图制作。

4.2 影像图的纠正、配准及融合

第一，利用GPS控制点对影像进行纠正。利用卫星遥感数据制作正摄影像图时，作业员采集到第一批卫星影像资料后，就开始对影像进行影像控制，并利用GPS做影像控制。影像图纠正的实质是对中心投影的影像数源进行正射纠正，并形成正射影像图[6]。作业员可利用现有的1：500、1：2000以及1：5000对地形图资料进行影像纠正，在一定程度上可节约成本，缩短了工期，从而提高了工作效率，并确保了影像精确度。

第二，在完成影像纠正后，作业员应对多光谱影像进行配准。影像配准的目的是识别两幅或多幅影像之间的同名像点。其中，影像配准的方法有：灰度配准；特征配准。

第三，在完成影像配准后，作业员应对不同分辨率的遥感图像进行融合处理，并确保融合后的遥感图像既具备良好的空间分辨率，有具有多光谱的特征，从而实现增强图像的目的。在融合图像分辨率的过程中，作业员应配准前两幅图像并在处理处理过程中，选择合适的融合方法。只有精确地配准不同空间分辨率的图像时，作业员才能得到满意的融合效果。

第四，在支座遥感正射影像图时，作业员应选用具备遥感影像配准标准的融合系统Cyberland，来对影像图进行纠正、配准及融合。当前，QcickBird全色影像以及QcickBird多光谱影像是应用较为广泛的影像制图软件。。

4.3 无缝镶嵌影像图

影像图镶嵌是指对若干幅相邻的遥感数字图像进行几何镶嵌、去重叠、色彩调整等数字化处理，然后将其拼合成一幅完整的新影像图。在应用遥感图像时，几幅影像图的交接处可能会存在较大的缝隙，需多幅图像才能覆盖缝隙，因此，他们需要研究该区域的图像配准，并将这些图像镶嵌气力啊，从而更好得进行处理、分析及研究。影像镶嵌过程如下：

第一，确定影像重叠区域。相邻图像的重叠区域是遥感图像镶嵌工作的实施地，也是其他工作的基准。例如，影像色调的调整、影像的几何镶嵌、去影像重叠区都是以影像图的重叠区作为基准的。因此，影像图之间的重叠区域的确定是否准确直接关系到影像图镶嵌的效果。

第二，调整影像色调。影像图的色调调整是遥感影像图镶嵌工作的重要内。由于影像图存在不同的时相以及不同的成像条件，再加上需镶嵌的影像图具有不同水平的辐射以及较大的亮度差异，必须对影像的色调进行调整。如果不对影像图进行色调色调，那么即使影像图的几何位置配准很优秀，镶嵌在一起的影像图也无法应用于实际工作中。色调调整时影像制图中的重要环节。虽然有些遥感影像图的成像时相与成像条件相接近，但是，卫星遥感器的随机误差会导致图像的色调不一致，这将影像图像的实际应用效果，因此必须对卫星遥感影像图进行色调调整。

第三，图像镶嵌。在完成重叠区域确定以及色调调整后，作业员可对相邻影像图进行镶嵌。图像镶嵌是指找出相邻影像图需镶嵌图像的重叠区的接缝线。因此，重叠区域接缝线的质量直接关系到影像图的镶嵌效果。在对影像图进行镶嵌的过程中，作业员即使对影像图进行色调调整后，影像图接缝处的色调也会不一致，因此，作业员需对影像重叠区域的色调进行平滑，提高镶嵌的亮度，这样才能保证影像镶嵌后的无缝隙存在。

第四，在对影像图进行镶嵌的过程中，作业员应采用专业的影像处理系统。ImageXuite是专业的影像处理系统，其影像匀光及镶嵌功能较为强大。作业员通过对影像图进行匀光、匀色以及色调调整等，从而生成无缝镶嵌的影像。

ImageXuite是影像图镶嵌的重要软件，其在大多数情况下匀光效果显著，并实现较好的无缝影像镶嵌。但是ImageXuite软件具有一些缺陷，例如，对影像的调色功能不强，在匀光的所有影像都偏暗时，ImageXuite的处理效果不佳，这是，作业员需配以Photoshop软件，通过运用Photoshop软件对影像进行调整，直到较好效果，然后将调整好的影像作为主影像，最后再对其他影像进行匀光处理，经过这些程序后，作业员即可获得一幅效果较好的影像图。

5 结语

随着科学技术的迅猛发展，卫星遥感技术取得了长远的进步，其影像图的成图精度越来越来高。目前，人类社会已步入数字化信息时代，数字信息在促进我国国民经济以及社会发展中发挥着重要作用。卫星遥感技术融合了现代信息技术以及智能化遥感信息处理技术，其为城市规划、了解区域环境等方面提供了技术支撑。正摄影像图是利用DEM对扫描出的卫星遥感影像进行微分纠正、辐射改正以及镶嵌等，并依据规定裁减出形象数据，从而形成影像图。数字正摄像图具有信息丰富、直观性强、精确度高的特性，其正被广泛应用于土地动态监测、道路设计、农田水利建设、防洪抗灾等领域，随着科技的飞速发展，高精确度的正摄影图对我国具有非常重要的意义。

参考文献：

[1]孔娟，薛倩，钱跃磊，陈慧娟.浅析数字正射影像图制作质量的改进[J].许昌学院学报，2012，（5）：120.

[2]李海洋，王丽英.基于PCI的遥感正射影像图制作[J].矿山测量，2009，（4）：44.

[3]张玉方，欧阳平，程新文，蔡冲.基于LiDAR数据的正射影像图制作方法[J].测绘通报，2008，（8）：44.

第2篇：遥感卫星影像处理技术范文

【关键词】遥感处理 电子政务 分布式并行计算技术

1 项目背景以及要求

1.1 项目背景

高分遥感在电子政务地理空间基础信息库建设与服务中的应用示范项目，是高分重要的应用示范项目，依托“国家自然资源和地理空间基础信息库”一期工作，重点解决高分辨率遥感卫星数据与国家自然资源和地理空间基础信息库的融合，推进高分数据在电子政务地理空间基础信息库的综合应用示范，形成高分数据及其电子政务应用产品通过共享平台进行分发和共享的机制和格局，为国家宏观综合决策服务，包括资源环境综合监测评价、灾后重建规划实施效果监测、区域发展战略研究和区域规划、资源环境领域规划和重大基本建设项目跟踪及效益监测以及海洋资源开发和经济发展的监测工作等，以及为政府综合部门、业务服务和电子政务业务部门及社会公众服务。

1.2 要求

为满足海量遥感数据的需要，建设了高分遥感数据集群式生产系统，该系统具有高效、自动、智能的技术特性，遥感影像处理的基础支撑平台，提供统一的数据模型、业务模型接口，能够支撑起大规模遥感影像的集群式并行自动化处理。

2 遥感影像处理结构层次

遥感影像操作可以划分为三个不同的层次或者类别，下面就对其进行一一分析。首先为像素级操作，这是通过一副像素影像产生另外的像素影像，包括邻域、括点、几何操作等，很多数据都是有规则、几何、局部。而这种几何操作在进行遥感影像处理时表现为几何校正，因为装载在飞机、卫星的成像传感器受到飞机姿态、卫星、时间、运动、气候等不同因素的影响，其摄取的图像可能出现几何畸变的现象，因此，要能够完成旋转、重新定位、任意弯曲等操作；其次，其具有特征性操作的特征，这也是相关影像产生的特征，包括区域和线，常规性的特征包括纹理、形状、三维特征、梯度特征，一般选择一致的测度，包括方差、均值来进行处理和描述，其显示特征区域进行的可行性，而且，还具有非局部、象征意义的特性，在局部区域并行的同时，还要能够对整体加以处理；再者具有目标级操作的特征，这是由一系列特征诱发的目标，并且其信息具有复杂性、象征意义，一般都是通过相关知识来处理，从而对影像进行理解、描述、解释。

3 通信和同步

在并行计算期间，因为不同进程之间需要传输以及调度数据，因此，其具有相应的通信开销，并且这种开销表现为以下不同的方面，首先为传输等进程之间的数据，主进程从进程调度、数据传输、任务分配入手。在处理遥感影像时，需要能够划分影像，并且将其映射给进程加以处理和计算，其主要依据就是被划分部门的数据通信量，三种图像数据划分方式，如图所示，其中图1表示水平条带、图2为竖直条带、图3为矩形块，不同划分的条带边界表现为所要进行的通信数据。在处理不同影像时，要能够选择不同的划分方式，像素级的处理并行化分支较小，进行数据划分时较为简单，可以结合实际状况来选任何划分方法，特征处理如线条所示，按照竖直条带和水平条带来划分，在目标级、特征级处理期间，需要结合相应的问题、并行计算支撑环境来选择具体的划分方式。从一定角度来分析，要想能够达到并行化的要求，从而让被划分的数据通信量达到最小的要求。

在并行系统执行给定算法期间，可能会出现个别进程计算需要在其他进程完成之后才能开展，这时候同步是需要的，所谓的同步就是在这种状况下顺利使用通信协调技术不受到影响。同步也存在以下两种不同的开销，包括同步需要所有处理机能够进行相应的检验，但是，需要花费相应的时间；其次个别处理器可能为闲置，等待准许继续续需要计算相应消息。

4 结语

高分遥感在电子政务地理空间基础信息库建设与服务中的应用示范项目，是高分重要的应用示范项目，依托“国家自然资源和地理空间基础信息库”一期工作，重点解决高分辨率遥感卫星数据与国家自然资源和地理空间基础信息库的融合。通过实验不难发现，PC机群上所具有的分布式并行算法优势较为明显，但是，其通信开销依然是算法中需要解决的主要问题，在集群逐渐扩展的影响下，通信开销开始增长，这就让并行化程度遭到制约，选择直接少通信量、通信次的方法则能够降低实际的通信开销，从而为实现遥感卫星数据和国家自然资源信息库融合奠定坚实的基础。

参考文献

[1]杨海平，沈占锋，骆剑承，吴炜.海量遥感数据的高性能地学计算应用与发展分析[J].地球信息科学学报，2013（01）：128-136.

[2]王竹晓，胡宏，陈立民，史忠植.动态描述逻辑推理的并行计算技术[J].计算机研究与发展，2011（12）：2317-2325.

[3]马伟锋，李伟.遥感影像数据并行计算中数据分配策略研究[J].浙江工业大学学报，2016（03）：270-274.

[4]潘巍，李战怀.大数据环境下并行计算模型的研究进展[J].华东师范大学学报（自然科学版），2014（05）：43-54.

作者单位

1.中国电子科技集团公司第五十四研究所 河北省石家庄市 050081

第3篇：遥感卫星影像处理技术范文

1.1遥感影像基本定义及介绍

遥感技术自诞生之日起,应用逐步延伸至我们日常生活的每个角落。1943年德国开始利用航空相片制作各种比例尺的影像地图。1945年前后美国开始产生影像地图,我国在20世界70年代开始研制影像地图。[1]在日常工作中,我们常常接触到遥感影像,谈及遥感技术及其应用。那么具体是指什么呢?所谓遥感影像,是指纪录各种地物电磁波数据而生成的各种格式的影像数据,在遥感中主要是指航空影像和卫星影像。目前遥感影像图无论在农业的土地资源调查,农作物生长状况及其生态环境的监测,还是在林业的森林资源调查,监测森林病虫害、沙漠化或是在海洋资源的开发与利用,海洋环境污染监测都有着非常重要的应用。[2]

1.2遥感影像的四个基本特征

遥感影像有其四个基本的影像特征:空间分辨率、光谱分辨率、辐射分辨率、时间分辨率。通常意义上,我们平时最多谈及精度的问题,常常是指空间分辨率(SpatialResolution),又称地面分辨率。后者是针对地面而言,指可以识别的最小地面距离或最小目标物的大小。前者是针对遥感器或图像而言的,指图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小,或指遥感器区分两个目标的最小角度或线性距离的度量。它们均反映对两个非常靠近的目标物的识别、区分能力,有时也称分辨力或解像力。光谱分辨率(SpectralResolution)指遥感器接受目标辐射时能分辨的最小波长间隔。间隔越小,分辨率越高。所选用的波段数量的多少、各波段的波长位置、及波长间隔的大小,这三个因素共同决定光谱分辨率。光谱分辨率越高,专题研究的针对性越强,对物体的识别精度越高,遥感应用分析的效果也就越好。但是,面对大量多波段信息以及它所提供的这些微小的差异,人们要直接地将它们与地物特征联系起来,综合解译是比较困准的,而多波段的数据分析,可以改善识别和提取信息特征的概率和精度。辐射分辨率(RadiantResolution)指探测器的灵敏度——遥感器感测元件在接收光谱信号时能分辨的最小辐射度差,或指对两个不同辐射源的辐射量的分辨能力。一般用灰度的分级数来表示,即最暗——最亮灰度值(亮度值)间分级的数目——量化级数。它对于目标识别是一个很有意义的元素。时间分辨率(TemporalResolution)是关于遥感影像间隔时间的一项性能指标。遥感探测器按一定的时间周期重复采集数据,这种重复周期,又称回归周期。它是由飞行器的轨道高度、轨道倾角、运行周期、轨道间隔、偏栘系数等参数所决定。这种重复观测的最小时间间隔称为时间分辨率。

2常用遥感影像

2.1一般遥感影像

目前,常用的中分辨率资源卫星有LandsateTM5、中巴资源卫星;以及常用的高空间分辨率的Spot5、Rapideye、Alos、QuickBird、WorldviewⅠ、WorldviewⅡ等。高分辨率遥感影像图信息丰富、成本低、可读性和可量测性强、客观真实的反映地理空间状况,充分表现出遥感影像和地图的双重优势,具有广阔的发展前景。[3]LandsateTM5、中巴资源卫星对大区域范围内的资源变化、国土资源变化、自然或人为灾害、环境污染、矿藏勘探有着较大的优势,但是因为分辨率低,所以在林业遥感判读中误判率相较于其他几种高精度遥感影像高,适合大面积地区的使用,譬如内蒙草原的退化变化以及荒漠化变化的监测等。其中ALOS因卫星故障已经于2011年4月开始较少使用。QuickBird虽然精度较高,但它一般对城区影像的覆盖较多较集中,对山区覆盖较少,而且存档数据很少,需要提前预定。不仅如此,QuickBird数据费用较高,综合以上原因,QuickBird数据一般很难大范围使用,所以在林业项目中使用较少。

2.2前沿遥感影像

WorldviewⅠ、WorldviewⅡ均为Digitalglobe公司的商业成像卫星系统,被认为是全球分辨率最高、响应最敏捷的商业成像卫星。这两颗卫星还将具备现代化的地理定位精度能力和极佳的响应能力,能够快速瞄准要拍摄的目标和有效地进行同轨立体成像。其中WorldviewⅠ为0.5米分辨率。相较于WorldviewⅠ,WorldviewⅡ载有多光谱遥感器不仅将具有4个业内标准谱段(红、绿、蓝、近红外),还将包括四个额外谱段(海岸、黄、红边和近红外Ⅱ),能够提供0.4米全色图像和1.8米分辨率的多光谱图像。需要特别一提的是,WorldviewⅡ提供的四个额外谱段(海岸、黄、红边和近红外Ⅱ)可进行新的彩色波段分析:(1)海岸波段,这个波段支持植物鉴定和分析,也支持基于叶绿素和渗水的规格参数表的深海探测研究。由于该波段经常受到大气散射的影响,已经应用于大气层纠正技术。(2)黄色波段,过去经常被说成是yellow-ness特征指标,是重要的植物应用波段。该波段将被作为辅助纠正真色度的波段,以符合人类视觉的欣赏习惯。(3)红色边缘波段,辅助分析有关植物生长情况,可以直接反映出植物健康状况有关信息。(4)近红外Ⅱ波段,这个波段部分重叠在NIR1波段上,但较少受到大气层的影响。该波段支持植物分析和单位面积内生物数量的研究。林业工作对遥感影像的植被信息较为关注,以上提及的四个额外谱段能提供较多的植被信息。国外相关机构已经将四个特色谱段应用于前沿科学研究,譬如生物量遥感估测应用等等。美中不足的是,相较于其他类型的遥感影像,WorldviewⅠ,WorldviewⅡ影像费用较高,在质量和技术上领先但价格上不占优势,不易于大范围的使用。

2.3林业工作中应用较多遥感影像

除去以上谈及的几种类型的遥感影像,在工作中较多使用到的是Spot5和Rapideye这2种遥感影像。Spot5是由法国发射的一颗卫星,常规提供2.5米全色影像和10米多光谱影像。SPOT5卫星影像的专业制图比例尺为1:25,000,概览成图比例尺极限为1:10,000。工作中,我们通常将2.5米全色影像与10米多光谱影像在正射纠正完后进行融合,生成2.5米空间精度的影像用于林业应用。Rapideye卫星为德国所有的商用卫星,主要性能优势:大范围覆盖、高重访率、高分辨率、5米的多光谱获取数据方式,省去了其他种类遥感影像需要全色影像与多光谱影像融合的步骤,这些优点整合在一起,让RapidEye拥有了空前的优势。RapidEye是第一颗提供“红边”波段的商业卫星,结合4个业内标准谱段(红、绿、蓝、近红外)适用于监测植被状况和检测生长异常情况,在林业领域应用中较为有利。

3遥感影像准备及处理过程

3.1遥感影像准备

每种遥感卫星对地面覆盖范围不同,轨道不同,重访周期不同,拍摄时间、角度不同等等原因,还常受天气影响。因此根据实际需要使用的日期,来查询各景遥感影像是一件颇费周章的工作,一般需要向影像公司提前预定。实际工作中往往要求前后两期遥感影像对比,前后两期遥感影像对时间上的要求较为

苛刻,因而这些工作往往经由熟悉遥感业务的高级技术人员执行。另外,遥感影像的购买、使用、存储需要考虑到保密工作,这一点也是需要谨慎对待。工作经验总结出Spot5、Rapideye有时因侧视角度过大原因,导致某些区域拉伸变形,尤其是高海拔山区部分;影像角度需要提前检查,侧视角度最佳保持在20以下。而较小侧视角可以保证邻近2景影像良好的接边,并能保证正射纠正后空间位置的准确性。 3.2遥感影像处理

3.2.1DOM及DEM数据准备通常,在条件良好的情况下,工作中使用1∶10000或更高精度的航片或是已经经过处理的高精度卫片作为DOM参考;但也可以使用的是1∶50000或1∶10000地形图作为参考。在实际工作中,我们往往会遇到DOM参考影像的空间分辨率不一致。在参考选用时,应该按照优先使用高精度DOM参考影像,然后再退而求其次的原则,保证校准的精度。一般地形图需要通过扫描形成DRG数据,在扫描图基础上进行逐公里网定位纠正处理,以达到精确的地理定位。DEM数据一般采用国家标准的1:50000DEM,或采用1∶10000、1∶50000矢量数据生成。DEM覆盖范围要大于遥感影像覆盖范围,这样才能保证遥感影像的有效纠正。

第4篇：遥感卫星影像处理技术范文

关键词：无人机遥感技术 土地执法 遥感监测

中图分类号：TP79 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）06（a）-0009-05

无人机遥感技术较传统的遥感技术而言，是一种低空遥感技术，它是以获取低空高分辨率遥感数据为目标，操作方便、灵活性强、成本较低的一种专业化遥感系统。随着社会经济的快速发展，各行各业对高分辨率的基础地理信息需求越来越大，仅靠以往传统的卫星数据系统获得的遥感信息数据和影像数据已无法满足现实需求。因此，无人机遥感技术作为一种新兴的、低成本、高分辨率、易操作的遥感技术自然受到各行业的追捧。当前，无人机遥感系统广泛运用于土地执法监测，这样有助于监测土地利用情况，并对其进行合理规划和土地资源管理。

1 无人机遥感技术概述

1.1 无人机遥感技术的特点

1.1.1 操作简单

随着无人机技术的不断成熟，其操作也愈显简便化，在使用无人机进行土地执法检查时，可以事先设定好飞行路线，针对空中和地面实际情况，通过校正数据以达到对目标的精确测量；当无人机出现故障时，其系统可以自动进行诊断，一旦出现故障，无人机可以自行返航到起点，以等待排除故障重新进行测量。

1.1.2 灵活方便

无人机不需要专门的场地进行起飞或降落，使用起来极为方便，可以通过多种方式在山坡、田地等地域进行起飞，并快速到达预定目标进行测量，完成测量任务后可以通过伞降或滑行方式回收。同时，无人机机身重量较轻，体型不大，携带也较为方便。

1.1.3 高分辨率

相比传统航拍技术，无人机遥感技术具有高分辨率获取影像数据的能力，这是无人机遥感技术的最大特点，无人机遥感技术获取影像的空间分辨率最高可以达到厘米级，主要得益于其具备面积覆盖、倾斜成像的技术能力。

1.1.4 低使用和维护成本

日常的维护、保养费用低，作业时的成本不高，正常情况下的支出：系统的直接成本很低，只需要设备的折旧费、人员工资、交通开支等。随着大量实验生产的开展，低空遥感技术已日趋成熟，无人机遥感技术以其机动、灵活、快速的反应能力和运行成本低等优势，正逐步成为航空遥感系统的有力补充，尤其是在小范围的遥感调查中能发挥非常重要的作用。近年来已成为影像数据获取的有效手段之一，能弥补卫星RS的不足。

1.2 无人机遥感的影像处理流程

1.2.1 影像的畸变差纠正

由于无人机遥感系统操作简单、运用灵活，成像分辨率高的特点，便广泛用于航拍领域中。因无人机相机的不同，无人机的类型也不尽相同，大多数情况下无人机遥感系统使用的都是普通相机，其拍摄出来的相片会出现畸变现象，一旦出现畸变，在后期相片数据处理结果上会出现误差，为了保障数据的真实准确性，都会事先纠正影像畸变，常见的处理方式有消除主点偏移、旋转影像等。

1.2.2 影像的三角测量

无人机遥感系统在低空进行航拍时会自动完成影像的三角测量，传统影像的选点和转点工作是由人工完成的，其效率较低，而无人机遥感技术能够自动完成选点和转点工作，工作效率大大提高。同时，影像中的各个坐标也是自动获取的，其坐标系中密点位置及参数也是自动形成。

1.3 无人机遥感系统简介

无人机遥感系统分为空中控制、地面控制以及数据处理系统，空中控制系统主要包括无人机机身、影像获取系统、控制飞行的动力系统等；地面控制系统主要包括无线通信系统及接收系统等，以对无人机进行航线规划及飞行控制。数据处理系统主要是影像数据处理软件。目前无人机遥感系统在国土遥感应用、能源遥感应用、林业遥感应用和农业遥感应用等领域得到了广泛推广，具体无人机航测遥感系统如图1所示。

民用无人机通常分为固定翼无人机、无人直升机和多旋翼无人机这3个种类。固定翼无人机是多数民用无人机的主流平台，这种飞行器的发展趋势主要向微型化和长航时发展，当前微型化的无人飞机大小只有巴掌大，长航时无人机能飞行时间大约10小时，起飞的方式也多种多样，有弹射、滑行、车载等等，降落的方式也可以选择伞降、滑行和撞网都可以；无人直升机是灵活性最强的无人机平台，可以原地垂直起飞和悬停；多旋翼（多轴）无人机是消费级和部分民用用途的首选平台，灵活性介于固定翼和直升机中间（起降需要推力），但操纵简单、成本较低。

2 无人机遥感技术在土地执法工作中的运用

土地执法是指县级以上人民政府国土资源行政主管部门按照法定程序和方式，依据该行政区域内土地管理法律和法规，通过遥感监测、动态巡查、地理信息系统等技术手段掌握该行政区域的新增建设用地和耕地保护情况，起到发现、制止并监督查处违法用地行为。具体体现在土地卫片执法检查的应用、土地管理动态巡查监测、违法土地案件整改情况监测和耕地保护的日常监测等方面的工作。

2.1 土地卫片执法检查的应用

国土资源部在2010年颁布了15号令，并且在全国开展了土地卫片执法检查工作，土地卫片执法检查是指通过卫星遥感监测、地理信息系统等技术手段对一个地区的土地利用情况进行监测，制成遥感影像图，将同一地域前后两个不同时点的遥感影像图进行叠加对比，可以反映出该地域土地利用的地表变化情况。通过对卫片监测所反映土地利用情况发生变化的地块逐一核查，掌握该行政区域的新增建设用地情况，发现、制止并查处违法用地行为。这几年持续的土地卫片执法工作使得湖南土地管理和土地合理利用得到了进一步改善；个人、企业及各地政府依法使用土地的意识有所提高；土地市场秩序有所好转，但是由于卫星影像是全国统一时点获取，获取时间是在土地卫片执法开展前一年的8月份，所以在开展土地卫片执法时，较发达地区的影像和实地有较大的差别；另外有的地区的卫星影像分辨率不高，影像的清晰度不够，因此，较发达地区的国土资源局为了加强对土地利用情况监督，有效遏制土地违法使用行为，进一步规范土地管理，采取无人机航拍监测方式对该地域进行土地监测。以2015年湖南省岳阳市土地卫片执法检查工作为例，2015年4月，岳阳市国土资源局获得了国家下发的2014年8月的2M分辨率彩色卫星影像，但是由于得到的卫星影像部分区域出现被云层，薄雾遮挡，清晰度不够，并且卫片执法开展时间和卫片拍摄时间相差半年，为了保证该市土地卫片执法检查工作的科学性和准确性，政府部门采用了无人机遥感技术对该市区进行航拍取像。在无人机机型中，固定翼无人机是飞行速度最快，续航能力最强的机型，因此，政府部门选用了IRSA（中遥）Ⅱ固定翼无人机，佳能HF M52相机进行航拍，拍摄的航片影像的分辨率为0.2 m，从线路规划、无人机飞行、航片的快速处理（如图2）和影像的建设用地解译等全部工作共用了15天顺利完成。

2.2 土地管理动态巡查监测

近年来，由于土地经济市场繁荣，从而导致违法占用土地、违法建设现象时有发生，基层执法部门任务繁重，在日常巡查过程中，由于受地域条件等因素制约，巡查工作有一定困难，存在对违法用地发现率低、发现不及时等弊端。“无人机航拍监测具有灵活机动、精细准确等特点，不受地形地貌等因素干扰，能够获得准确的视频和高精度的图片，确保不留盲区和死角，实现对辖区范围的全覆盖。土地执法部门通过无人机对该区域土地进行动态巡查监测，可以全面有效地了解该区域违法用地、违法建筑的情况。通过对制定区域进行无人机监测，对比同一区域前后不同时间点的影像数据资料，利用对比软件设备进行解译，最终为执法部门的执法行为提供数据来源。笔者所在的长沙市国土资源局在开展土地执法的动态巡查工作中，对涉及的违法用地进行了执法检查，对部分违法情况不清楚的地方或者某区域可能存在违法用地行为的，采用了无人机遥感技术对其进行拍摄，对土地监察动态进行定点巡查，其期限通常为3个月，为了保证航拍影像质量，航拍效率，使用了高质量、高安全性的无人机遥感技术。从而取得清晰的遥感监测图斑。图3为岳阳市某广场的影像对比图，由于2012年的卫星影像分辨率太低，无法有效辨认影像中的一些信息，无法为违法占用土地立案工作提供有力的依据，2013年是用无人机航拍，无人机是运用zc-5型，长2.1 m、翼展2.6 m，可以抵抗五级左右大风，飞行范围一般在2 000 km2，配置相机是佳能5D Mark Ⅱ、24 mm定焦镜头。在最终形成的清晰航片影像中，可以发现分辨率较高，建设面积和类型非常明显。

2.3 违法土地案件整改情况监测

在土地执法工作中，许多违法占用土地、违法建设案件被发现和查处整改，而土地执法部门在对违法占用土地查处整改情况进行现场调查取证时，如果用常规全站仪实地野外数据采集方法成图，作业量大，耗费时间长，成本高（每平方公里的费用达到8～15万元），且不宜大面积开展，不仅给土地执法工作带来不便，也严重影响了遏制违法占用土地的行为。相比野外实测，无人机航测具有周期短、效率高和成本低等特点，对于面积较小的大比例尺土地测量任务受天气和空域管理的限制较少，成本较低。而将无人机遥感系统进行工程化、实用化开发，则可利用它机动、快速、经济等优势，在阴天、轻雾天也能获取合格的彩色影像，从而将大量的野外工作转入内业，保证违法土地整改查处情况监测的高效性。所以越来越多的国土资源局通过使用无人机遥感技术对违法占用土地面积较大和集中的区域进行航拍摄像，更直观和快捷地了解该区域的实际查处整改情况，而基于无人机机动性能强、不受场地情况限制，并且携带方便，执法部门可以充分利用无人机对违法占用土地进行监测摄像，实时记录土地违法案件的整改情况。

2.4 耕地保护的日常监测

耕地保护是加快经济发展方式转变的根本要求，在2015年1月视频会议作出重要批示，批示指出我国人多地少，任何时候都要守住耕地红线，守住基本农田红线。要坚持数量与质量并重，严格划定永久基本农田，既要明确其特殊用地政策，又要严格规范用地管理，加强监测督察，对土地违法违规问题动真碰硬、重点问责。这对土地执法的工作有了很高的要求，为了认真落实耕地保护，一些政府对于耕地较集中，耕种条件较好的区域开展了无人机遥感的定期巡查。比如常德市政府今年计划对该市区拨款150万元，运用无人机，分辨率为0.5 m的遥感技术，隔两三个月拍一次重点基本农田的保护区，以第一次作为基础，如果地面上有变化，比如耕地变成建设用地，或者耕地变成其他地类而引起耕地被破坏，这样就可以清楚地在内业处理后的航片影像中发现，常德市计划通过此项工作来开展对重点基本农田保护区的监测和耕地保护的高技术、高效率的推广工作。

3 无人机遥感技术可能存在的问题

无人机遥感技术作为一种低空航拍影像数据采集的主要方式，其灵活机动、续航时间较长、影像收集实时等优点，已成为卫星遥感系统的有效补充，而随着社会的不断发展，无人机遥感技术的运用将更加广泛，然而，基于无人机自身的限制，还需要不断完善无人机系统，以确保无人机遥感技术的稳定性和抗风险性。

3.1 抗风险能力有待提高

无人机机身较轻，由行高度低，容易受到风速影响，但为了提高无人机的抗风险性，通常情况下都是采取增加无人机机身重量，但是无人机承担量小，如果增加机身重量，其稳定性会下降。因此，如何在机身较低或不增加重量的情况下，通过改善无人机遥感技术来提高无人机系统的稳定性和抗风险性，保证无人机飞行安全是当前无人机遥感技术需要解决的重要问题。

3.2 拍摄范围不大

由于是低空飞行，一个架次拍摄的范围较小，并且体积不大，续航时间较短，一般只能飞行几个小时到十几个小时，仅适用于小范围区域的调查，对于大面积区域的全天候调查，需要配合大飞机、卫星影像数据开展调查。

3.3 遥感数据的后处理技术

当前使用的无人机遥感摄像设备是一种小型的数字相机，与传统的卫星摄像系统相比，其摄像数据太多，影像篇幅小，从而导致后期数据处理时间较长，因此，针对这类问题，应开发影像自动识别和拼接软件，提供影像数据处理效率，节省数据处理时间。

4 结语

当前，与传统航空遥感系统相比，无人机遥感技术具有更大的灵活性，使用便利，并且摄像时间短、影像分辨率高，弥补了传统航空遥感系统的不足，从而被广泛运用于土地执法监测领域。通过无人机遥感技术获取的高分辨率影像，对各类地物信息进行提取，可以有效提供土地利用情况的准确数据。然而，无人机遥感技术作为卫星遥感系统的补充，多运用于一般的小范围区域地形图绘制，加之无人机自身的一些不足和限制，无法满足大范围监测需求，因此，改进无人机系统质量，提高系统稳定性和抗风险性，改进遥感数据的处理技术等，是下一步无人机遥感技术发展完善的一个方向。

参考文献

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[3] 王伟娜，葛莹，李心玉，等.航测成图与卫星影像测图的比较分析[J].测绘科学，2008（5）：65-66，72.

[4] 朱京海，徐光，刘家斌.无人机遥感技术在环境保护领域中的应用进展[J].环境保护科学，2011（9）：45-48.

[5] 黄爱凤，邓克绪.民用无人机发展现状及关键技术[C]//第九届长三角科技论坛.2012.

[6] 荆平平.无人机影像获取与信息提取应用研究[D].中国地质大学（北京），2014.

[7] 王邦松，艾海滨，安宏，等.航空影像色彩一致性处理算法研究[J].遥感信息，2011（1）：45-49.

第5篇：遥感卫星影像处理技术范文

关键词：地图现势性；卫星遥感；影像融合；地图更新

Abstract: present situation is one of the main features of the map, it is the practical basis of map, how to achieve the map’s current potential and dynamic updates of map workers in China are facing a new topic. This paper point out a satellite remote sensing images quickly update the map method, and the experiment proved the feasibility of using this method.Key words: maps are now potential; satellite remote sensing; image fusion; map update

中图分类号：P283.49 文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）

引言

地形图上的要素分为自然要素和社会经济要素，随着社会经济的飞速发展，地形图中的自然要素变化不大，而社会经济要素却发生了很大的变化。改革开放30多年以来，我国的经济一直处于快速的发展时期，全国各地到处都发生着翻天覆地的变化。这种变化体现在地图上的就是地图上的社会经济要素变化较大，那么如何实现地图的更新与经济发展同步是地图工作者当前面临的难题。需要地图科学工作者研究解决这一较为突出的问题。

1.1居民地变化

居民地是地图上的主要要素，居民地的变化主要体现在居民地平面形状变化：目前随着我国城市化进程的加快，在城市内部和外部的变化巨大，不论是在我国的东部经济发达地区还是在西部经济相对落后地区，这一变化都能亲眼目睹。从城市内部街道的拓宽、建筑物的拔地而起、公园绿地的增加到城市郊区的片片小区崛起，到处都体现着城市居民地的巨大变化。

1.2道路变化

1.2.1公路

公路交通是运输体系的重要组成部分，是国民经济和社会发展的重要基础设施，是地图上表示的重要内容，公路的变化主要表现在以下两个方面：

① 公路总量大幅度增长。1985年底我国的公路总里程为94.24万公里，而了2011年底我国的公路总里程为400万公里。

② 高速公路迅猛发展，2011年我国新增高速公路1.10万公里，截至2011年底我国高速公路总里程达8.5万公里。

1.2.2铁路

目前我国铁路营业里程跃居世界第二,并跨入高速时代,高速铁路里程世界第一,为发展国民经济和提高人民群众生活水平提供了重要保障。2011年年底全国铁路营业里程已经达到9.9万公里。

2.遥感技术的发展为地图的快速更新提供了数据源

卫星遥感技术应用于20世纪70年代。进入21世纪，卫星遥感影像的种类增多，现在高分辨率的卫星遥感影像已应用于数字城市的空间基底建设，因此应用卫星遥感影像更新地图具有广阔的发展空间。

从地图比例尺及地图更新成本考虑，用于地图更新的卫星影像主要有：

2.1 TM卫星影像

TM卫星影像是美国陆地资源Landsat-4,Landsat-5携带的专题成像（TM）传感器接收的多光谱遥感影像，共7个波段，分辨率为30米，每景影像的范围为：185公里×185公里。1999年4月15日Landsat-7号卫星发射成功，该卫星携带了增强型的专题成像（ETM+）传感器,其增加的第8波段分辨率为18.5米。由于TM卫星影像分辨率较低，所以在地图更新当中，主要是利用TM影像进行小比例尺地图的道路更新。

2.2 Spot卫星影像

Spot卫星是由法国空间研究中心设计制造，第一颗Spot卫星于1986年2月发射，以后又陆续发射了3颗，接收的影像其单波段全色影像分辨率为10米，多光谱影像分辨率为20米，每景影像的范围为：60公里×60公里。2002年5月4日又成功的发射了Spot 5号卫星，其影像分辨率可达2.5米，能满足大于1：5万比例尺城市地图更新。

2.3 Ikonos卫星影像

Ikonos卫星是1999年9月美国发射的世界上第一颗商用卫星，接收的卫星影像具有1米分辨率全色影像和4米分辨率的多光谱影像，通过对1米分辨率全色影像和4米分辨率的多光谱影像融合，可以获得1米分辨率的多光谱影像。2000年3月正式商业销售图像，Ikonos卫星影像的商业应用对于数字城市空间基底的建立及大比例尺城市地图的快速更新具有质的飞跃，尤其对比例尺大于1：1万的地图更新提供数据源的支持。

目前，我国自主发射的地球资源卫星（CBERS）3号已经开始接收影像，也将成为国家地图更新的重要数据源。

3.基于卫星遥感影像的地图快速更新技术方法研究

利用卫星遥感影像快速更新地图，是空间信息技术发展的必然。根据地图比例尺不同，采用下述两种技术方案，基于TM,Spot影象的更新方案主要用于小比例尺的地图，基于Ikonos影象的更新方案主要用于较大比例尺的地图。

3.1前期准备

3.1.1收集有关更新地图的最新资料，包括最新出版地图的各种图件、地图所在区域的地形图、通车路线及地名等变更资料。作业时要认真分析资料的现势性、可靠性及权威性。

3.1.2购买该更新地图范围内最新的TM及Spot卫星影象。卫星影像应满足于TM为7个波段的多光谱影像，Spot则为全色影像。

3.1.3系统软件准备：地理信息系统软件arc/info，遥感图象处理软件Erdas，图像处理软件photoshop，制图软件corelDRAW及常用字库等。

3.2地形图纠正

地形图纠正应用遥感图像处理软件Erdas的Data preparation模块完成。选择Data preparation模块中的几何纠正选项，椭球体与地图投影的选择与地形图一致，并导入地形图角点大地坐标，即可完成地形图纠正，形成数字栅格地形图。

3.3卫星遥感影像处理

3.3.1 TM影像的合成：在图像处理软件photoshop中分别打开TM的3、4、5波段影像，利用“通道”中的通道合成功能可以合成为RGB模式的TM影像。

第6篇：遥感卫星影像处理技术范文

关键词：遥感技术 环境科学 应用 3S一体化 发展趋势

遥感是从远离地面的不同工作平台上，如高塔、气球、飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙飞船和航天飞机等，通过传感器对地球表面的电磁波辐射信息进行探测，然后经信息的传输、处理和判读分析，对地球的资源与环境进行探测与监测的综合性技术。遥感技术从远距离采用高空鸟瞰的形式进行探测，包括多点位、多谱段、多时段和多高度的遥感影像以及多次增强的遥感信息，能提供综合系统性、瞬时或同步性的连续区域性同步信息，在环境科学领域的应用具有很大优越性。

20世纪90年代以来，环境遥感技术应用越来越广。从陆地的土地覆被变化，城市扩展动态监测评价，土壤侵蚀与地面水污染负荷产生量估算，生物栖息地评价和保护，工程选址以及防护林保护规划和建设。到水域的海洋和海岸带生态环境变迁分析，海面悬浮泥沙、叶绿素含量、黄色物质、海上溢油、赤潮以及热污染等的发现和监测，珊瑚和红树林的现状调查与变化监测，堤坝的规划与水沙平衡分析，水下地形地遥调查以及水域初级生产率的估算。再到大气环境遥感中的城市热岛效应分析，大气污染范围识别与定量评价，大气气溶胶污染特征参数化，全球水、气和化学元素等的循环研究，全球环境变化以及重大自然灾害的评估等，几乎覆盖了整个地球系统。

一、遥感技术在环境科学中的应用

1.遥感技术在水污染监测方面的应用

（1）利用红外扫描仪监视石油污染

全球每年排入海洋的石油及其制品高达1000万吨，利用多光谱航片可对海面石油污染进行半定量分析，将彩色航片同步拍照与近红外片做的彩色密度分割图相比较，更精密地判断和解译信息，参照图片画出不同油膜厚度的大致分级图。通过彩色密度分割图像，特别是数字密度分割图，可以更准确地判断油量的分布情况。通过彩色密度分割可把相差零点零几厚度的海面油膜区分出层次来，这有利于用航空遥感对海面油的扩散分布和半定量研究。浓度大的地方是黄色，往外扩散的油膜变薄，呈黄紫混在一起的颜色，再往外扩散的油膜就更薄些呈紫色。通过对污染发生后各天的气象卫星图像的对比分析，确定油膜的漂移方向，计算出其扩散速度和扩散面积。

（2）利用遥感技术监测水体富营养化

浮游植物中的叶绿素对蓝紫光和红橙光有较强的吸收作用，当水体出现富营养化时，我们就可以利用遥感技术推算出水体中的叶绿素分布情况。赤潮区的海水光谱特征是藻类、泥沙和海水的复合光谱，另外有机或无机颗粒物也会吸收入射光，影响水体的透明度。

（3）通过遥感技术调查废水污染和泥沙污染

废水的颜色与悬浮物性状千差万别，特征曲线上的反射峰位置和强度也不大一样，可以用多光谱合成图像进行监测。水中悬浮泥沙的浓度和粒径增大，水体反射量也会相应增加，反射峰随之红移，定量判读悬浮泥沙浓度的最佳波段是0.65～0.85微米。

（4）应用红外扫描仪监测水体热污染

应用红外扫描仪记录水体的热辐射能量，真实反映其温度差异。在热红外图像上，热水温度高，辐射能量多，呈浅色调。冷水和冰辐射能量少，呈深色调。热排水口处通常呈白色羽流，利用光学技术和计算机对热图像作密度分割，根据少量的同步实测水温，画出水体等温线。

（5）通过遥感技术分析水域的分布变化和水体沼泽化

水体总体反射率较低，选择1.55～1.75微米波段的多时域影像可以分析水域的分布变化。沼泽化在时域图像上反映为水体面积缩小，从水体向边缘有规律变化，显示出不同程度的植被特征。

2.遥感技术在大气环境监测方面的应用

（1）臭氧层

臭氧层位于地球上空25～30千米的平流层中，对0.3米以下紫外区的电磁波有较大吸收，可用紫外波段来测定臭氧层的变化。臭氧层在2.74毫米处也有一个吸收带，可用频率为11O83兆赫兹的地面微波辐射计来测定臭氧在大气中的垂直分布。另外臭氧层会吸收太阳紫外线而升温，可使用红外波段来探测，如用7.75～13.3微米热红外探测器测定臭氧层的温度变化，参照浓度与温度的相关关系，推算出臭氧浓度的水平分布。

（2）大气气溶胶

利用遥感图像可分析大气气溶胶的分布和含量，工业烟雾、火灾浓烟和大规模沙尘暴在遥感图像上都有清晰的图像，可以直接圈定其大致范围。利用周期性气象卫星图可监测沙尘运动，估计其运动速度，及时预报沙尘暴。通过卫星资料可及早发现森林火灾，把灾害损失降到最低。大比例图片可用来调查城市烟囱的数量和分布，还可以通过烟囱阴影的长度来计算其大致高度。应用计算机对影像进行微密度分割，建立烟雾浓度与影像灰度值的相关关系，可测出烟雾浓度的等值线图。

（3）有害气体

彩红外相片可监测有毒气体对污染源周围树木和农作物的危害情况，通过植物对有害气体的敏感性来推断某地区大气污染的程度和性质。一般污染较轻的地区，植被受污染的情况不宜被人察觉，但其光谱反射率却会明显变化，在遥感影像上表现为灰度的差异。正常生长的植物叶片能强烈反射红外线，在彩红外相片上色泽鲜红明亮。受到污染的叶子，其叶绿素遭到破坏，对红外线的反射能力下降，其彩红外相片颜色发暗，如白蜡树受污染后呈紫红色，柳树呈品红色略带蓝灰色。

（4）气候变化

美国、欧盟、日本和俄罗斯的地球同步轨道气象卫星组成的静止气象卫星监测系统昼夜不停地观测地球的气候变化，得到全球范围内的大气参数、海洋参数、地表状况、辐射收支和臭氧分布等信息，对全球变暖、臭氧层空洞以及厄尔尼诺现象的研究非常重要。

3.遥感技术在城市环境监测与管理中的应用

彩红外遥感影像可监测固体废弃物引起的生态环境变化，热红外遥感影像可调查工业废水和废气的排放情况。城市道路宽的呈带状和环状，窄的呈线状，城市广场一般以块状蓝灰色与街道紧密相连于中心地带。居民区呈灰色，高层楼房带有宽长影，平房呈密集排列的小长方块状。水系呈浅蓝色，绿地呈红色。从遥感图像上获取这些信息，对优化城市结构有很大帮助。另外城市里的高大建筑物对太阳辐射和其他热辐射的吸收和释放特性跟以土地和农作物为主要下垫面的郊区有很大不同，利用热红外遥感对城市下垫面进行分析就可以得出城市的热岛效应。

4.应用遥感技术监控生态环境

遥感影像真实记录地貌形态特征并提供各环境参数的组合情况，根据其空间一致性和差异性进行区域环境范围的生态区划。利用遥感卫星相片还可以编制森林树种、生长状况和森林覆盖图，使用计算机集群分类，精度可高达8O％ 。一般野生动物环境与森林植被关系最为密切，通过研究植物的分布与长势可大致确定动物的活动繁殖场所，从而编制森林野生动物保护规划。

5.利用遥感技术监测自然灾害

遥感技术对于暴雨、水土流失、地震和山体滑坡等地质灾害的调查与监测也很有效。比如说地震与地球活动构造块体分布及其活动方式密切相关，利用卫星预测地震技术主要集中在电磁波辐射和电离层异常监测、地表形变监测、红外辐射监测以及卫星重力监测等方面。但由于目前技术条件的限制，地震还是不能准确预测，2008年5月的汶川大地震几乎震碎了中国人的心，期待有一天，我们中国人能通过遥感技术准确预测地震灾害，今天的悲剧永远不要发生了。

二、遥感技术的发展趋势

随着科学技术的进步，光谱信息成像化，雷达成像多极化，光学探测多向化，地学分析智能化，环境研究动态化以及资源研究定量化，大大提高了遥感技术的实时性和运行性，使其向多尺度、多频率、全天候、高精度和高效快速的目标发展。

1.遥感影像获取技术越来越先进

（1）随着高性能新型传感器研制开发水平以及环境资源遥感对高精度遥感数据要求的提高，高空间和高光谱分辨率已是卫星遥感影像获取技术的总发展趋势。遥感传感器的改进和突破主要集中在成像雷达和光谱仪，高分辨率的遥感资料对地质勘测和海洋陆地生物资源调查十分有效。

（2）雷达遥感具有全天候全天时获取影像以及穿透地物的能力，在对地观测领域有很大优势。干涉雷达技术、被动微波合成孔径成像技术、三维成像技术以及植物穿透性宽波段雷达技术会变得越来越重要，成为实现全天候对地观测的主要技术，大大提高环境资源的动态监测能力。

（3）开发和完善陆地表面温度和发射率的分离技术，定量估算和监测陆地表面的能量交换和平衡过程，将在全球气候变化的研究中发挥更大的作用。

（4）由航天、航空和地面观测台站网络等组成以地球为研究对象的综合对地观测数据获取系统，具有提供定位、定性和定量以及全天候、全时域和全空间的数据能力，为地学研究、资源开发、环境保护以及区域经济持续协调发展提供科学数据和信息服务。

2.遥感信息处理方法和模型越来越科学

神经网络、小波、分形、认知模型、地学专家知识以及影像处理系统的集成等信息模型和技术，会大大提高多源遥感技术的融合、分类识别以及提取的精度和可靠性。统计分类、模糊技术、专家知识和神经网络分类有机结合构成一个复合的分类器，大大提高分类的精度和类数。多平台、多层面、多传感器、多时相、多光谱、多角度以及多空间分辨率的融合与复合应用，是目前遥感技术的重要发展方向。不确定性遥感信息模型和人工智能决策支持系统的开发应用也有待进一步研究。

3.3S一体化

计算机和空间技术的发展、信息共享的需要以及地球空间与生态环境数据的空间分布式和动态时序等特点，将推动3S一体化。全球定位系统为遥感对地观测信息提供实时或准实时的定位信息和地面高程模型；遥感为地理信息系统提供自然环境信息，为地理现象的空间分析提供定位、定性和定量的空间动态数据；地理信息系统为遥感影像处理提供辅助，用于图像处理时的几何配准和辐射订正、选择训练区以及辅助关心区域等。在环境模拟分析中，遥感与地理信息系统的结合可实现环境分析结果的可视化。3S一体化将最终建成新型的地面三维信息和地理编码影像的实时或准实时获取与处理系统。

4.建立高速、高精度和大容量的遥感数据处理系统

随着3S一体化，资源与环境的遥感数据量和计算机处理量也将大幅度增加，遥感数据处理系统就必须要有更高的处理速度和精度。神经网络具有全并行处理、自适应学习和联想功能等特点，在解决计算机视觉和模式识别等特大复杂的数据信息方面有明显优势。认真总结专家知识，建立知识库，寻求研究定量精确化算法，发展快速有效的遥感数据压缩算法，建立高速、高精度和大容量的遥感数据处理系统。

5.建立国家环境资源信息系统

国家环境资源信息是重要的战略资源，环境资源数据库是国家环境资源信息系统的核心。我们要提高对环境资源的宏观调控能力，为我国社会经济和资源环境的协调可持续发展提供科学的数据和决策支持。

6.建立国家环境遥感应用系统

国家环境遥感应用系统将利用卫星遥感数据和地面环境监测数据，建立天地一体化的国家级生态环境遥感监测预报系统以及重大污染事故应急监测系统，可定期报告大气环境、水环境和生态环境的状况。环境遥感地理信息系统是其支撑系统，在各种应用软件的辅助下实现环境遥感数据的存储、处理和管理；环境遥感专业应用系统是其应用平台，在环境专业模型的支持下实现环境遥感数据的环境应用；环境遥感决策支持系统是其最上层系统，在环境预测评价和决策模型的驱动下进行环境预测评价分析，制定环境保护的辅助决策方案；数据网络环境是其数据输入和输出的开放网络环境，实现环境海量数据的快速流通。

总之，遥感技术在环境科学领域有广泛应用，随着科学的进步，遥感技术会越来越先进，其所发挥的作用也会越来越大。

参考文献：1. 任源，杨晓晶. 遥感技术在现代环境监测与环境保护中的应用. 环境保护科学第33卷第3期，2007

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3. 施益强，陈崇成，陈玲. 遥感技术在环境科学与工程应用中的进展. 科技导报，2002

第7篇：遥感卫星影像处理技术范文

【关键词】地理信息系统;遥感技术;专题地图编制

GIS是地理信息系统的简称，是结合计算机网络技术而形成的一门新兴专业，该项技术可以运用计算机网络技术帮助人们进行地理信息的录入、分类、搜索等，必要时可以进行自动化的运算。RS是遥感技术的简称，遥感技术主要应用卫星和遥感仪器，在卫星中采集的信息和信号传输给遥感设备，遥感设备分析之后汇总出遥感目标的实际数据，该项技术在不进行实地考察的基础上，即可轻松获取某一地段的地理信息。遥感影像地图充分利用这两种核心技术进行地图的绘制，绘制的地图不仅精准而且具有实用性，受到人们的好评。

一、专题地图编制的流程及技术准备工作

1、专题地图编制流程。遥感专题地图编制结合了地理信息系统（GIS）与遥感技术（RS）两大科学技术，并以实际的地理地图为编制的基础的高技术水平的工作。其工作流程十分复杂，包含计算机技术、数据收集技术、地理测量技术、图像处理技术、地图编绘技术等多种学科技术。本文主要对遥感图像处理、数字化地图、TM图像几何精校正、图形整饰、图形数字输出等一系列工作作出了详细的介绍分析。而完成上述工作的最关键步骤则是要保证图像数据资料的精准，因此在工作的过程中要对合成好的图像以及处理过的图像进行准确的几何校正，以此来保证后期整理工作能够良好的进行，保证遥感图像的多中心斜墨卡托投影能够顺利的转变为编制所要求的高斯―克吕格投影。同时在专题地图编制过程中还要科学的研究分析卫星图像和以整理好的图像，及时对由于卫星姿态等原因造成的几何失真与畸变进行纠正调整。用严谨的工作态度和科学的工作方法来保证遥感图像与专题地图能够严格配准，只有这样才能成功的编制出科学实用的遥感影像专题地图。

2、专题地图编制的技术准备工作.前期的准备工作对于本文的研究分析十分重要，这需要对我们现在掌握的所有国内外关于的地理信息系统（GIS）及遥感技术（RS）的应用软件进行综合评估，并且要结合实际情况，将现有的微机作为主要的硬件条件，选择出最适合的地理信息系统和遥感技术软件。因为MAPGIS地理信息系统软件同时在地理信息系统（GIS）和遥感技术（RS）两方面都具有强大的功能，是优秀的系统软件，所以此次研究选用MAPGIS地理信息系统软件。由于MAPGIS地理信息系统软件对GIS信息和RS信息的强大的整合能力，在本文的研究过程中得到了成功的应用。

二、专题地图编制的遥感图像处理及地图数字化

1、遥感图像处理。（1）多波段彩色合成。遥感技术主要应用地表不同植被和建筑物所发出的的不同波长而确定具体的测试区域的植被和建筑。这种利用遥感技术形成的图像主要应用在农业综合开发以及土地的综合利用中。图像能够更加清晰的反映某一区域的植被覆盖情况、河流水文条件等。通过大量的数据分析和实践积累，我们发现选择4、5、3三个波段按红、绿、蓝进行彩色合成是最有效的手段。（2）图像增强。图像增强在于增加图像的清晰性和可读性，排除干扰因素。因所用TM图像数据的时相和成像质量较好，干扰因素较少，做灰度拉伸和直方图均衡化两种处理。

2、地图数字化。就正常的工作而言，我们会对于工作的区域进行整体的布局，根据一定规律进行划分，进而形成了数字化的版块，对于我们的区域进行清晰的描绘，使得我们表达的效果得到很好地体现。（1）原图清绘、扫描。进行图形描绘与扫描有着自己的特性，一般的情况下我们会把相关的因素进行很好地整合，进而形成一张完整的地图，为了我们使用的过程更加的方面绘制成为比例一致的图形，其他的细节根据实际的需要进行添加，形成我们所需要的文件。（2）栅格图像矢量化。通过人机交互方式将栅格图像文件进行矢量化。（3）建立拓朴关系。矢量化形成的主要是点、线数据，而面域（区域）并未建立，因此需要进行拓扑处理以建立区域及区域间的空间关系。

三、专题地图编制的遥感图像校正及配准和数字补充

几何精校正是遥感影像处理的重要环节，只有这一环节顺利完成才能够保证整体遥感影像专题地图编制的质量和效率。以此必须以地图的地理数学基础为准对收集及合成的遥感图像进行几何精校正，以此来保证遥感图像与实际地图能够严格配准，来满足在遥感图像上精确量算的需要。

1、地面校正控制点（GCP）的采集。（1）GCP的数量。地面校正控制点（GCP）的采集是影响遥感影像几何校正精度和效率的重要因素，因此必须要经过严格科学的计算，应用几何精校正模型中的科学算法对地面校正控制点（GCP）数量进行计算，得出的结果是最有效，最能保证校正的精度。正是由于地面校正控制点的特殊性与重要性，在进行遥感影像专题地图编制的过程中需要在此环节格外注意，以保证整个遥感影像专题地图编制的质量和效率。（2）GCP的选择与分布。应选择在地图与遥感图像上均明显可见，能精确定位的永久性的地物点为校正控制点，GCP要尽量均匀分布。（3）采集GCP坐标，编辑GCP文件。遥感技术进行定位发生了很大的变化，已经慢慢的从传统的向卫星定位系统进行普及，对整体的识别的情况来讲起到了很好地表达的效果，我们进行坐标的采集的精度就会更加的高，对于我们采集的这些数据来说最终变成参照的数据，提供标准的尺度。

2、几何精校正。在我们的工作过程的校正模块的环节是必不可少的，是提供精确数据的依据。对于校正工作来说提倡多步走的策略，可以对于不同的情况采用有针对性的设计，例如灰度值重采样样法来说就会运用双线性内插法，校正在我们实际的工作中的意义非常的巨大，一定要根据要求做好各方面的工作。

3、图像配准。由于不同的技术其测量的单位不同，所以最终得到的地图数据还需要对图形和图像进行配准。配准的方式比较简单，主要是需要专业配准人员操作，对技术的要求比较高。

4、数字化补充。虽然利用图形和色彩能够有效的辨识不同的目标物，同时经过地理信息系统和遥感技术处理后的影响更加的真实，具有极高的辨识度，但是一些山体和水文的数据资料还需要进行数据化的补充，更便于观测者进行直观的分析。

结束语

通过本文研究分析，地理信息系统技术（GIS）和遥感技术（RS）相结合来对遥感专题地图进行编制是一个复杂，并对科技技术水平要求很高的工作。在专题地图的编制过程中将GIS作为基础平台，把地理信息和遥感空间信息精确计算进行复合整理。在实际的运用过程中能够很好的掌握地理信息，能够有科学依据的对于地质、地貌、地表情况进行分析，帮助人们在规划设计时能做出科学的决策，提高了整体规划设计的质量。

【参考文献】

第8篇：遥感卫星影像处理技术范文

关键词：遥感技术；规划；旅游资源开发；监测和保护旅游资源

中图分类号：TP7 文献标识码：A

1 概述

随着中国国民经济的蓬勃发展和人们的物质与精神生活的提高，旅游行业也日益兴旺，旅游人数和旅游业收入增长势头日益受到各国政府的重视，并逐渐发展为国民经济的一个重要行业。因此，不断开发新的旅游景区，扩大旅游文化内涵、迎合日趋庞大的旅游市场,已经成为了经济发展的一个重点。旅游业已经成为我国21世纪经济发展的重要支柱，在这样的背景下，充分利用各种技术手段调查、开发旅游资源，具有现实和长远的意义。

旅游是众多地区经济发展的主导产业，合理规划旅游资源，开发旅游业是旅游业发展的重要措施。随着遥感技术的迅速发展，特别是卫星影像分辨率的提高，遥感技术已成为旅游资源调查的一种行之有效的手段。遥感调查和统计分析能发掘出大量暂时不为人知的旅游资源，而且根据不同时间拍摄的影像，可以了解资源的动态变化信息，从而为旅游决策提供科学依据。遥感相关技术已经显示出在旅游资源探查方面的强大优势。

2遥感技术的特点

遥感一词来源于英语“RemoteSensing”，其直译为“遥远的感知”，中国民间传说中的“ 千里眼”、“顺风耳”就可以理解为遥感的能力。现在人们常将其简称为“遥感”。

遥感技术是20世纪60年代开始发展起来的一门对地观测综合性技术。1972年美国发射了第一颗陆地卫星，标志着航天遥感时代的开始。20世纪80年代以来，遥感技术得到了长足的发展，遥感技术的应用也日趋广泛。随着遥感技术的不断进步和遥感技术应用的不断发展，未来的遥感技术将在我国国民经济建设中发挥越来越重要的作用。

一般对遥感的定义是指：通过探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。具体地讲，是指在高空和外层空间的各种平台上，运用各种传感器获取反映地表特征的各种数据，通过传输，变换和处理，提取有用的信息，实现研究地物空间形状、位置、性质、变化及其与环境的相互关系的一门现代应用技术科学。遥感技术的特点如下：

2.1 感测范围大，具有综合、宏观的特点

遥感探测所获取的是同一时段、覆盖大范围地区的遥感数据资料，居高临下获取的卫星影像，比在地面上观察的视域范围大，且不受地形地物阻隔的影响。这些数据综合地展现了地球上许多自然与人文现象，宏观地反映了地球上各种事物的形态与分布，真实地体现了地质、地貌、土壤、植被、水文、人工构建物等地物的特征。全面地揭示了地理事物之间的关联性。在卫星影像中，各种景观一览无余，有利于在整体范围内展示地物和现象间的空间关系，为分析研究他们之间的关系及其相互影响，提供了更为有利的条件和基础。并且这些数据在时间上具有相同的现势性。

2.2 能动态反映地面事物的变化，时相动态性好

由于卫星围绕地球不间断运行，能较容易地获得不同时相的卫星影像。从而能及时获取所经地区的各种自然现象的最新资料，以便更新原有资料。遥感探测能周期性、重复地对同一地区进行对地观测，这有助于人们通过所获取的遥感数据，发现并动态地跟踪地球上许多事物的变化。这样，不但可以对同一地区的旅游资源动态变化进行研究，还可以获得植物和作物的生长发育情况、降水变化等动态信息，尤其是在监视自然灾害、环境污染等方面，遥感为识别环境变化提供更深入的信息，遥感的运用就显得格外重要。

2.3 获取信息的手段多，信息量大，具有多波段的特点

根据不同的任务，遥感技术可选用不同波段和遥感仪器来获取信息。例如可采用可见光探测物体，也可采用紫外线，红外线和微波探测物体。卫星影像不仅能获得地物可见光波段的信息，还能获得植物反射率特别高的近红外波段信息，以及对水系、砂石等不同性质地表具有特定敏感反应的各种波段信息。因此，卫星影像所获得的信息量远远超过了用常规传统方法所获得的旅游资源信息。

2.4 采集数据快，获取信息受条件限制少

遥感探测能在较短的时间内，从空中乃至宇宙空间对大范围地区进行对地观测，并从中获取有价值的遥感数据。对自然条件极为恶劣，人类难以到达的地方，如沼泽、沙漠、高山峻岭等。采用不受地面条件限制的遥感技术，特别是航天遥感可方便及时地获取各种宝贵资料。这种先进的技术手段与传统的手工作业相比是不可替代的。

2.5 数据可直接进入数据库

卫星遥感影像的最大优点是不受成图比例尺的限制，在计算机上可直接提取信息，生成矢量图，并自动量算面积，为建立相关的数据库打下基础。

3应用遥感技术对旅游资源进行调查的内容和方法

对于旅游资源调查分析来说，应用传统的方法进行地面调查，不但耗费大量的人力、物力和财力，而且调查精度也不高，提供研究成果的周期也过长，不能及时了解和反映旅游资源的利用现状及动态变化，与现实要求相差甚远。应用遥感技术可以快速、准确、有效、全面地获取调查数据，能及时掌握旅游资源现状，监测其动态变化。遥感数据具有综合性和可比性，能尽可能地排除人为干扰，费用投入和所取得的效益与传统方法相比，具有很高的社会经济效益。

3.1 研究旅游景点的分布特点和结构特征

遥感影像开拓和丰富了人们对旅游景点认识的深度与广度。在遥感影像图上，不仅可以清晰地看到旅游景点的分布特征及其与周围地物的关系，而且可以俯视景点的整体布局和建筑风格。遥感影像所提供的内容是极为丰富的复合信息，能更清楚地展示旅游景点的类型及其空间格局。人们在鉴赏、考察或研究景点及古建筑时，通常会从其正面、侧面、仰视、俯视四个角度进行观察，才能获得完整的艺术效果，而俯视是研究景点布局或古建筑物不可缺少的手段之一。遥感影像正是俯视观察最好的方式，通过它把景点的建筑造型与其周围错落有致的地物统一进行观察，把古建筑的美与自然景观的美融汇于一体，给人以整体美的感受。通过对遥感影像的综合解译可以评价包括环境特征、资源类型、基础设施、开发程度等方面的内容，还能对旅游资源的总体分析和开发利用提供有利条件。遥感影像数据库能够准确为某旅游路线提供帮助。遥感影像图可以对旅游资源进行准确定位和景区范围估算，从而为旅游资源的详细规划打下基础。

3.2 遥感调查有利于探索和拓展新的旅游景点

遥感调查能及时发现新的景区，尤其能够发现调查人员难进入地区的旅游资源，从而增加旅游资源的丰富性。利用遥感影像上地物的色调、大小、形状、纹理、阴影、结构及其与周围地物的相互关系及制约因素等，可以发展和拓展新的旅游景点。借助某些遥感影像及影像处理技术，充分利用遥感空间观察的优势，结合人文考古等方面提供的信息，可以帮助考古工作者发掘和探索被稠密建筑覆盖的古城垣、古街道、古运河、古建筑群及古园林遗址、古墓群、洞穴遗址等，以此开辟古文化方面的旅游资源。卫星影像与航空影像的融合使用，可以判读出体量较小的旅游资源。遥感技术还可以测知某些建筑物地面重压所造成的痕迹，从而提供一些现已不存在的资源信息，为恢复旅游资源奠定基础。

3.3 监测和保护旅游资源

旅游资源和旅游环境的保护是一个亟待解决的问题，它关系到人类历史文化遗产的继承和保存，也关系到旅游事业和文化事业的前途和命运，目前许多国家都把保护旅游资源视为旅游业兴旺发达的生命线。

应用遥感技术可以监测与探测旅游资源与旅游环境所遭受的不同形式、不同程度的破坏，以便采取措施使其不再遭受破坏或为已破坏的部分提供修复和重建的依据。识别旅游资源开发前后的动态变化，为合理开发旅游资源提供预测。另外，在遥感调查中还可以及时发现旅游资源中潜在的自然危害因素，以及在旅游资源开发当中可能出现的危害状况，为开发生态旅游项目和保护旅游资源提供参考。

3.4 基于遥感技术的旅游制图

遥感影像制作的导游地图的特点是：色泽自然明快、真实形象直观、图面清晰易读。游客能从图上迅速而准确地判定所在位置，找到所需景点的方位及名称。利用航空遥感影像制作大比例尺的景点图，可以充分表示景点的内部结构与特点。由于影像上丰富的地面碎部信息影响旅游要素的清晰性，给用图者带来一定困难，因此，利用遥感影像制作旅游地图时，必须进行一系列制图处理，以获得满意的应用效果。这些包括以下几个方面：

3.4.1 道路填充颜色

道路是联系景点的骨架，是旅游图上的重要要素之一，必须清晰、明确表示。当影像图上的道路被稠密的树冠遮盖时，须用给道路填充颜色的方法表示，填充线的宽度以0.2 ～0.4mm为宜。

3.4.2 压色和套框

压色系指用鲜艳的符号叠加在地物（景点）影像上，使该地物（景点）醒目和突出在整个影像图平面上。一般线状地物采用压色，面状地物采用套框。压色和套框一般采用较精细的、对比度较大的彩色线符表示。经套框后的面状地物不仅图形更加明显清晰，而且景点外部轮廓特征也得到正确显示。

3.4.3 突出主要景区

在影像图上，应当表示出景点（主区）与周围（邻区）的相互关系，给人以整体感，使游客能从图上了解景点与周围地物相互关系。采用“分版套印”法，主要景区采用彩色表示，邻区采用单色表示，套印在一张图上，达到突出主要景区的目的。游图上的重要要素之一，必须清晰、明确表示。当影像图上的道路被稠密的树冠遮盖时，须用给道路填充颜色的方法表示，填充线的宽度以0.2～0.4mm 为宜。

第9篇：遥感卫星影像处理技术范文

（河南省中纬测绘规划信息工程有限公司 河南 焦作 454000）

【摘要】从航空影像数据预处理、外业像控测量与空中三角测量之间数据的有效衔接、数字摄影测量工作站的数字产品制作等几个主要方面总结不同的作业方法，分析不同作业模式下对最终成图的精度影响，最终形成一套内外业衔接紧密、作业模式灵活、成果精度较高的数码航空摄影测量作业方案，从而为数字城市建设提供可靠的基础地理信息数据。

关键词 数字航空摄影测量；测图精度；内外业一体化；像控测量

1.研究的背景与意义?

1.1数字航空摄影测量是工程测量发展的趋势。

随着测绘技术、信息技术和计算机技术的迅速发展，航空摄影测量技术也有了前所未有的发展和进步，与传统的全野外测量相比，航空摄影测量具有获取地理空间信息快、成本相对较低、且不受区域限制等优势，一直受到世界各国政府的高度重视，短短几十年间得到了迅猛发展，占据了对地观测领域的主导地位，在全球基础测绘、重点地区详细测绘和局部地区精确测绘中得到了广泛应用。?

1.2与传统测绘相比优势。

随着国家经济的快速发展，地表自然环境和人文地理日益错综复杂，地理信息的变化速度日趋加快，给地形图测绘及更新增添了难度。因此，采用合理的测绘手段，全面、高效并高精度地获得地理信息数据是测绘的一个发展方向。就现有的测绘手段而言，航测在多方面具有明显的优势，其与传统测绘相比有以下几点优势：?

（1）工期优势：地面测量的作业模式依靠人力和设备对地表信息逐点进行野外采集，几乎所有工作量都在野外完成。航测的作业模式依靠航飞获取地表信息，绝大部分工作量在室内完成，不受天气、交通等自然条件影响，工作效率较高，能大幅度缩减工期。?

（2）产品优势：地面测量的产品通常只有线划图。航测有DLG、DEM、DOM等多种产品，并且航测产品可大范围成图，我们可以充分利用大范围的航测产品减少现场踏勘工作。另外，种类多的航测产品提供了充足的空间数据资源，其重复利用率明显高于传统测绘。?

（3）成本优势：航测较传统测绘，能节约大量的人力、物力及作业时间，这在一定程度上能够降低地形图测绘的成本。

2.研究的技术方案?

课题以"数字焦作地理空间框架建设项目"作为研究具体实施项目，采用了JX4、Geolord-AT、Photoshop、CAD等多种专业软件，研究具体实施方案贯穿航测项目整个实施流程，其具体实施的技术方案如（图1）。

3.研究的过程与成果?

3.1航测内业作业流程的优化。?

3.1.1数字城市航空摄影测量作业流程（见图2）：?

3.1.2上述的航测内业作业流程整体是正确的，在数字城市项目实施的过程中，能够指导作业。但是，在作业过程中发现了一些问题：?

（1）该流程中的各个步骤之间，缺少必要的质量检查步骤，若前一流程作业成果出现了问题，便会延续到下一流程，依次传递。使得后期修改时，不得不整体修改，增加了修改的工作量；?

（2）流程前期还缺少一些必要的步骤，影响了后期项目开展的效率，如前期没有进行影像预处理，使得后期DOM的制作和处理的工作量大大增加。?

（3）最后成果质量缺少项目组内部的检查流程，直接进行了检查验收；

为了弥补上述作业流程中存在的这些问题，查阅了相关的规程规范，结合实际的作业经验，并依据上述问题，分析概括了流程中要补充的步骤，如：航空影像的检查与预处理、测区区域的划分、数据的初采集和精度的初检查等；并通过实验分析，最终形成了一套重点突出、局部细化的航测内业作业流程，如图3：?

3.2航空影像数据检查与预处理。?

3.2.1航空摄影由国家测绘地理信息局统一安排飞行，数字航摄，彩色影像，gps导航，航线沿测区东西方向敷设。最终的影像包括：TIFF格式的数字影像和彩色照片影像。?

3.2.2虽然航摄单位提交的影像资料，已经经过加工处理，并通过了检测单位的检验，但是，由于航测软件对影像要求以及影像自身质量原因会影响到数据处理，对影像的检查和预处理是航测必不可少的步骤。?

3.2.3下面是数字城市项目中发现的一些问题：?

（1）影像的色调及亮度/对比度不均匀，或清晰度不够等现象；?

（2）航摄单位提交的影像分辨率、影像像幅大小不正确；?

（3）个别影像不是真实方向。?

3.2.4这些问题会影响到立体模型建立，或者影响到立体模型绝对定向时控制点选点的精度，从而影像到立体模型的精度，不利于后期3D数据的制作。因此，我们展开了以下研究。?

3.2.4.1研究内容一：

针对上述存在的问题，我们列出了对应的影像检查内容，增加了影像之间的对比检查，以便影像能更好的拼接。主要有以下几点：?

（1）确保每幅影像的分辨率正确；?

（2）确保单幅影像的真实方向，保证各幅影像间方向一致，满足航向重叠度在60%以上，旁向重叠度在15%以上的要求；?

（3）借助Photoshop图像处理功能，做好影像色彩处理工作，保证整体影像色调基本一致，并控制影像文件的大小。

我们将这些内容列入到了影像预检检查表中。?

3.2.4.2研究内容二：

针对JX4对影像像幅及影像质量的要求，重点研究了影像处理的要点，同时，结合数字城市项目影像处理的经验，并反复试验，形成了影像处理的流程及基本方法。

影像预处理使用软件是Photoshop，通过实验总结，形成了一套调色作业方法，收录在《航测内业作业指南》中，并录制了调色工具讲解视频。?

3.3测区的区域划分。?

3.3.1我们在数字城市项目中，由于项目开展的需要，我们测区划分区域方案为：测区北部主要采用的是分航带进行划分的办法；测区南部小区域内进行了分块划分。?

3.3.2在项目开展后期，我们发现，测区的划分对DOM成果接边有着较大的影响，下面是我们进行的研究分析：?

3.3.2.1接边复杂度的比较。?

（1）在数字城市项目开展过程中，我们发现由于不同单幅影像拍摄角度不同，会造成影像中高大建筑物及其他有高度地物在影像上的倾斜方向不一样的现象，这样就使得DOM影像之间接边时常常会有地物接不上的情况，如图4：?

（2）若是航带之间接边，即旁向接边。由于两作业区分别选用的两条航线的影像，那么接边处将都会是图上所示情况，而旁向重叠区域较小，应用影像二次镶嵌、影像贴图等方式处理起来比较麻烦；?

（3）若是航线内部接边，即航向接边。有时接边处会采用同一张影像，就不会出现接边问题；有时会有图示问题，但由于航向重叠区域较大，应用影像二次镶嵌、贴图等方式处理起来也比较方便。?

（4）结论：我们应尽量减少航带之间的接边，以减少接边的复杂程度，即尽量不采用航带区域划分，而采用分块区域划分法，他可以有效减少航带之间的接边区域，减轻接边的复杂程度。?

3.3.2.2接边边长大小的比较：?

（1）我们将含有10行10列1：1000标准分幅图的区域，分给四个作业员进行分区域作业，标准分幅的边长为500m，分别采用航带区域划分和分块区域划分两种方式进行了作业区域的划分，都分成了四小块。

分块法区域划分（见图5）：?

（2）航带法区域划分：

经过计算分析，航带法的接边边长要比分块区域划分方法接边边长长了5000m，也就是接边工作量要比分块区域划分法大。?

（3）结论：合理的分块区域划分法能有效的减少区域之间的接边边长，减少接边的工作量。

4.成果的整理与编制?

4.1文档成果。?

（1）《航测内业作业指南》。

里面收录了航测项目前期数据的准备、各个流程作业方法、空三加密作业方法、单模型定向方法、3D数据采集方法和3D数据采集作业经验等内容。?

（2）《航空摄影测量与遥感基本教材》。

里面收录了航空摄影测量的基本理论知识、常用航空摄影仪的特点、遥感基础理论知识、常用遥感卫星简介等内容；?

（3）数字测绘成果质量检查体系。

制定了《数字测绘成果的基本检查办法》，设计了5种质量检查表。包括3D数据质量检查表，里面给出了成果质量评分标准与质量等级评定标准；还包括影像预检检查表和像控测量成果检查表。?

4.2视频成果。

组织作业人员录制了各类作业视频共18个。包括空三模型定向、非空三模型定向、矢量数据采集、DEM制作、DOM制作、影像调色以及影像接边处理等作业视频。

5.展望与建议?

（1）随着航测技术的发展及航测软件的不断更新，我们需要不断学习新知识，了解行业新动态，及时对研究成果进行更新和总结。?

（2）摄影测量领域除了航空摄影测量，还包括航天卫星遥感测量和轻小型低空摄影测量。其中，航天卫星遥感，主要适用于大范围、宏观以及中小比例尺国家基础测绘数据的获取，轻小型低空摄影测量技术手段具有机动灵活、响应快、成本低、时效性强等特点。虽然，这两种航测方式目前难以满足大比例尺测图的要求，但随着相关技术的发展，其应用领域也日益广泛。我们要结合公司的生产实际，拓展研究思路，将摄影测量技术应用于公司的日常生产业务中。

参考文献

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［2］王小平，唐剑，郑团结.微型无人数字航空摄影系统的设计与实践［J］.测绘技术装备.2006(01).

［3］曹銮.数字航空摄影有关技术的分析探讨［J］.四川测绘.2007(06).

［4］黄琳云.关于框幅式数字航空摄影成果质检方法的探讨［J］.江西测绘.2013(02).