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[关键字] CBERS-02B 纠正HR CCD 无控制 几何纠正
[中图分类号] P236 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-2-143-2
0引言
CBERS-02B星是由中巴两国共同投资、联合研制的传输型地球资源遥感卫星,我国于2007年9月19日发射成功;CBERS- 02B星搭载了一台高分辨率全色相机HR和多光谱相机CCD,其中搭载的HR相机可获取到的全色影像空间分辨率可达2. 36m,光谱范围0.5~0.8μm,CCD相机分辨率为19.5m 和258m的宽视场成像仪(WFI)。
为了进一步提高贵州省内的多源影像的积累以及最新遥感影像的获取,笔者单位获取了中国资源卫星中心CBERS-02B遥感数据使用资格,而了更好的应用02B卫星遥感影像数据,扩大基础地理信息更新的影像资料来源,通过中国资源卫星应用中心获取了贵州省内的遥感影像数据,并对影像数据进行了纠正和影像融合工作。
1纠正处理方法与项目内容
1.1纠正方法
目前常用纠正方法主要有物理模型纠正和几何模型纠正。物理模型纠正是对于地形起伏大或影像侧视角大的地区,利用成像的卫星轨道参数、传感器参数及DEM数据,一般对影像进行精确的物理模型纠正。另外一种则为几何模型纠正。对于平坦地区或未能提供影像卫星轨道参数、传感器参数的地区,采用多项式变换的几何模型进行纠正。
本次采用了几何模型纠正并结合DEM数据对地表投影差进行纠正,实现了全省资源02B影像正射纠正。工作流程图如下:
1.2项目内容与数据准备
项目资料准备过程中,从中国资源卫星应用中心获取覆盖贵州省全部的高分辨率影像(HR)影像1003景、多光谱(CCD)影像200景。经过遥感影像覆盖范围的分析,需要处理的总数约为900余景(但考虑重叠度因素,其实际处理数据面积可能会更多)。
1.2.1DEM数据准备
使用全省1︰1万DEM作为纠正数据;针对贵州山地较多,高差较大的特点。利用整理好的DEM对地表投影差进行纠正,在纠正之前对全省的DEM进行整合处理,不同投影带的数据归于统一的投影带上。
1.2.2参考影像准备
利用贵州省已有SPOT5影像作为参考影像,影像已进行了正射纠正,但时间分辨率较低为2002-2005年期间影像资料。因本次处理的数据量较大,不采取外业实测获取纠正控制点以及检查点,而是根据参考影像进行无控制无模型的遥感影像纠正实验,经过投影换带以及拼接整理后准备好。
1.2.3元数据准备与管理
为对02B资源卫星遥感影像数据管理方便,针对其02B卫星影像的XML元数据进行管理,将重要的元数据全部录入数据库;对卫星影像的组织管理更加系统,以后在工作中查询使用也更加方便。
1.2.4 02B资源卫星遥原始影像数据准备
利用自主开发的“卫星影像范围示意图标绘程序”对原始数据进行标绘;根据卫星影像元数据自动标绘影像范围和编号、拍摄时的轨道编号将数据分层分颜色显示,叠合贵州省的省界以及1︰10万分幅的格网和分幅编号等资料整理制作结合关系表,使卫星影像的管理和使用更加直观和形象。
HR影像准备:从中国资源卫星应用中心获取贵州省的2007、2008、2009和2010年的HR影像,经过筛选卫星影像成图时影像运量不超过10%,且结合部等关键地区无云雾的共计约1003景,覆盖范围如下:
2影像处理
2.1 02B资源卫星HR影像处理
2.1.1 HR影像匀光
从中国资源卫星应用中性获取的原始HR影像整体反差较弱,画面比较模糊,利用软件自动匹配同名点成功率低,故需要在纠正前将影像整体匀光一次,目的是为了提高对比度和亮度,以提高软件自动匹配同名点的精度。
2.1.2 HR影像纠正
02B资源卫星影像采用UTM投影WGS84坐标系,但在实际使用过程中发现其提供的初始位置不完全正确。
影像纠正的方法采用ERDAS软件进行。
经过试验,项目采用粗纠正+精纠正的方式处理。纠正过程中可选用128像素的搜索窗口匹配大量的同名点(每景2000以上)。
纠正后影像位置精度中误差小于2个像素(5米),符合设计和使用需求。
2.1.3 CCD影像纠正
HR影像虽然空间分辨率高,但只有一个波段的数据,光谱分辨率低。资源卫星应用中心提供的影像数据还包含分辨率19.5米的多光谱数据(CCD相机影像)。CCD影像包含5个波段的数据,色彩丰富。
2.1.4HR和CCD影像融合
将纠正好的HR影像和对应的CCD影像用ERDAS进行融合,融合方法选用主成分变换算法。
2.1.5融合影像镶嵌裁切和匀光
融合结果影像边缘带有不规则的黑边融合的干扰数据,需要将其成果中有用数据裁切出来并拼接成规则图幅。
融合的成果图像色彩不一致,而且与地物实际颜色不一致,最后还需要将影像与标准片进行匀光。
处理后效果见下图:
3使用后的优势与效益
完成了全省已有可用的HR影像的纠正以及CCD影像的纠正,融合和匀光工作。项目完成后将更新大量我院的基础影像数据,并为各类工程项目提供服务:
(1)完善我院贵州省内卫星影像资料数据,进行周期性积累;
(2)为1:1万基础地理信息数据国家任务提供调绘以及更新的最新影像资料,减轻目前调绘数据现实性差的压力;
(3)提供我省最新最全的卫星影像资源储备,为紧急发生的地质灾害与其他情况提供快速的影像数据辅助支持。
(4)提供项目前期筹备、辅助决策基础数据。
(5)监测地理国情。响应国家“十二五”规划,利用最新的卫星遥感数据监测地理国情研究,即是监测国土疆域面积,地理区域划分,地形地貌特征,更好的开展地理国情综合调查。
4 结论
CBERS-02B对地观测技术的进步,标志我国遥感技术的巨大发展。初步试验结果表明,从影像纠正后的几何精度和融合质量方面来看CBERS-02B影像数据可以作为国家基础数据库更新以及其他测绘项目前期准备以及项目辅助的应用影像数据源。通过对其他卫星影像采用此纠正方法的实验,进一步验证了此纠正方法的可行性与高效性,能够达到无模型影像数据的快速纠正与处理的效果。
参考文献
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[2]张剑清,张祖勋.高分辨率遥感影像基于仿射变换的严格几何模型[J].武汉大学学报.信息科学版,2002,27(6):555-558.
[3]廖安平,陈利军,张宏伟.CBERS-02B卫星影像几何纠正与融合试验初步研究[C]//第三届区域遥感应用国际论坛论文集.2008-04.
[4]国家测绘局.国家1∶50000数据库更新工程-航空数字正射影像数据生产技术规定(第二版)(内部资料)[Z].2007.
关键词 卫星瞬时视场;遥感影像可视化;研究
中图分类号:TP751 文献标识码:A 文章编号:1671—7597(2013)051-033-01
随着轨道上运行卫星数量的与日俱增,科研人员也掌握了越来越多的遥感影像数据。由于遥感影像数据在很多情况下都是被不同部门掌握的,所以,就很难达到资源上的共享,对大量数据进行处理时也会有很大难度。与此同时,这也导致了遥感影像的可视化受到了阻碍。这就要求我们要更加深入的对卫星瞬时视场仿真与遥感影像可视化进行更深一层的研究与探讨。
1 卫星瞬时视场仿真与遥感影像可视化的研究背景及现状
航天技术的发展给人们的生活带来了巨大的改变,在短暂的十几年里,遥感影像技术迅速发展,现在已经有很多同步的卫星在遥感平台中运行。比如说:道卫星、太空飞船、探空火箭等等。航天科技研究人员通过发射与地球同步的轨道卫星并且对一些小卫星进行合理的布局、调整传感器的角度以及倾斜度,来获取更多有价值的遥感影像数据。我国现阶段也在努力研发新技术,力争通过各个方面的努力来获取更多的遥感影像数据,进而形成一个具有自己特点的、自主的、高分辨率的测图卫星。随着航天遥感影像技术的快速发展,遥感影像被应用的范围越来越广泛,并且被应用的水平也越来越高,对遥感系统仿真和遥感影像数据的管理也越来越难。所以,在这种情况下,研究出一套高效、精准的覆盖计算方法就显得尤为重要,同时还要积极开展对遥感影像可视化效果以及反应速度的评估工作,让它们能够在自己的领域当中发挥出最大的作用。
2 卫星瞬时视场仿真研究
2.1 卫星轨道对卫星瞬时视场的影响
对卫星瞬时视场的变化进行研究,主要从它的轨道倾角的变化情况入手,卫星轨道主要可以分为以下几种:1)轨道倾角的度数为零。当轨道倾角是零度时,地球赤道的平面将于轨道平面相重合,这时的卫星飞行状态将会一直保持在赤道的上空,这种情况也被称之为赤道轨道。2)轨道的倾角度数是90°。在90°的情况下,地球的赤道平面将与卫星轨道的平面相互垂直,这时,卫星是在赤道的南北两极之间的上空飞行,这种情况就被称为极地轨道。3)与前面两种情况不同的是,第三种类型轨道倾角既没有形成零度,也没有形成90°。这样的轨道被称为倾斜轨道。在三种类型当中,倾角度数在0°与90°之间,而且卫星的运行方向是由西向东沿着地球自转的轨道运行的,叫做顺行轨道。卫星平面与轨道平面之间的倾角介于90°与180°之间的,并且卫星运行的方向为由东向西,那么,则称之为逆行轨道。
对于不同的卫星轨道,我们要有一个清楚的认识,因为不同的卫星轨道对卫星视场都会产生不同的影响。遥感卫星在针对地面进行观测的时候,出于扩大观测范围的目的,一般情况下都会使用给测摆倾斜照相的办法,让卫星把相机与地面之间的监测作为标准,来进一步进行二维观测。由于遥感卫星有自己固定的运行轨道,所以,这就需要观测的目标要随着卫星的需求而随时变化。有时候为了能够扩大卫星所观测的范围,就会将传感器侧摆,但是,这种状态下的成像会使相机入瞳处的能量受到影响,还会引起相机系统内的地面襄垣的畸变。不过只要合理的选择遥感设备,并且调节好观测时的摆角,就能够使卫星在执行任务的时间里扩大目标之内的空间覆盖率,从而在一定程度上使卫星观测的效率得到提高。在传感器实行测摆之后,对于卫星瞬时视场来说,也在一定程度上发生了变化。
2.2 卫星覆盖模型的服务
随着卫星科技领域的快速发展,科技研究人员对卫星覆盖模型的服务范围、服务标准以及它自身精确度的要求都有所提高。对于卫星覆盖区域的仿真来说,它需要研究出一个可以对覆盖区域顶点经度进行精确计算的方法,但是,从目前的实际情况上来看,因为受到地形因素的干扰,所以,在覆盖区域会存在很多漏点,有很多观测不到、计算不清楚的盲点。对于未来卫星覆盖区域的监测设计来说,就需要再次加大科技力量,能够针对一些特殊地形,比如说峡谷、高山等进行监测,扩大卫星覆盖模型的服务范围。
3 遥感影像可视化研究
随着遥感影像数据的日益增多,给大量影像数据的管理上带来了很大的麻烦,同时,这也是对遥感影像数据管理上的一个巨大考验。星载传感器在幅宽不断扩大的同时它的分辨率也随之增高,这就直接致使单景遥感影像的字节数突然增加。面对这种情况,该怎样把大量遥感影像的数据管理好,成为了一个急需要解决的问题。由于在一般情况下,遥感影像不仅多而且数量巨大,所以,广大用户不就不能够直接将其保存到本机里,对于海量遥感器的影响管理很多时候都是“服务器/客户端”的这种模式,将遥感影像数据先保到服务器,然后让用户自己从服务器里进行下载。这样一来,关于数据的传输、读取以及显示速度都会对遥感器影像的可视化产生影响。
对于传感器遥感影像的影响因素主要有以下几个方面:1)在数据传输过程中的网络因素。由于大量的遥感数据都在指定的服务器中被保存起来,所以,系统要想获取服务器影像的反馈数据,那么,首先要经过遥感影像服务器的允许,在系统发送的数据请求得到允许之后,才可以把影像的具体数据显示出来。2)因为遥感影像的数据量巨大,所以,在一定程度上影响了遥感影像的可视化进程。计算机由于自身的硬件资源有限,所以,它不可能将全部数据一次性都读取出来。但是,这个时候很多用户都在不断的高倍放大或者高倍缩小遥感器的影像,造成了硬盘的数据与内存之间交换过于频繁,致使系统损坏不能正常使用。所以,为了解决遥感影像的可视化问题以及它的显示效率问题,就要求我们必须要加强技术方面的学习以及策略上的调整。
4 总结
在整个航空事业的建设中,对于卫星的发射是具有唯一性的,发射过程不能够出现重复的现象,在研究卫星的通信设备以及轨道运行的时也要非常的严谨、精确。我们要在不断的探索中,寻找解决在卫星瞬时视场仿真和遥感影像可视化中存在的问题,为科技发展做出贡献。
参考文献
[1]李新国,方群.卫星瞬时视场仿真研究[M].西安:西北工业大学出版社,2008.
关键词:02C卫星 纠正模型 控制点数量
中图分类号:P17 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)03(b)-0043-02
目前,运用遥感影像进行国土资源项目中的调查研究,体现了遥感卫星的时效性、科学性及先进性。与此同时,面临着所需遥感数据严重不足的情况,我国于2011年12月22日11时26分成功发射“资源一号”02C卫星,将提升我国遥感数据的自给率。
影像纠正对于遥感影像的质量是至关重要的,通过ERDAS软件对02C卫星数据进行不同模型、不同控制点数量纠正的精度对比试验,得出适合大规模投入生产02C数据的常规处理方法,为该卫星数据的潜在用户提供更合适的遥感影像纠正处理方法。
1 纠正方法
物理模型纠正方法运用共线方程模型,需要卫星轨道星历参数和传感器参。这些资料在实际生产中用户是无法获得的,因此本次试验重点采用多项式纠正模型和有理函数纠正模型。
1.1 多项式纠正模型
多项式纠正是不考虑影像成像过程中的空间几何关系,直接对影像本身进行数学模。通常采用的图像纠正方法主要是二次多项式法。利用控制点的地面坐标X、Y和像素坐标x,y建立多项式:
根据最小二乘原理,用上式解算二次多项式系数:,,,,,,,,,,。通过变换关系式,反算出输出像元原影像上的坐标,然后将原影像该点处的亮度值取到输出影像相应的坐标位置。只是以控制点“约束”进行影像拉伸变换,拟合程度与点数多少成正比,对于平原地区相对精度要好一些,对于山区等高程起伏较大的地区不提倡使用。
1.2 有理函数纠正模型
有理函数模型是利用地面控制点和数字高程模型进行纠正的。有理函数模型使用两个多项式函数的比值计算图像的行,两个多项式的相似比计算图像的。所有多项式都是地面坐标(经度、纬度和高度)的函数。
该方法结合DEM数据可以解决地形高差引起的投影变形,完成影像的正射纠正。缺点是只能纠正控制点处的误差,不能消除控制点之间的影像变形,纠正后影像的精度还会受到DEM精度的影响。
2 影像纠正试验技术路线
以已有成熟技术为基础进行“资源一号”02C卫星数据纠正方法优选及参数优选和“资源一号”02C卫星遥感影像数据进行纠正处理方法的研究及对精度进行分析(见图1)。
3 O2C试验数据准备
3.1 数据准备
“资源一号”02C卫星有两台HR相机和一台全色/多光谱(PMS)相机,HR数据光谱范围是0.51~0.8 m,空间分辨率是2.36 m。PMS的蓝波段的分辨率是5 m,绿、红、近红外三个波段的分辨率是10 m。两台相机的原始数据根据对接收到的02C影像进行不同的处理,本次只针对1C级、2C级两种级别的HR数据进行纠正试验。
高程数据采用的是SRTM30 mDEM,控制资料是分辨率为0.5 m2010年的WV02影像。
3.2 控制点选点原则
控制点主要遵循以下原则:第一,控制点要能控制整个工作区,并尽可能均匀分布,特别是边界要有控制点;第二,尽可能地选择线条轮廓比较清晰的地物交叉点或拐点作为控制点(如道路交叉口、桥梁等明显且较为固定的地物标志点);第三,对于山区等控制点很难选取的地方一定要有控制点,可以选择走向明显的山脊交叉点或拐点作为控制点。
在本次纠正试验中按照上述原则选择控制点。
3.3 常用重采样方法
遥感图像的几何处理中,常常要在数字图像的各像素阵列中计算一个不在阵列位置上的新像元值,称重采样。重采样中被抽样点的像元值多数情况下落在图像网格中几个像元点之间。因而输出图像的像元值必须通过一定的内插方法,由输入图像中的内插点周围的若干像元值来计算确定,也就是说对输入图像进行重采样是图像几何处理(包括几何精校正、投影变换等)必不可少的一部分。进行重采样也可以消除图像的畸变。常用的重采样方法主要有3种:最邻近法(Nearest Neighbor)、双线性法(Bilinear Interpolation)和立方卷积法(Cubic Convolution)。
在本次纠正试验中选择的重采样方法是双线性法。
4 O2C卫星HR数据影像纠正试验
4.1 控制点定位试验
5个作业人员分别对交叉路口中心、角点、广场绿地与地面的角点等8个点进行定位(见表1)。
定位精度最好的为5号点(见图2),点位为十字交叉路口(宽度10 m左右)角点,定位精度最差的为7号点,点位为非直角四叉路口(宽度10米左右)角点。
根据以上试验结果,对控制点定位精度进行分档,分为较好、一般、较差三档。(1)定位精度较好的点位为:十字交叉路口角点,丁字路口中心点,建设用地拐点;(2)定位精度一般的点位为:农用地块、空闲地块的角点,二叉路口的角点,十字交叉路口中心点;(3)定位精度较差的点位为:非直角四叉路口角点。
在纠正配准选点过程中,控制点布设在路口时,优先选择直角路口的角点或简单直角路口(丁字路口)的中心点作为控制点,其次为非直角路口的角点或复杂直角路口(十字路口)的中心点作为控制点,尽量不选择复杂的非直角路口作为控制点。控制点布设在地块角点时,优先选择建设用地拐点作为控制点,其次为农用地块的角点。
4.2 不同纠正模型的精度分析
用ERDAS软件对2C级的HR数据进行纠正,由于影像以平原为主,先用50个控制点均匀分布,用多项式模型一次、二次、三次分别进行纠正。然后添加SRTM30米的DEM数据通过有理函数模型一次、二次、三次分别进行纠正。
同样用ERDAS软件对1C级的HR数据进行纠正,该影像以平原为主,先用40个控制点均匀分布,用多项式模型一次、二次、三次分别进行纠正,然后添加SRTM30米的DEM数据通过有理函数模型一次、二次、三次分别进行纠正。
将上述相同控制点数不同纠正模型时得到的影像,均匀选取10个检查点,进行纠正后影像的精度对比。以控制资料上的点的坐标为基准,分别计算10个检查点处的精度,最后得出2C级的HR试验数据的不同纠正模型的平均较差和1C级的HR试验数据的不同纠正模型的平均较差如4-2-1表所示。
由表2可知,对于02C卫星影像的2C级数据在控制点数量为50的情况下,有理函数模型rational polynomial coefficient(RPC)三次的情况下的平均较差最小是4.62 m小于5 m(2倍采样间)。1C级数据在控制点数量为40个的情况下,有理函数模型(RPC)二次的情况下的平均较差最小是3.91 m
若采用1∶5万的DEM数据,由有理函数模型纠正输出的影像的精度应该会更好一些,由于条件有限,没有1∶5万的DEM数据。当没有所需的DEM数据的时候可以采用多项式纠正模型,由上表可知1C级、2C级数据都应该采用三次多项式进行纠正时只针对地势起伏不大的地区。
4.3 不同控制点数量的精度分析
由4.2的试验得到2C级数据应用有理函数模型三次进行控制点数量试验,在控制点尽可能均匀分布的前提下,控制点数量减少至40个、30个、25个和20个时分别输出影像,对输出的影像整景选取10个检查点,然后对其精度进行对比。
1C级数据用有理函数模型二次进行控制点数量试验,在控制点尽可能均匀分布的前提下,控制点数量减少至30个、25个、20个和15个时分别输出影像,对输出的影像整景选取10个检查点,然后对其精度进行对比,得到表3所示。
由于纠正后的影像的分辨率是2.5 m,如表3所示2C级数据在控制点数为40个时的平均较差是4.77 m,控制点数为50个的时候平均较差是4.43 m均小于5 m(2倍采样间隔),满足生产要求。1C级数据在控制点数量为30个时的平均较差最小是4.15 m,在20个、25个和40个控制点时也小于5 m(2倍采样间隔)。
因此对于2C级数据投入生产时可以由实际情况而采用40个至50个之间的控制点数量均能满足要求;1C级数据投入生产时可以由实际情况而采用20个至40个之间的控制点数量均能满足要求。
5 结论
“资源一号”02C卫星遥感影像可以为土地利用现状和监测调查提供准确的基础数据,本试验结果为“资源一号”02C卫星影像在有高程数据时,1C级数据采用有理函数模型二次,控制点数量在20~40个之间;2C级数据采用有理函数模型三次,控制点数量在40~50个之间。在没有合适的高程数据并且影像覆盖辖区地势起伏不大时,1C级数据采用三次多项式,控制点数量在20~40个之间;2C级数据采用三次多项式,控制点数量在40~50个之间。在以后的实际生产中可以将上述结论运用到02C卫星的1C级、2C级数据得大规模生产中,对保证土地利用现状和监测调查的精度会起到重要的作用。
参考文献
[1] 孙富贵,冯树辉.基于1∶1万DEM的SPOT5遥感影像正射纠正[J].安徽农业科学,2008,36(2):830-833.
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[关键词]卫星影像图应急测绘
中图分类号: P2 文献标识码: A 文章编号:
一、卫星影像图的应用前景
众所周知影象地图由于具有信息丰富、直观,制作快速,成本低廉的特点,因此得到广泛的应用。卫星影像地图商业化近年来在全球公开,更使得这一高新技术应用推向。卫星影象图用途广泛,例如我们可以在图上量算长度、面积,用于国土资源调查;村镇规划建设;制作旅游景点鸟瞰图,利用不同时间得到的卫星图像,我们还可以进行动态分析。作者利用网站的卫星影象资料进行试验,制作出多种大比例尺的卫星影象图。经用户使用,均达到满意的效果。
二、卫星影象图制作原理:
为了制作出高质量的图像,首先我们需要了解“图像分辨率”的概念。图像中每单位打印长度上显示的像素数目,通常用像素/英寸 (ppi) 表示。在 Photoshop 中,您可以更改图像的分辨率;而在 ImageReady 中,图像的分辨率始终是 72 ppi。这是因为 ImageReady 应用程序创建的图像专门用于联机介质而非打印介质。在 Photoshop 中,图像分辨率和像素大小是相互依赖的。图像中细节的数量取决于像素大小,而图像分辨率控制打印像素的空间大小。修改图像的分辨率,需要更改的只是图像的打印大小。但是,如果想保持相同的输出尺寸,则更改图像的分辨率需要更改像素总量。打印时,高分辨率的图像比低分辨率的图像包含的像素更多,因此像素点更小。例如,分辨率为 72 ppi 的 1 x 1 英寸的图像总共包含 5184 个像素(72 像素宽 x 72 像素高 = 5184)。同样是 1 x 1 英寸,但分辨率为 300 ppi 的图像总共包含 90,000 个像素。与低分辨率的图像相比,高分辨率的图像通常可以复现出更多的细节和更细致的颜色过渡。但是,提高低分辨率图像的分辨率并不会对图像品质有多少改善,因为那样只是将原来的像素信息扩散到更多的像素中。使用太低的分辨率打印图像会导致图像不清晰,输出的像素大而粗糙。甚至出现“马赛克”。使用太高的分辨率会增加文件大小并降低图像的打印速度。
为了得到清晰的卫星影象图,在制作的过程中就应该获取尽量高的图象分辨率。显然,简单的将测区卫星图象一次获取下载并放大打印,得到的是一个视场画面的像素,像素少,影象是不够清晰的,但如果我们将测区分为4个视场图象分别下载,测区的总像素将会增加4倍,影象就会更加清晰。如果继续增加视场的数量,影象清晰度将会进一步改善,这是提高影象清晰度的关键所在。当然如果视场的数量太多,将会增加拼接的难度。合理的划分确定视场数量,将依据比例尺和测区面积大小试验而定。
其次是要解决图象拼接的技术问题,让我们简要的回顾一下经典航空摄影测量是如何制作相片平面图的,首先进行航空摄影,一般沿第一条航线中心东西飞行进行航摄,相片编号为1-`1,1-2……然后返回,进行第二条航线摄影,编号为2-1,2-2……进行第三、第四……条航线摄影,每张相片选测出四个纠正点的坐标和高程,在纠正仪上进行纠正,最后将相片拼接成影象图。下面我们就模仿这一过程,制作卫星影象图。
三、利用通用计算机制作影像图的步骤如下:
在计算机上网连线的情况下,打开地图搜索网站,选择测区范围下载,文件名为〈测区名〉,注意该文件包括全测区范围,像素较低,放大后其影像欠清晰,因此不能直接放大成图,须要进一步提高像素;
设想全测区为一摄影区域,模仿对全测区划分数条航线进行航空摄影,逐条航线逐片下载,保存,文件名为11 ,12 ,13…. 此为第一条航线的相片编号;
继续第二条航线的下载,文件名为21, 22 ,23….航线和相片之间应有一定的重迭,直至下载完全部航线;
打开Photoshop绘图软件,建新文件,分辨率为300 像素/英寸;
打开〈测区名〉文件,〈全选〉—〈复制〉—〈粘贴〉;
打开文件11,〈全选〉—〈复制〉—〈粘贴〉;〈编辑〉,〈变换〉使用旋转,扭曲,透视….等工具,使11图像的地物同名点与〈测区〉图象相重合;
打开文件12,〈全选〉—〈复制〉—〈粘贴〉;〈编辑〉,〈变换〉使用旋转,扭曲,透视…..等工具,使12图像的地物同名点与〈测区〉图象相重合;同时还要使得11和12相片严密拼接;
继续13,14 ….21,22,….相同的拼接动作,直至全部相片拼接完成;
检查无误后〈合并图层〉,存入文件〈测区2〉,这是一幅全测区经过纠正拼接好,高清晰的自由比例尺影像地图,为了制作固定比例尺的影像地图,还要进行以下操作步骤;
卫星影象图比例尺的测定:在测区范围选择四个明显地物点,例如道路交叉点、房角,实地测量它们之间的长度,也可以在大比例尺地图上量得。卫星影象图上的相应长度可以在Photoshop绘图软件上量取,也可以在打印出的卫星影象图上量取,根据实地长度和图上长度,分别计算出四个点间的比例尺,取平均值即为此幅卫星影象图的比例尺,但这一比例尺不是整数,如果需要变成整数(如1:2000,1:5000),修改卫星影象图的〈图象大小〉即可。
四、操作示例
现以制作“郑州大学新校区”卫星影象图为例,详细叙述其操作过程。
打开“搜狗地图”网站 ,搜索到郑州市郑州大学新区;
点击“截图”,保存。文件名〈郑大〉;
放大郑州大学新区图像,使其图象清淅,从左上角开始下载,点击“截图”,“保存”。设想为航摄的第一条航线第一张航片,文件名为〈11〉,继续下载第二张航片,文件名为〈12〉,这样共下载六条航线,每条航线两相片,共计12张相片,如下图;
打开Photoshop绘图软件,新建空白文件,宽32厘米,长44厘米,分辨率300 像素/ 英寸,文件名《郑大影象图》;
打开文件〈郑大〉,点击“全选”,“复制”,“粘贴”于〈郑大影象图〉;
打开文件〈11〉,点击“全选”,“复制”,“粘贴” 于〈郑大影象图〉,并使同名地物点相重合;
打开文件〈12〉,点击“全选”,“复制”,“粘贴” 于〈郑大影象图〉,并使同名地物点相重合;
继续如上操作,直到12张相片全部粘贴完成;
合并图层,一幅图象清晰的卫星影象图即告完成。
消除不良图象信息,所谓“不良图象信息”,是指防伪防盗水印、不必要的文字注记,商标…..等,用图章和橡皮工具消除;
测定卫星影象图的比例尺,图上选定四个地物点分别测出它们的实地长度和图上长度,计算出平均比例尺为1:5430。
加注地名、路名等名称;
最后进行图内和图外修饰。试验图样图缩小附于文后。
五、质量检测
影象图内均匀选择若干固定地物点,实测它们之间的距离长度,和 图上量度进行对比,如下表;
按较差计算出卫星影象图测量的长度中误差为3.2米,相当于1:5000图上中误差为0.64毫米。
【关键词】卫星影像图(DOM);控制点采集;图像纠正;色彩调整;数字镶嵌
0 引言
1)工程概况
根据规划宁东能源化工基地是宁夏的建设的“一号工程”,规划区总面积约3484平方公里。规划建设煤化工、临河、灵州、太阳山4大综合项目区以及后备工业发展用地,本次工程计划生产3500平方公里数字正射影像图,满足规划建设之急需,为了做好准备工作,前期已安排完成卫星影像采购工作。
2)测区自然地理环境
测区位于银川市黄河东岸,总面积3500平方公里,基地位于陕、甘、宁、蒙毗邻地区,西与自治区首府银川市隔黄河相望,东与开发中的陕北能源重化工基地毗邻,易形成产业互补,资源共享,其生产、生活条件俱佳;测区海拔在1200―1350米,处于荒山丘陵地带,地形平缓,地势开阔,有成片的发展用地,为工业建设提供了广阔的土地资源。
3)主要技术依据
(1)《基础地理信息数字产品1:10000 1:5000生产技术规程 第3部分数字正射影像图(DOM)》(CH/T1015.3―2007):
(2)《基础地理信息数字产品1:10000 1:5000数字正射影像图》(CH/T1009―2001);
(3)《数字测绘成果质量要求》(GB/T17941―2008);
(4)《数字测绘成果质量检查与验收》(GB/T18316―2008);
(5)平面系统采用1980西安坐标系;
(6)高程系统采用1985国家高程基准。
1 资料准备
1)本工程资料主要有购买的原始卫星影像、上年度数字正射影像图、DEM成果、技术设计书等所需的其它技术资料。
2)根据工程建设及规划要求,本次1:1万数字正射影像图(DOM)市场采用IKONOS卫星影像,共包括4个波段,其中全色为1米分辨率,多光谱为4米分辨率,原始影像数据20景,约20GB,主要数据格式为TIFF。
3)该资料已通过质检部门的检查验收,影像资料齐全,具有完整的卫星参数,每景数据均分别含有全色、多光谱(红、绿、蓝、红外)数据,影像数据清晰,能满足设计要求。
2 控制点采集
1)按照卫星影像图加工成熟工艺,正射影像纠正所有控制点的来源为宁煤测量队为本工程实测的D级GPS控制网点及加密点,本工程还从前期1:2000数字正射影像图中图解足够的控制点。其平面坐标作为参考点坐标,对应地物特征点高程坐标值由软件在DEM数据库中自动读取。采集地面控制点为在卫星影像中相应位置处明显地物特征点,且平均分布,影像的边缘和角点不应丢漏,对覆盖面积加大的IKONOS单景数据,地面控制点应布设25以上;因裁切而导致面积较小的数据,其控制点数量不应少于15个,面积过小的数据控制点数量不少于9个。
2)整个测区的数字地面工程模型采集的工作已全部完成,其成果质量符合规范要求和技术设计要,并通过质检部门的检查验收,并同意移交下一工序使用。
3 本工程基本要求
3.1 精度指标
像片控制点对附近根据三角点(GPS点)或高级地形控制点平面位置中误差不得大于图上±0.1,像片控制点对附近水准点或三角点(GPS点)高程中误差丘陵地不超过±0.25m,山地、高山地不超过±0.5m。
3.2 加密点精度
内业加密点相当于野外控制点的平面精度中误差不大于下表要求:
3.3 DOM精度
1:1万DOM图上明显地物平面位置对附近野外控制点的点位中误差及接边误差不得大于下表要求:
3.4 影像要求
――利用DEM数据对影像数据进行微分纠正和影像重采样,生成数字正射影像图;
――数字正射影像图应清晰,纹理信息丰富,像片之间影像尽量保持色调均匀,反差适中,图面上下不得有图像处理留下的痕迹,镶嵌时拼接要一致,不产生明显整体视觉差,选取镶嵌线应尽量避开建筑物,桥梁等人工设施;
――利用已有数字划线图对DOM进行套合检查,同名点套合误差不应小于2米。
4 正射影像图生产
4.1 色彩调整
主要包括影像均光处理和影像均色处理,均光处理采用编辑调整影像局部的局部光度来实现,通过均光处理后每张卫星影像各自的关照均匀;影像均色处理采用编辑调整影像的亮度、反差和色彩均衡来实现的,处理后所有的影像色调一致,色彩均匀。
4.2 影像纠正
采用正针对IKONOS卫星数据处理的正射影像纠正模块,并引入卫星参数文件建立纠正转换模型,地面控制点采集完成后,应多选5个控制点作为检查点,通过平差计算,检查点误差小于1个像元,才能进行重采样。纠正完成后,应对结果进行检验,比较匹配程度,观察坐标数据变化。同一景影像的全色数据和多光谱数据可以使用同一套控制点,有利于接下来影像融合。
4.3 影像融合
经过正射纠正的多光谱数据中红、绿、蓝3波段按一定的排列顺序,表现出真实色彩,再利用影像融合功能将真彩色的多光谱数据与全色数据融合,得到高分辨率真彩遥感影像。
4.4 影像镶嵌
将经过影像融合得到遥感影像按正射影像进行镶嵌,按图幅范围选取需要镶嵌的数字正射影像;在相邻正射影像之间,选绘、编辑镶嵌线,在选绘镶嵌线时需保证所镶嵌的地物影像完整;按镶嵌线对所选的单片正射影像进行裁切,完成单片正射影像之间的镶嵌工作。
4.5 图幅裁切
按内图廓线(或内图廓线的最小外接矩形)对镶嵌好的正射影像数据进行裁切,裁切后生成正射影像数据成果。所生成的正射影像数据成果,应附有相关的坐标、分辨率等基本信息文件。
5 技术路线及工艺流程
6 质量检查
数字正射影像图数据检查主要包括空间参考系、精度、影像质量、逻辑一致性和附件质量检查。
1)空间参考系检查检查:平面采用1980西安坐标系,高程为国家1985基准,投影为高斯――克吕哥投影,数字正射影像图分幅是否符合要求。
2)精度检查:数据正射影像图精度检查主要包括:数字正射影像像点坐标中误差,相邻数字正射影像图数据的同名地物影像接边差两项内容。
3)影像质量检查:影像质量检查主要包括正射影像地面分辨率、数字正射影像图裁切范围、色彩质量、影像噪声、影像信息丢失等内容。
4)逻辑一致性检查:逻辑一致性检查包括数据的组织存储、数据格式、数据文件完整和数据文件命名等内容。
5)附近质量检查:附件质量检查包括:元数据、质量检查记录、质量检查(验收)报告、技术总结等。
【参考文献】
[1]边少峰,柴洪洲,金际航.大地坐标系与大地基准[M].北京:国防工业出版社,2005.
关键词:卫星遥感图像;林改;应用
中图分类号:S127 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2012)-04-0159-1
集体林权制度改革是一项政策性强、涉及面广、情况复杂、任务艰巨的重要工作。勘界勾图,明确四至界限、面积、又是明晰产权中林业技术人员最艰巨的任务,探索遥感技术在林改工作中的应用,必将促进林改勾图质量。
镇巴县有林地面积433万亩,其中集体林地面积362万亩。由于地处大巴山区,境内山大沟深,地形复杂,有林地大部分处于交通不便的高山区,外业勘界勾图任务量大,环境恶劣,同时地形复杂、天气多变因素影响,导致了林改外业勘界勾图不准确、质量不高。卫星遥感图像的应用能有效的提高外业勾图工作进度和质量,减轻技术员的工作难度,提升了林改工作的科技含量。
1 遥感技术在林业工作中的应用前景
当前基层林业技术运用只是停留在“工作靠腿”的原始状态,与突飞猛进的现代林业建设很不适应,严重滞后。准确掌握林业资源调查中的先进技术,提升基层林业技术人员的水平迫在眉睫。正确使用遥感技术,为林改外业勾图提供参考,推动林业现代化建设,提高工作效率,保证工作质量都具有重要的意义。为今后的林业管理和规划设计提供良好的技术支持,必将对全县的林业发展与管理奠定坚实的基础。
2 遥感技术在林业工作中的应用
2.1 准备工作
将森林资源管理系统安装于电脑中作为外业勘界调查工具,在森林资源管理系统中查找所需区域的地形图和遥感平面图,并在地形图和遥感平面图上添加公里方格网、居民点、公路、河流等地标物,标注界线、注记(地类、面积、林种等所需内容),按所需比例尺大小打印作为调查手图,乡镇提供准确的勘界结果(林权使用登记表)。
2.2 外业勘界勾图
携带准备好的外业资料和电脑进入村组,选择农户集中便于开展工作的地点安置好计算机。首先为确保勘界勾图的准确性和公正性,必须有乡、村、组干部和熟悉林情地形、四至界限的村民共同参与;其次对勘界的村组干部和村民进行三维地形辨认的讲解和培训,使其熟悉三维地形图像与实地地形的对比辨认,熟悉三维地形图像的山脊、沟、林地、耕地等图像的辨别。然后进入勘界勾图程序。二调小班基本是以地类和林种进行区划的,在辨图勾绘林地时具有很强的目的性。技术员可利用三维地形系统中的旋转和缩放工具按钮进行坡面方向、大小的调整,方便勘界人员的判读,先在调查手图上勾绘小组界线,然会再勾绘宗地小班界线,外业手图上的小班界线和标注为重要的参考依据,以实际勘界为准。为提高勾绘的准确性,可在平面遥感图上进行勾绘。在三维地形图像中有部分地块有云层遮挡、影像阴暗面无法辨别时,采取实地对坡勾绘或利用GPS定点勾绘解决。
2.3 内业整理
我们在前期准备的地形图上标注有小班界、地类、林种、面积等信息,这样就很方便的可以将平面遥感图上的勘界结果转绘至有标注的地形图上,最后再转绘至没有标注的地形图上成为正式的林地宗地图,虽然操作有点繁琐但有很高的准确性。在森林资源管理系统中,可以在系统中选择添加图层利用制图工具直接转绘,编制成符合要求的宗地地图材料。
3 卫星遥感技术的应用优点
3.1 省时省力
利用系统中的三维立体影像,可全面直观的了解地形地貌和林地的分布状况,节省了实地对坡勾绘路途中的时间和技术员的体力,工作效率可提高3-5倍甚至更高。
3.2 工作时间灵活
实地勘界勾图受气候条件影响大,一旦气候变化将无法进行勾图工作。采用三维立体影像勾图作业不受气候影响,而且还避免勾图人员在外业作业中的不安全因素。
3.3 操作简单准确性高
【关键词】 缺铁性贫血;婴幼儿;行为发育
缺铁性贫血不仅影响小儿的体格生长发育,还影响其神经精神的发育,且缺铁性贫血以婴幼儿的发病率较高,而这一阶段又是脑发育的关键时期。近年来,我们通过对我院收容对象的几次大型全面体检观察了6个月~3岁缺铁性贫血的婴幼儿其运动和认知发育的情况,现将资料分析报告如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料 本资料来源于我院2006年至2008年收容对象每年两次的体检结果,研究组为缺铁性贫血患儿共64例,其中男20例,女44例,平均年龄(22±1.75)个月;另选取正常婴幼儿60例为对照组,其中男18例,女42例,平均年龄(24±1.88)个月。两组对象在性别、年龄分布、抚育方式及生活环境方面差异无统计学意义(P>0.05)。
1.2 方法 全部入选对象均用Gesell婴幼儿发育量表测定其行为发育商(DQ)。 评价标准采用上海标准化评定标准,DQ>86为正常;DQ在75~86为可疑;DQ
1.3 统计学处理 采用一般统计和χ2检验。
2 结果
两组行为发育比较,见表1。从表1中可以看出缺铁性贫血对婴幼儿的心理行为发育有明显影响,尤其是在语言、适应行为、个人-社会行为方面的发育与对照组之间差异有显著统计学意义(P
3 讨论
近年来,缺铁性贫血对非血液系统造成的影响越来越受重视,它对智能方面的影响已有学者做了较深的研究[1],而它对心理行为发育方面的影响研究尚不多。缺铁性贫血可造成全身诸多器官的供氧不足,而脑组织又是含铁丰富的部位,对铁的缺乏十分敏感,在脑发育的早期,缺铁可影响脑细胞的能量代谢及功能,已测知缺铁性贫血患儿的血小板中单胺氧化酶的活力降低[2],此酶是一种铁依赖酶,在中枢神经系统的神经化学反应中起重要作用。缺铁还可降低5-羟色胺、儿茶酚胺、乙酰胆碱等多种神经递质的代谢,而神经递质的代谢紊乱又使大脑的氧化代谢过程受影响,从而影响其心理行为的发育,出现注意力不集中、学习记忆能力差、理解能力降低,对物体和背景的精细感知觉及手指、手腕和手眼协调能力差,势必影响其精细运动的发育, 本资料研究的结果证实了此点。另此类患儿反应慢、对居住的环境及周围人群不感兴趣乃至其适应行为及个人-社会行为发育明显落后于正常儿。本资料显示其与对照组之间差异有显著性。很多资料已证实缺铁性贫血可引起脑干诱发电位的异常[3,4],从而损害其听觉神经系统,势必影响其语言的发育。本资料显示其与对照组之间有差异非常显著性。本研究还发现缺铁性贫血患儿的大运动如控制头颈平衡、爬、坐等运动的协调能力较正常儿发育延迟,可能因铁还参与肌肉内肌红蛋白的合成控制肌肉的收缩之故。
参考文献
1 衣明纪,马爱国,冉霓,等.缺铁性贫血婴幼儿智能行为发育的研究.中国行为医学杂志,2001,10(1):18.
2 吴瑞萍,胡亚美,江载芳.实用儿科学,第6版.北京:人民卫生出版社,1997,1674.
五行是指金、木、水、火、土,五方是指东、南、西、北、中五个方位,五行是构成宇宙万物的五种元素,它们的变幻无穷,高深莫测,五行的创立,准确地模拟了自然界的状态,宇宙万物的生息变化都不能离开五行。同时五行方位对于星命术也十分的重要。
方位:方向位置。东、南、西、北为基本方位;东北、东南等为中间方位。在出生星座表中,两个星球对角的距离称为方位。八宅风水学按大门所向的方位决定家宅的坐向。八个家宅方位分别对应八种卦象,即震、离、兑、坎、巽、坤、乾、艮。一个家宅的坐向决定该家宅究竟属什么卦。
(来源:文章屋网 )
关键词:形象思维;文字;图形;场景;思维
什么叫形象思维?简单地说,形象思维是依靠形象材料的意识,领会得到理解的思维。从信息加工角度说,可以理解为主体运用表象、直感、想象等形式,对研究对象的有关形象信息,以及贮存在大脑里的形象信息进行加工(分析、比较、整合、转化等),从而从形象上认识和把握研究对象的本质和规律。
英语学习中形象思维的基本特点是:
一、文字与图形的对接
学习英语首先要做到文字与图形的对接。即通过把文字与其相对应的实物、图形、图象、图式和形象性的符号有机结合,在脑海中展开一幅能为感官所感知的形象的、生动的、直观的、整体的场景。图形可以是平面的、立体的、独立的,或是连贯的。在英语学习过程中,我们要善于将名词想象成实物原型,将动词想象成物体的运动过程,把形容词和副词想象成对比图形,把句子想象成场景再现,把段落文章想象成影像故事情节或是演示操作流程图。
二、非逻辑性的文字和场景的补充和衔接
在英语的学习和探究中,我们往往会发现:难倒学生的,尤其是尖子生的不是复杂的句子结构,而是结构简单但很少见,读起来甚至有些拗口的省略句。这时就需要学生充分发挥想象力,根据上下文的语言环境对原文的语言文字和场景进行补充、加工,通过对不同场景的筛选、排列、组合一步一步、首尾相接地对文字场景像过电影一样地进行剪辑,在脑海中展开一幅连贯的、清晰的、完整的图画。在这一过程中天马行空的发散思维也扮演着重要角色。在这一想象过程中,我们要充分利用上下文的显性和隐性信息,重新组织文章的情节脉络,发挥形象思维、发散思维和逻辑思维的潜力,运用电影情节的剪辑,再现故事情节或演示流程。
三、整体场景的把握与局部场景的分析
形象思维对问题的反映是粗线条的反映,对问题的把握是大体上的把握,因此,在英语学习过程中,形成对句子、段落、篇章的整体场景的把握和再现,是对局部场景分析和提取的前提。整体场景的把握是定性的或半定量的。所以,这时的形象思维通常用于问题的定性分析,找出文章的大致线索和脉络。局部场景的分析可以给出精确的文章细节内容,是整体场景的推进和延伸。所以,在实际的思维活动中,往往需要将整体场景的构建与局部场景的切换巧妙结合,协同使用。
四、发散思维与创造性思维的应用
在英语的学习过程中,发散思维和创造性思维是形象思维的有力补充。越是有思想内涵和文化底蕴的英语文章就一定会给读者留下丰富的思考和想象的空间。用这样的文章命制完形填空或阅读理解的试题,往往是拉开成绩档次的首选。发散思维和创造性思维是思维主体运用已有的形象形成新形象的过程。形象思维并不满足于对已有形象的再现,它更致力于追求对已有形象的加工,而获得新形象产品的输出。所以,合理的发散思维和创造性思维在文章场景模拟过程中的应用,可以把悬念丛生、疑问重重、设问不断的文章补充完整,为英语解题铺平道路。那么,在英语教学中,应当如何有效地培养学生的形象思维能力呢?
五、增加形象贮备与输入
根据认识论,人的思维(即理性认识)是建立在感性认识的基础上的,抽象思维是如此,形象思维也是如此。作为形象思维生动的形象的东西,并不是主体的头脑凭空臆造出来的,它根源于现实中的东西。离开了感性认识,形象思维便成为无源之水,无本之木。因此,应当重视向学生呈现丰富的感性材料,要重视演示实验,充分运用电化教具和图表、模型等直观手段,要善于用形象说话,用生动的比喻和类比使抽象的概念形象化。
六、强化想象训练
想象是最富有意义的形象思维形式,要有意识地对学生进行强化训练。如在教单词的时候,可以把名词想象成实物个体、把动词想象成动作过程,如果能制作成动画课件效果会更佳;在教课文的时候可以把课文题材编成小品表演出来,或是通过互联网把与课文相关的声音、图片、影像资料下载下来,制成课件展示给学生,往往会收到意想不到的效果。
七、重视情景和场景分析
形象思维是对问题整体、概略和方向性的把握,重视对问题的情景和场景分析有助于形象思维能力的培养。当呈现问题时,应引导学生通过对问题信息的知觉,想象问题情景,构建典型场景,揣测语言情境变化的趋势。通过情景模拟、场景推演,使学生在头脑里建立起清晰的思维图象和三维画面,然后运用英语语言的语法和语义规律进行分析和推理,得出语言的文字结论。
八、提倡文字与图形结合
在英语学习中,要提倡文字与图形的协同运用,善于将文字信息转化为图形信息,将文字表达变化规律用图象来表达,揭示文字与图形的对应关系,运用图象这一直观工具求解抽象的文字游戏。