正射影像圖制作技術(shù)方案

1、東莞市市域衛(wèi)星數(shù)字正射影像圖投標文件技術(shù)方案國家遙感應(yīng)用工程技術(shù)研究中心北京超圖地理信息技術(shù)有限公司2003年6月目錄一、項目背景-3二、項目預(yù)期目標-4三、項目建設(shè)原則-6四、用戶需求-8五、項目的設(shè)計思想及可行性技術(shù)方案-10六、數(shù)據(jù)處理和制圖質(zhì)量保證措施-20七、關(guān)于技術(shù)保障的進一步說明-21八、項目實施進度計劃-23九、技術(shù)服務(wù)、售后服務(wù)計劃及承諾-24一、項目背景東莞市地處廣東省中南部，東江下游，珠江三角洲東南部，北靠廣州；毗鄰香港，處于穗港經(jīng)濟走廊中間。1985年9月，經(jīng)國務(wù)院批準撤縣設(shè)市；1988年1月，東莞升格為不設(shè)縣的地級市，現(xiàn)轄32個鎮(zhèn)區(qū)。全市戶籍人口150萬，外來人口50

2、0萬。使用高分辨率衛(wèi)星影像，可滿足東莞市經(jīng)濟快速發(fā)展對地圖現(xiàn)勢性的要求；給城市規(guī)劃和建設(shè)提供高分辨率衛(wèi)星影像資料；彌補基礎(chǔ)測繪周期長的不足；為地圖制作準備資料。二、項目預(yù)期目標本項目總體目標是：以東莞市城建規(guī)劃局信息化建設(shè)需求為基礎(chǔ)，東莞市城建規(guī)劃管理信息系統(tǒng)總體設(shè)計框架為指導，參考相關(guān)行業(yè)標準和規(guī)范，應(yīng)用高分辨率遙感技術(shù)、地理信息技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等相關(guān)技術(shù)，完成東莞市市域衛(wèi)星數(shù)字正射影像圖制作及影像入庫，開發(fā)出結(jié)合規(guī)劃使用、可快速瀏覽海量影像并進行不同時期影像對比的管理軟件，利用東莞市現(xiàn)有的數(shù)據(jù)資源，建成包含地形數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)在內(nèi)的影像空間數(shù)據(jù)庫，為東莞市城建規(guī)劃管理信息系統(tǒng)建設(shè)提供完整、安

3、全和可靠的數(shù)據(jù)支撐和運行保障。在該總體目標的指導下，具體劃分各子目標，包括以下幾個方面：1、完成東莞市市域約2500平方公里高分辨率（高于1米）衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品（包含全色與多光譜產(chǎn)品）的采集。利用光學衛(wèi)星進行數(shù)據(jù)采集需要有較好的天氣條件，而東莞市屬亞熱帶季風氣候,長夏無冬，日照充足，雨量充沛，一年中23月份日照最少，7月份日照最多。雨量集中在49月份，其中46月為前汛期，以鋒面低槽降水為多。79月為后汛期，臺風降水活躍。如何避開雨季，采集到較好質(zhì)量的數(shù)據(jù)是本項目較為關(guān)鍵的一步，在可行性分析中將進行詳細論述。2、制作各種比例尺東莞市高分辨率衛(wèi)星影像地圖并將影像入庫管理，形成系列化的標準分幅影像地圖庫

4、；并與矢量數(shù)據(jù)庫進行疊合，為矢量數(shù)據(jù)庫提供視覺參考。1）在已有的基礎(chǔ)上對城建規(guī)劃業(yè)務(wù)進行深入細致的調(diào)查，形成東莞市城建規(guī)劃空間影像數(shù)據(jù)總體需求；2）結(jié)合相關(guān)標準，制定東莞市規(guī)劃空間影像數(shù)據(jù)的規(guī)范；3）在以上工作的基礎(chǔ)上，完成東莞市影像入庫管理。要求無論在何種比例尺情況下，要求各種空間數(shù)據(jù)之間（影像數(shù)據(jù)與各比例尺矢量數(shù)據(jù)）能進行精確匹配和疊加。4）制作衛(wèi)星影像相紙圖。3、開發(fā)東莞市城建規(guī)劃局影像瀏覽工具軟件。工具軟件主要功能：1）可實現(xiàn)不同時相局部區(qū)域影像的同步慢游瀏覽和同步放大縮小，可以目視比較局部區(qū)域城市建設(shè)要素的時間變化。2）并在該軟件里實現(xiàn)高分辨率、大區(qū)域海量遙感影像數(shù)據(jù)的快速瀏覽。3）

5、與矢量圖層進行復(fù)合顯示。4）該軟件能夠直接讀取常用圖形圖像格式包括：常見交換格式，如DXF、SDB、DWG、VCT、TIF、GeoTIF、BMP、JPG等；支持轉(zhuǎn)換大多數(shù)常用的圖形數(shù)據(jù)格式，如DWG、Coverage、Tab等；支持國家標準交換格式，如VCT等；支持多種影像文件格式，如TIF、GeoTIF、BMP、JPG、ECW、MrSID等。5）可在該軟件上進行矢量化。4、評估城市環(huán)境條件；監(jiān)測城市擴張和變化；在特定時候提供人不可到達地區(qū)的信息。三、項目建設(shè)原則項目的建設(shè)主要遵從以下幾個方面的原則：1、實用性最大程度地滿足規(guī)劃管理業(yè)務(wù)的需要，為業(yè)務(wù)管理提供最優(yōu)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模型，是系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)

6、依據(jù)。工具軟件的設(shè)計易于理解、界面友好。影像數(shù)據(jù)源應(yīng)具有與其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享、協(xié)同工作的能力。2、前瞻性和可擴展性目前，遙感技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)與GIS 技術(shù)發(fā)展非?？?，同時城市建設(shè)與規(guī)劃管理業(yè)務(wù)也在不斷擴大和調(diào)整，這就要求遙感數(shù)據(jù)源需要有其先進性和超前性，數(shù)據(jù)庫的設(shè)計具有超前性，以便更好地處理因此引發(fā)的系統(tǒng)升級問題。同時，數(shù)據(jù)庫設(shè)計應(yīng)充分考慮計算及相關(guān)技術(shù)方面的發(fā)展趨勢，使數(shù)據(jù)庫具有較強的擴展能力，確保數(shù)據(jù)庫能適應(yīng)現(xiàn)代信息技術(shù)高速發(fā)展的需求。3、經(jīng)濟性數(shù)據(jù)源選擇性價比高的產(chǎn)品。軟件選型經(jīng)濟實用：選擇性能價格比高的軟件是系統(tǒng)成功建設(shè)的重要基礎(chǔ)。4、安全性由于高分辨率衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)庫的安全是數(shù)據(jù)庫建設(shè)的

7、一個重要方面，也是以后信息系統(tǒng)運行的一個重要保障。概括起來說，數(shù)據(jù)庫安全性必須考慮以下幾個方面：（1）權(quán)限管理，防止非法登錄，保證合法用戶擁有合法權(quán)限，保證按照權(quán)限對數(shù)據(jù)庫進行操作；（2）防病毒設(shè)計，防止病毒對數(shù)據(jù)的侵害；（3）數(shù)據(jù)備份機制的建立，防止意外情況導致數(shù)據(jù)損失；（4）數(shù)據(jù)庫的容錯處理，保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性。5、標準化與規(guī)范化 為了確保影像數(shù)據(jù)的共享和互操作，實現(xiàn)基礎(chǔ)地理信息的共享，必須建立統(tǒng)一的標準和共同遵守的規(guī)范，使數(shù)據(jù)能為政府各部門及社會各行各業(yè)所接受和使用。6、一體化影像數(shù)據(jù)入數(shù)據(jù)庫后，與現(xiàn)有規(guī)劃管理系統(tǒng)中的矢量圖層要能較好的進行銜接。四、用戶需求與特點分析1、購買東莞全

8、市域約2500平方公里全色及多光譜高分辨率衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)。2、進行數(shù)據(jù)融合。對衛(wèi)星數(shù)據(jù)的全色及多光譜波段進行融合。包括選取最佳波段，從多種分辨率融合方法中選取最佳方法進行全色波段和多光譜波段融合，以使得圖像既有高的空間分辨率和紋理特性，又有豐富的光譜信息，從而達到影像地圖信息豐富、視覺效果好、質(zhì)量高的目的。3、進行數(shù)字幾何正射校正。依據(jù)控制點（由城建局提供）利用相應(yīng)軟件模塊對數(shù)據(jù)進行幾何精校正，這一步驟包括利用地面控制點（GCPs）找出實際地形，計算配準中控制點的誤差，利用DEM消除地形起伏引起的位移，然后對圖像進行重采樣等。4、進行圖像鑲嵌。相鄰圖像，由于成像日期、系統(tǒng)處理條件可能有差異，不僅

9、存在幾何畸變問題，而且還存在輻射水平差異導致同名地物在相鄰圖像上的亮度值不一致。如不進行色調(diào)調(diào)整就把這種圖像鑲嵌起來，即使幾何配準的精度很高，重疊區(qū)復(fù)合得很好，但鑲嵌后兩邊的影像色調(diào)差異明顯，接縫線十分突出，既不美觀，也影響對地物影像與專業(yè)信息的分析與識別，降低應(yīng)用效果。要求鑲嵌完的數(shù)據(jù)色調(diào)基本無差異，美觀。5、地名注記標注與系列標準分幅影像地圖制作。根據(jù)相關(guān)圖件以及實際調(diào)查，并根據(jù)具體要求，在影像地圖上標注顯著地物名稱。根據(jù)已有的市界和區(qū)界圖，為影像地圖加上市界、區(qū)界和其它要素說明。按照1:10000,1:5000,1:2000,1:1000地形圖標準分幅將整塊或分塊鑲嵌的數(shù)字影像圖進行標準

10、分割，形成系列化的標準分幅影像地圖庫。6、圖廓整飾與各種不同比例尺影像地圖輸出。按照成圖規(guī)范，針對不同比例尺地圖的要求制作相應(yīng)的圖幅整飾模板，實現(xiàn)1:10000,1:5000,1:2000,1:1000等各種不同比例尺規(guī)格遙感影像地圖的制圖輸出，如此可以得到影像圖面效果和圖面整飾效果良好的紙質(zhì)影像地圖或掛圖。7、遙感處理成果數(shù)據(jù)與可與城建規(guī)劃局現(xiàn)有系統(tǒng)（基于CAD 的規(guī)劃管理信息系統(tǒng)）兼容，能夠保證現(xiàn)有系統(tǒng)對成果數(shù)據(jù)的順利調(diào)用。8、將成果數(shù)據(jù)與現(xiàn)有規(guī)劃管理系統(tǒng)中的矢量圖層（1:2000）進行復(fù)合顯示。9、若將來每年或每兩年獲取新時相遙感影像，須負責解決多時相遙感影像處理、提取動態(tài)變化信息的技術(shù)

11、問題，對新增或減少的每一個人工建筑物，包括樓房、平房、道路、及有關(guān)市政設(shè)施等可以進行標示，同時對森林、城市綠地、水體等地表覆蓋類型的變化進行標示，為更好地進行城市規(guī)劃管理工作起到顯著的作用。10、利用相應(yīng)軟件工具，利用高壓縮比、高保真的圖像數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，對本數(shù)據(jù)進行壓縮。并在相應(yīng)軟件里實現(xiàn)高分辨率、大區(qū)域海量遙感影像數(shù)據(jù)的快速瀏覽，與矢量圖層進行復(fù)合顯示。11、加注地名注記并通過地名注記建立快速的地名索引，可實現(xiàn)大范圍遙感影像的瀏覽查詢。12、要求提供相應(yīng)軟件工具，實現(xiàn)不同時相局部區(qū)域影像的同步慢游瀏覽和同步放大縮小，便于目視比較局部區(qū)域城市建設(shè)要素的時間變化。13、要求提供4通道（紅外光、紅

12、光、綠光、及藍光通道）多光譜信息，滿足植被信息的高精度自動提取、植被景觀動態(tài)監(jiān)測的需要。五、項目的設(shè)計思想及可行性技術(shù)方案1、遙感數(shù)據(jù)源采用QuickBird衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，QuickBird衛(wèi)星是目前世界上空間分辨率最高的商用衛(wèi)星，有突出的優(yōu)越性：全色分辨率為0.61m，多光譜分辨率為2.44m；1-6天的運行周期。其特有的分辨率高、失真率低、更新快等突出特點決定了QuickBird在地圖制作和更新方面具有其它衛(wèi)星無可比擬的優(yōu)勢。據(jù)數(shù)字全球公司估計在20042005年之前空間軌道上不會出現(xiàn)性能與快鳥衛(wèi)星相當或超過快鳥衛(wèi)星的商用遙感衛(wèi)星。而QuickBird的超大幅寬（16.5公里*16.5公里

13、）和超大硬盤容量保證了它可以在同等天氣情況下比之其他高分辨率衛(wèi)星具有更為明顯的采集優(yōu)勢。QuickBird的60厘米分辨率使之成為目前世界上最高分辨率的商用衛(wèi)星，也是唯一能滿足可與1：2000規(guī)劃圖進行疊合的衛(wèi)星數(shù)據(jù)。滿足可使用該影像確定和定位各種各樣特征，例如街道中央線，建筑預(yù)定點，停車場等。成像過程中，由于受地形起伏、衛(wèi)星姿態(tài)、衛(wèi)星投影方式的影響，影像上的像點會發(fā)生偏移（投影誤差和傾斜誤差）。因此，要制作高質(zhì)量、高精度地圖，需要進行幾何精糾正。2、數(shù)據(jù)糾正、入庫處理方法與具體步驟主要包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)準備、大地控制點的選取、數(shù)字幾何精校正、數(shù)據(jù)融合、圖像鑲嵌、地名注記與圖廓整飾、按照各種不同

14、比例尺出圖等內(nèi)容，總體上以“圖像處理與影像制圖流程示意圖”表示。1）大地控制點的選取遙感影象(QuickBird)選控制點對（包括高程Z坐標）幾何精糾正數(shù)據(jù)融合地名注記與圖廓整飾 影像鑲嵌、調(diào)色已有的DEM數(shù)據(jù)遙感影象地圖地形圖結(jié)合實地考察和其他輔助信息進行解譯分類（農(nóng)用地、建設(shè)用地、植被等）按照不同比例尺出圖選好控制點是保證精幾何校正質(zhì)量的基礎(chǔ)。一般選擇在圖像和地形圖上都容易識別定位的明顯地物點，如道路、河流等交叉點，田塊拐角、橋頭等。利用GPS直接采點（X、Y、Z值）?？刂泣c要有一定的數(shù)量，并且要求分布比較均勻，在GCP的分布上，前邊的幾個GCP分布范圍要廣且不要靠近影像邊緣，因為越靠近影

15、像邊緣誤差越大。最好在不同位置和地面高程處都有GCP分布，特別是地形的最高點和最低點。圖像處理與影像制圖流程示意圖：初選控制點后還需進行控制點對匹配精度的檢驗(該功能由相應(yīng)的軟件模塊實現(xiàn))，剔除那些匹配誤差超限的像元（誤差限額一般定為半個像元以內(nèi)），必要時補充采集控制點，以保證控制點的數(shù)量與質(zhì)量。2 ）數(shù)字幾何精校正依據(jù)控制點利用相應(yīng)軟件模塊對數(shù)據(jù)進行幾何校正，這一步驟包括利用地面控制點（GCPs）找出實際地形，利用DEM消除地形起伏引起的位移，然后對圖像進行重采樣。同時計算配準中控制點的誤差。3） 數(shù)據(jù)融合對QuickBird數(shù)據(jù)進行融合。包括選取最佳波段，從多種分辨率融合方法中選取最佳方法

16、進行全色波段和多光譜波段融合，以使得圖像既有高的空間分辨率，又有豐富的光譜信息，從而達到影像地圖信息豐富、視覺效果好、質(zhì)量高的目的。4） 圖像鑲嵌色調(diào)調(diào)整是決定遙感圖像數(shù)字鑲嵌質(zhì)量的另一個重要環(huán)節(jié)。需鑲嵌的相鄰圖像，由于成像日期、系統(tǒng)處理條件可能有差異，不僅存在幾何畸變問題，而且還存在輻射水平差異導致同名地物在相鄰圖像上的亮度值不一致。如不進行色調(diào)調(diào)整就把這種圖像鑲嵌起來，即使幾何配準的精度很高，重疊區(qū)復(fù)合得很好，但鑲嵌后兩邊的影像色調(diào)差異明顯，接縫線十分突出，既不美觀，也影響對地物影像與專業(yè)信息的分析與識別，降低應(yīng)用效果。圖像色調(diào)調(diào)整的方法主要有方差均值法與直方圖法。另外可供采取方法之一就是

17、利用監(jiān)測區(qū)內(nèi)波譜特性比較穩(wěn)定的某些地物如清潔水體、裸露土壤、沙灘或水泥建筑物，通過數(shù)值分析得出這些地物在某一時相圖像各波段的亮度值，并按成像時各波段檢測器響應(yīng)輻射量動態(tài)范圍數(shù)據(jù)換算出輻射能量值，以此作為基準在分析得出其他時相圖像各波段同類地物的輻射能量值，與基準值一一比較，可得出其他時相圖像的輻射水準向基準圖像歸一化的曲線。依據(jù)此曲線的擬合方程，就能基本上消除照度差異的干擾。根據(jù)圖幅分布情況，選出處于工作區(qū)中心部位的一幅圖像作為鑲嵌的基準像幅，然后對上下左右相鄰圖像進行幾何配準，確定重疊區(qū)。單幅圖像內(nèi)部在經(jīng)過第二步幾何精糾正后都有相當高的幾何保真度，但為了對這種不同軌道、不同成像日期仍存在一些

18、隨機誤差的衛(wèi)星圖像進行幾何配準，仍需要在重疊區(qū)內(nèi)選取控制點，并注意控制點的分布應(yīng)比較均勻，如在丘陵山區(qū)，一定要把控制點選在高程近似的地方?？刂泣c初選后，應(yīng)進行優(yōu)化，剔除那些幾何坐標超限的點對，最好不超過0.5個象元?？刂泣c位精度愈高，幾何配準的精度就愈易保證。幾何配準是否達標，可利用圖像處理系統(tǒng)的合成顯示功能進行快速直觀檢查，即把配準后的幾幅圖像進行重疊區(qū)的彩色合成顯示，如果影像都很清晰，特別是線狀地物完全合一，不出現(xiàn)重影或明顯變粗，就表示配準合格可用。5） 地名注記標注與系列標準分幅影像地圖入庫根據(jù)相關(guān)圖件以及實際調(diào)查，并根據(jù)甲方單位的具體要求，在影像地圖上標注顯著地物名稱。根據(jù)已有的市界和

19、區(qū)界圖，為影像地圖加上市界、區(qū)界和其它要素說明。按照1:10000,1:5000,1:2000,1:1000地形圖標準分幅將整塊或分塊鑲嵌的數(shù)字影像圖進行標準分割，形成系列化的標準分幅影像地圖庫。6）影像壓縮。采用小波影像壓縮技術(shù)對影像進行壓縮（以下以Mrsid為例進行可行性說明）隨著衛(wèi)星遙感和航空攝影技術(shù)的發(fā)展，通過遙感獲得的地理信息越來越多，特別是小衛(wèi)星高分辨率遙感圖像的商業(yè)化（如QuickBird,Ikonos），遙感影像成為地理信息系統(tǒng)（GIS）一個非常重要的信息源，這對海量數(shù)據(jù)的及時存儲與傳輸提出了很高的要求?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展導致了Web GIS的出現(xiàn)，這時則需要以較少的數(shù)據(jù)量來

20、存放高質(zhì)量的圖像信息。這些技術(shù)趨勢展示了數(shù)字灰度或彩色圖像的潛力和更高的需求。過去常用的數(shù)據(jù)壓縮方法已逐漸無法滿足大量高質(zhì)量圖像的存儲和傳輸?shù)囊?，從而成為了GIS發(fā)展的技術(shù)障礙。近年來飛速發(fā)展的小波分析理論為這一問題的解決提供了契機。由多尺度分析、時頻分析、金字塔算法等發(fā)展起來的小波分析理論已經(jīng)成為了圖像壓縮、處理和分析最有用的工具?；陔x散小波變換（DWT）的多分辨率無縫影像數(shù)據(jù)庫MrSID（Multiresolution Seamless Image Database）是由美國LizardTech公司開發(fā)的新一代圖像壓縮、解壓、存儲和提取技術(shù)。它利用離散小波變換對圖像進行壓縮、拼接和鑲嵌

21、，通過局部轉(zhuǎn)換，使圖像內(nèi)部任何一部分都具有一致的分辨率和非常好的圖像質(zhì)量。MrSID使高質(zhì)量的海量遙感影像的存儲與傳輸成為了可能。由于離散小波變換和離散余弦變換本質(zhì)上的區(qū)別，使MrSID具備了JPEG所無法比擬的明顯優(yōu)勢，因而有著非常廣闊的應(yīng)用前景。在基于離散小波變換的壓縮技術(shù)出現(xiàn)以前的其它圖像壓縮技術(shù)在地理柵格影像的應(yīng)用中普遍存在著以下的問題：壓縮數(shù)據(jù)量大的文件太慢并且需要大量的磁盤空間；在有損壓縮中若采用高壓縮比其壓縮質(zhì)量難以令人接受；不能有效地壓縮超過50Mb的圖像文件。基于以上原因，用一個單獨的文件來壓縮、存儲、顯示和定位一幅數(shù)千兆（G）字節(jié)的影像數(shù)據(jù)幾乎是不可能的。這時就不得不把整幅

22、圖像進行分塊，用各個單獨的相對較小的文件來存儲，這給圖像的解壓、顯示和定位帶來了極大的不便?；陔x散小波變換的MrSID技術(shù)是為制圖/GIS、文檔管理、醫(yī)學、游戲以及基于互聯(lián)網(wǎng)（Internet）的圖像傳播等領(lǐng)域所設(shè)計的。它所使用的新一代技術(shù)提供了：最高的壓縮比和最好的圖像質(zhì)量；豐富的圖像數(shù)據(jù)庫提供了空前的數(shù)據(jù)整體性；即時得到壓縮后的影像；更加方便易用。高壓縮比及良好的圖像質(zhì)量 JPEG技術(shù)基于的是離散余弦變換（DCT）而MrSID技術(shù)基于的是離散小波變換（DWT），這兩種方法的不同以及MrSID技術(shù)自身的改進使其在與JPEG技術(shù)的對比中有著明顯的優(yōu)勢。離散余弦變換是從圖像空間到頻率空間的全局

23、變換而離散小波變換是一種局部的變換。兩種變換都需要圖像邊界外的像素作為輸入。因為這些像素實際上是不存在的，我們通過假設(shè)圖像在邊界上的反射而得到這些“數(shù)據(jù)”。這些“數(shù)據(jù)”導致了壓縮后的圖像在邊界上分辨率的下降。這種情形在兩種變換中都會發(fā)生。由于離散余弦變換的全局本質(zhì)，在變換空間中任何一塊數(shù)據(jù)的誤差都會影響到圖像中的每一個像素，為了限制離散余弦變換的全局影響，JPEG技術(shù)把圖像分成了8*8的像素塊，但這樣在進行壓縮時就不可避免地出現(xiàn)了“塊失真”的現(xiàn)像。因為每64個像素在各個方向上都會有邊界。由于上面所提到的邊界上的分辨率下降，整幅JPEG圖片上的圖像分辨率會顯得非常的不均勻，并且全局的分辨率因為每

24、一塊的邊界上的低分辨率而受到嚴重影響。由于MrSID技術(shù)使用的是局部的變換，因此并不存在這一問題。它在圖像內(nèi)的任一處都有一致的分辨率和很好的質(zhì)量。多分辨率離散小波變換的另一個特點是多尺度分析。在它的多尺度技術(shù)中，MrSID不斷地對當前尺度進行變換而得到下一個更大的尺度（分辨率減半）。因此，每個原始圖像的2n 分之一大小的數(shù)據(jù)已經(jīng)在變換中過程被計算出來。MrSID技術(shù)把一幅圖像的不同分辨率壓縮到一個單獨的文件中，從而得到各個分辨率下的清晰圖像。這就意味著存儲一幅多分辨率的圖像不需要額外的空間。JPEG技術(shù)沒有這樣的特性。當需要進行不同分辨率的縮放時，就必須先把壓縮后的圖像（存在“塊失真”現(xiàn)象）還

25、原然后再計算，或者在壓縮前先計算好圖像在各個不同分辨率下的版本然后用JPEG技術(shù)進行變換。后一種方法會導致文件大小增加33%的額外開銷。 由于JPEG技術(shù)存在以上兩種問題，因此保守地計算，要達到相同的圖像質(zhì)量，壓縮多分辨率的圖像JPEG技術(shù)所需的磁盤空間比MrSID技術(shù)至少多出一倍。在過去海量的圖像數(shù)據(jù)（如衛(wèi)星影像）要分成許多獨立的小文件來儲存，用MrSID技術(shù)已經(jīng)能很好地解決這一問題。MrSID技術(shù)通過已經(jīng)解壓和下載的數(shù)據(jù)得到不同分辨率的圖像，使用戶可以即時地訪問任意分辨率下的圖像的任意位置。不像其它壓縮技術(shù)需要不斷放大并同時看到一個個像素塊那樣，用戶得到的是越來越佳的分辨率。例如，使用Mr

26、SID用戶可以在一個文件中從每米512個像素到每米一個像素顯示64幅USGS DOQ格式的圖像，而所需的內(nèi)存僅僅為一到兩兆字節(jié)。無縫壓縮MrSID技術(shù)對任意大小的圖像使用的都是無縫的壓縮方式。這一獨特的方法可以使用戶方便快捷地對一幅圖像的任意部分進行定位，不會存在“縫”和“塊失真”的現(xiàn)象，也不需要為查找某一特定的位置而訪問數(shù)以百計的文件。用戶不再需要為顯示大范圍的地圖、衛(wèi)星影像和航空影像而下載多個文件?？蛇x擇性解壓 MrSID技術(shù)所提供的可選擇性解壓可以按指定的分辨率來單獨提取任意部分的影像數(shù)據(jù)，這在GIS中有著非常重要的意義。因為內(nèi)存中所存放的僅僅是所要顯示的數(shù)據(jù)，因此只需要很小的內(nèi)存就可以

27、訪問任意大小的圖像和圖像數(shù)據(jù)庫。這就意味著只需較少的系統(tǒng)資源就可以達到對圖像進行快速方便地瀏覽和縮放等高要求。數(shù)據(jù)量的低要求使得用MrSID壓縮后的圖像非常適合在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸。7） 圖廓整飾與各種不同比例尺影像地圖輸出最后按照成圖規(guī)范，針對不同比例尺地圖的要求制作相應(yīng)的圖幅整飾模板，實現(xiàn)1:10000,1:5000,1:2000,1:1000等各種不同比例尺規(guī)格遙感影像地圖的制圖輸出，得到影像圖面效果和圖面整飾效果良好的紙質(zhì)影像地圖或掛圖。3、工具軟件平臺選型現(xiàn)在GIS平臺軟件非常多，在選擇GIS平臺軟件時，應(yīng)著重考慮以下幾點：1）平臺的穩(wěn)定性穩(wěn)定性是在選平臺時首先要考慮的問題，只有平臺的穩(wěn)定

28、性才能保證軟件的穩(wěn)定性，因此，在選擇、比較GIS平臺時，尤其要注意到這一點，要選擇具有大型工程應(yīng)用經(jīng)驗的軟件作為工具軟件的GIS平臺。2）平臺的數(shù)據(jù)兼容性由于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)格式差別很大，有影像的也有矢量的。而且還要與各種不同格式的數(shù)據(jù)進行交換，因此數(shù)據(jù)的兼容性是衡量GIS平臺好壞的一個非常重要的條件，只有GIS平臺具有較好的數(shù)據(jù)兼容性，開發(fā)出來的工具軟件才是一個成功的軟件。3）對數(shù)據(jù)庫的支持采用大型數(shù)據(jù)庫管理影像數(shù)據(jù)是一個發(fā)展趨勢，采用大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫來管理數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)快速的查詢，統(tǒng)計及方便的數(shù)據(jù)更新，因此所選用的GIS平臺軟件應(yīng)該能支持大型數(shù)據(jù)庫。4）與其它系統(tǒng)的融合該軟件作為城建規(guī)劃管理家族

29、中的一個系統(tǒng)，它應(yīng)能夠與其它規(guī)劃業(yè)務(wù)管理信息系統(tǒng)辦公自動化有機的融合在一起，如土地利用規(guī)劃、建設(shè)用地規(guī)劃等，因此在軟件的選型上要保證在該平臺上開發(fā)的軟件能夠非常容易與其它系統(tǒng)集成，實現(xiàn)所有管理信息系統(tǒng)的一體化。如前所述，采用組件式技術(shù)開發(fā)的GIS軟件正具有此項特點，因此系統(tǒng)從長遠考慮，應(yīng)選用組件式GIS 軟件。5）性價比在系統(tǒng)軟件選型中性能價格比是衡量一個軟件重要指標，一般選擇性價比較高的軟件，國產(chǎn)軟件普遍比國外軟件性價比高。在這個項目工具軟件的GIS平臺選型上，將采用北京超圖地理信息技術(shù)有限公司的SuperMap系列產(chǎn)品。北京超圖地理信息技術(shù)有限公司是在中國科學院地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心支持下成

30、立的一家軟件公司，主要從事地理信息系統(tǒng) (GIS) 、遙感 (Remote Sensing) 和全球定位系統(tǒng) (GPS)技術(shù)基礎(chǔ)軟件平臺、專業(yè)軟件和應(yīng)用系統(tǒng)的研制開發(fā)和銷售，為政府和企業(yè)提供信息工程技術(shù)和咨詢服務(wù)。歷經(jīng)四年時間的發(fā)展，超圖公司憑借強大的技術(shù)力量、領(lǐng)先的商業(yè)理念和敏銳的市場意識，成功地研制了新一代全組件式GIS軟件平臺-SuperMap，并以此為基礎(chǔ)，開發(fā)了一系列專業(yè)和行業(yè)GIS軟件產(chǎn)品。超圖公司在遙感圖像處理、土地信息系統(tǒng)、軍事地理信息系統(tǒng)、數(shù)字城市、商業(yè)地理信息系統(tǒng)、資源環(huán)境遙感監(jiān)測和GPS車輛導航系統(tǒng)等專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域積累了豐富經(jīng)驗。同時，公司還從事數(shù)據(jù)采集服務(wù)，具有生產(chǎn)大型空

31、間數(shù)據(jù)的能力。公司為用戶提供“數(shù)據(jù)-軟件-模型-網(wǎng)絡(luò)”四位一體的地理信息服務(wù)。超圖公司是國內(nèi)首家通過ISO9001:2000版認證的GIS企業(yè)。公司把產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量視為公司的生命線，為用戶提供高質(zhì)量的軟件產(chǎn)品和滿意的服務(wù)是公司最大追求。超圖公司擁有從嵌入式GIS開發(fā)平臺，組件式GIS開發(fā)平臺，WEBGISWebGIS開發(fā)平臺、桌面GIS軟件、測繪軟件等GIS全線產(chǎn)品，產(chǎn)品系列包括（圖5-1）：圖 51 SuperMap系列軟件的關(guān)系示意圖從功能上劃分，SuperMap擁有從數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)建設(shè)到網(wǎng)上發(fā)布的完整GIS解決方案，SuperMap Survey 為GIS前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，SuperMa

32、p Deskpro為桌面數(shù)據(jù)處理軟件。SuperMap、eSuperMap 分別提供組件式GIS開發(fā)平臺和嵌入式GIS開發(fā)平臺，SuperMap IS則是快速的internet地理信息發(fā)布工具, SuperMap均支持空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)，支持矢量和珊柵格數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫存儲，為建設(shè)GIS系統(tǒng)提供完整解決方案。圖 52 SuperMap軟件系列其如下幾大特點將在本次影像瀏覽工具軟件的開發(fā)中得到體現(xiàn)和應(yīng)用：1）真正的全組件式GIS。SuperMap Objects 3.0完全基于組件技術(shù)（COM）構(gòu)建，以標準的ActiveX組件方式,提供強大的GIS開發(fā)功能，這些組件可以通過標準的接口進行互操作，相互配合

33、，共同完成復(fù)雜的GIS任務(wù)。2）多源數(shù)據(jù)集成。SuperMap可直接讀取Microstation的Dgn數(shù)據(jù)和AutoCad的Dwg數(shù)據(jù)，并可轉(zhuǎn)入多種目前流行格式數(shù)據(jù)如：Microstation的Dgn、AutoCad的Dwg和Dxf,Mapinfo的Mif和Tab、Arc/Info的e00、Arc/View的Shp等等。本次將把影像數(shù)據(jù)與規(guī)劃矢量數(shù)據(jù)（如1：2000規(guī)劃圖）進行疊加顯示。3）可讀取多種影象格式數(shù)據(jù)如：Bmp、Tiff、Geo-tiff、IMG(ERDAS)、JPG、MrSID、ECW。4） 海量遙感圖像快速顯示。SuperMap集成了目前國際上最先進的兩種基于小波的影像壓縮技

34、術(shù)：美國的MrSID和澳大利亞的ECW，提供了海量影像數(shù)據(jù)壓縮和管理能力。提供了海量圖像數(shù)據(jù)無縫組織的能力，具有損失小、高比率壓縮、選擇性解壓縮、快速還原顯示等特點，可以將海量數(shù)據(jù)以30：1-100：1的比率進行壓縮，從而使您能夠快速瀏覽與處理海量影像數(shù)據(jù)。本次將采用Mrsid或ER Mapper 對東莞市域2500平方公里融合處理后數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)量大約在30G左右）進行小波壓縮，壓縮后數(shù)據(jù)量大約在1G左右，在本工具軟件中仍然可以快速瀏覽顯示。5）影像金字塔技術(shù)。小波影像壓縮技術(shù)是一種有損影像壓縮技術(shù)，SuperMap影像金字塔結(jié)構(gòu)技術(shù)則在保持質(zhì)量毫發(fā)無損的前提下實現(xiàn)影像快速提取與顯示。Super

35、Map影像金字塔技術(shù)有壓縮和非壓縮兩種方案供選擇，為保證質(zhì)量，其中壓縮方案亦采用無損壓縮技術(shù)。SuperMap影像金字塔結(jié)構(gòu)同時支持文件和數(shù)據(jù)庫兩種存儲方式。通過影像金字塔技術(shù)，您可以創(chuàng)建連續(xù)、無縫、無損的海量影像庫。6）影像配準功能。掃描矢量化是GIS數(shù)據(jù)采集的重要途徑之一，影像與矢量地圖或其他影像配準是其中不可或缺的環(huán)節(jié)。SuperMap 通過soTransform對象提供了使用多控制點進行影像配準的功能。7）不規(guī)則邊界影像裁減。您也許早已厭煩了影像后面的矩形背景，SuperMap的任意多邊形裁減功能可以為您提供量身定制的不規(guī)則范8）強大的地圖編輯功能。9）SuperMap SDX (Sp

36、atial Database eXtension)空間數(shù)據(jù)引擎，提供了海量的、連續(xù)的空間數(shù)據(jù)組織方式，實現(xiàn)了真正的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)一體化，可以存儲于Oracle、SQL Server等多種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),利用SDX可以實現(xiàn)GIS與數(shù)據(jù)庫一體化集成。10）利于與其它系統(tǒng)(如MIS、OA)實現(xiàn)無縫集成。成功案例說明及工具軟件具體功能見演示六、數(shù)據(jù)處理和制圖質(zhì)量保證措施北京超圖地理信息技術(shù)有限公司是國內(nèi)首家通過ISO9001:2000版認證的GIS企業(yè)。我們把產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量視為公司的生命線，為用戶提供高質(zhì)量的軟件產(chǎn)品和滿意的服務(wù)是我們最大追求。我們將在數(shù)據(jù)處理和制圖的每一環(huán)節(jié)使用ISO9001規(guī)范進行

37、生產(chǎn)，確保產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量，并遵循以下規(guī)范：1、遙感影像平面圖制作規(guī)范（GB 15968-1995）；2、衛(wèi)星遙感圖像產(chǎn)品質(zhì)量控制規(guī)范（DZ/T 0143-94）；3、影像地圖制印規(guī)范（GB/T 14510-93）；七、關(guān)于技術(shù)保障的進一步說明由于本項工作處理的是大面積高分辨率遙感圖像數(shù)據(jù)，需要有圖像處理技術(shù)力量、圖像處理設(shè)備能力、以及過程控制和質(zhì)量保證等方面的保障。北京超圖是以中科院地理所、中科院遙感所為背景依托的專業(yè)化空間信息技術(shù)公司，早在2000年就貫徹、通過了ISO9001質(zhì)量標準。在遙感業(yè)務(wù)領(lǐng)域，北京超圖依托中科院遙感所，特別是國家遙感應(yīng)用工程技術(shù)研究中心強大的技術(shù)后盾和超強的設(shè)備條件

38、，能夠高質(zhì)、高效地完成大型遙感工程任務(wù)。國家遙感應(yīng)用工程技術(shù)研究中心簡介：國家遙感應(yīng)用工程技術(shù)研究中心（以下簡稱“中心”）是1997年4月被批準組建，依托于中國科學院遙感應(yīng)用研究所的國家級遙感應(yīng)用工程技術(shù)研究開發(fā)實體。 2000年11月，中心以排名第三的成績通過了科技部2000年度考核驗收并批準正式掛牌。中心的宗旨是根據(jù)國民經(jīng)濟、社會發(fā)展和市場需求，以及國內(nèi)外對地觀測技術(shù)發(fā)展趨勢，開展先進遙感集成技術(shù)及多維信息技術(shù)的開發(fā)與服務(wù)，進行新型遙感技術(shù)示范工程研究，承擔國家重大遙感工程、應(yīng)用項目，解決國家實際問題。同時，為國家提供對地觀測技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢建議并提供技術(shù)支撐。中心設(shè)立了管理委員會和包括1

39、0名院士在內(nèi)的35位國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域知名專家組成的工程技術(shù)委員會。中心有在職人員50余，其中研究員、副研和高工約占40%，具有博士學位的占18%，碩士學位的占20%；有博士生和碩士生約30余人；另外還聘請了兼職研究員、教授20余人。中心設(shè)有信息獲取、圖像處理、地理信息系統(tǒng)、區(qū)域規(guī)劃與決策支持、網(wǎng)絡(luò)與運行等部門。擁有1400平方米的科研用房和開發(fā)、展示場所，配有高檔的微機、工作站、服務(wù)器、圖形處理系統(tǒng)，以及自主開發(fā)的IRSA遙感圖像處理軟件、分布式網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)軟件，有獲得國家發(fā)明專利技術(shù)、聯(lián)合研制的三維機載成像儀等硬件設(shè)備，總價值達到上千萬元，具備承接大型工程項目的能力。為推進中心的發(fā)展并達到管

40、理的規(guī)范化，自中心組建以來，在促進對外合作、加強科技成果轉(zhuǎn)化、建立產(chǎn)品開發(fā)基金、聘請市場業(yè)務(wù)人員以及設(shè)立分部等方面，陸續(xù)制定了20余項規(guī)章制度。中心面向國家急需解決的重大問題，以提供信息服務(wù)為發(fā)展方向，積極承擔遙感工程項目，重視技術(shù)創(chuàng)新，組織對前沿、關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)攻關(guān)，建立快速、準確、機動、集成的運行體系，為各級政府部門提供決策支持與服務(wù)。中心在“十五”期間的項目爭取上取得了成效，進入了以工程化帶動產(chǎn)業(yè)化的良性循環(huán)，同時在加速產(chǎn)品開發(fā)、拓展市場等方面也取得了一定成效。八、項目實施進度計劃本項目總的實施時間為6個月，具體如下：項目時間安排（各個子項之間有交叉）子項名稱時間安排東莞市城建規(guī)劃局配合內(nèi)容備注接收影像合同簽定后60-150天提交需接收影像的范圍（以WGS84經(jīng)緯度形式）氣象狀況良好的前提下數(shù)據(jù)融合獲得影像后5-10天數(shù)據(jù)鑲嵌、勻色獲得影像后10-20天數(shù)據(jù)入庫、成圖獲得影像后30-60天提供地面控制點等輔助數(shù)據(jù)，并明確成圖范圍與前期的數(shù)據(jù)準