地圖學遙感制圖

1、新編(xn bin)地圖學教程電子(dinz)教案第 7 章 遙 感 制 圖共五十四頁第七章 遙 感 制 圖 1 遙感概述 2 遙感信息的制圖(zh t)應用 3 衛(wèi)星影像圖和衛(wèi)星影像地圖 4 從影像生成專題地圖 5 遙感系列制圖新編(xn bin)地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁 遙感制圖是指利用航天或航空遙感圖像資料制作或更新地圖的技術。其具體成果包括遙感影像(yn xin)地圖和遙感專題地圖。 遙感影像，因現(xiàn)勢性強，可作為新編地形圖的重要信息源。新編(xn bin)地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁1 遙感(yogn)概述1.1 遙感的概念(ginin)與分類 遙感(Remot

2、e Sensing)，其含義就是遙遠的感知，即通過非直接接觸目標的方式，獲取被探測目標的信息。并能通過識別與分類，了解該目標的質(zhì)量、數(shù)量、空間分布及其動態(tài)變化的有關特征。新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁1.1 遙感(yogn)的概念與分類遙感技術是指從地面到高空，對地球和天體進行觀測的各種綜合技術總稱，由遙感平臺、傳感儀器、信息接收、處理、應用等部分組成。遙感平臺主要有飛機、人造衛(wèi)星(rnzowixng)和載人飛船。傳感儀器有可見光、紅外、紫外攝像機，紅外、多譜段掃描儀，微波輻射、散射計，側視雷達，專題成像儀，成像光譜儀等，并且在不斷向多譜段、多極化、高分辨率和微型化方向發(fā)展。新編地

3、圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁不同(b tn)的遙感平臺航天遙感航空遙感近地面(dmin)遙感新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁按遙感儀器(yq)搭載的工作平臺不同按傳感器的工作波段不同按具體的應用目的不同航天遙感航空遙感近地面遙感可見光與近紅外遙感熱紅外遙感微波遙感環(huán)境遙感地質(zhì)遙感農(nóng)業(yè)遙感林業(yè)遙感城市遙感遙感(yogn)的分類：1.1 遙感的概念與分類新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁1.2 遙感(yogn)的特點及其應用領域遙感的主要特點： 宏觀(hnggun)性和綜合性 多波段性 多時相性新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁2 遙感信息的制圖(zh t)應用2

4、.1 遙感制圖的信息源 1.主要信息源 2.空間分辨率及制圖比例尺的選擇(xunz) 3.波譜分辨率與波段選擇 4.時間分辨率與時相的選擇新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁 2.1 遙感制圖的信息源 1.主要(zhyo)信息源遙感衛(wèi)星：美國的陸地衛(wèi)星(Landsat)、氣象衛(wèi)星(NOAA)、海洋衛(wèi)星(Seasat)法國(f u)的SPOT衛(wèi)星日本的MOS衛(wèi)星、JERS衛(wèi)星、ADEOS衛(wèi)星歐空局的ERS衛(wèi)星和印度IRS衛(wèi)星中國常使用的信息源： 美國的LandsatTM、NOAAAVHRR 法國的SPOTHRV新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁 2.空間分辨率及制圖(zh t)比例

5、尺的選擇空間分辨率即地面(dmin)分辨率，指遙感儀器所能分辨的最小目標的實地尺寸，也就是遙感圖像上一個像元所對應地面(dmin)范圍的大小。 遙感圖像的空間分辨率愈高，圖像可放大的倍數(shù)愈大，地圖的成圖比例尺也愈大。圖像所需放大的倍數(shù)，應以能否提供更多的有用信息為標志。根據(jù)這一指標所確定的最大放大倍數(shù)，稱為這種圖像的 放大極限。 2.1 遙感制圖的信息源新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁一個像元所對應地面范圍的大小(dxio)即為遙感圖像的分辨率。新編(xn bin)地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁不同規(guī)模的環(huán)境特征(tzhng)對地面分辨率的要求巨型環(huán)境(hunjng)特征地殼

6、 10km大陸架 2km洋流 2km自然地帶 2km大型環(huán)境特征區(qū)域地理 400m礦產(chǎn)資源 100m地勢資源 1km環(huán)境質(zhì)量 100m土壤水分 140m中型環(huán)境特征植物群落 50m作物估產(chǎn) 50m洪水災害 50m污染監(jiān)測 50m森林病害 50m交通規(guī)劃 50m作物長勢 25m天氣狀況 20m城市用水 20m土種識別 20m小型環(huán)境特征航行設計 50m水污染控制 20m水庫建設 15m港口工程 10m魚群分布 10m交通密度 5m新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁3.波譜(bp)分辨率與波段選擇 波譜分辨率是由傳感器所使用的波段(bdun)數(shù)目，也就是選擇的通道數(shù)，以及波段的波長和寬度所

7、決定。波段號波 段 （m m）選擇原理和主要應用TM10.45-0.52藍對葉綠素和葉色素濃度敏感，用于區(qū)分土壤與植被、落葉林與針葉林、近海水域制圖TM20.52-0.60綠對無病害植物葉綠素反射敏感TM30.63-0.69紅對葉綠素吸收敏感，用于區(qū)分植物種類TM40.76-0.90近紅對無病害植物紅外反射敏感，用于生物量測定及水域判別TM51.55-1.75中紅對植物含水量和云的不同反射敏感，可判斷含水量和雪、云TM72.08-2.35中紅對植物含水量和礦物氫氧根敏感，可用于地質(zhì)制圖，探測巖石的水熱蝕變TM610.4-12.5遠紅作溫度圖，植物熱強度測量TM的波段特性 2.1 遙感制圖的信息

8、源新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁4.時間(shjin)分辨率與時相的選擇 時間分辨率是指對同一(tngy)地區(qū)遙感影像重復覆蓋的頻率。時間分辨率 現(xiàn) 有 衛(wèi) 星日 或 小 時 NOAA月 或 旬 Landsat-TM; SPOT 2.1 遙感制圖的信息源新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁2.2 遙感圖像的處理方法(fngf) 1.遙感圖像的糾正處理 2.遙感圖像的增強處理2 遙感信息的制圖(zh t)應用新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁1.遙感(yogn)圖像的糾正處理2.2 遙感(yogn)圖像的處理方法 人造衛(wèi)星在運行過程中，由于飛行姿態(tài)和飛行軌道、飛行高度的

9、變化以及傳感器本身誤差的影響等，常會引起衛(wèi)星遙感圖像的幾何畸變。因此，在用于制圖之前，必須經(jīng)過糾正處理（預處理），這包括粗處理和精處理。粗處理是為消除傳感器本身及外部因素的影響所引起的各種系統(tǒng)誤差而進行的處理。精處理是指為進一步提高衛(wèi)星遙感圖像的幾何精度而進行的幾何校正和輻射校正，以滿足專題制圖的要求。新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁2.遙感圖像(t xin)的增強處理 在對遙感圖像判讀之前，要進行圖像增強處理(chl)，這包括光學處理和數(shù)字處理兩類。 光學圖像增強處理是為了加大不同地物影像的密度差。常用方法有假彩色合成、等密度分割和圖像相關掩膜；其中以假彩色合成最為常用。 數(shù)字圖像

10、增強處理功能齊全、反應速度快、操作靈活，是目前廣泛使用的一種處理方法。特點是利用計算機數(shù)字處理技術提高圖像密度差。常用方法有反差增強、邊緣增強、空間濾波等。2.2 遙感圖像的處理方法新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁2.3 遙感(yogn)圖像的專題信息提取 1.目視判讀 2.計算機自動識別與分類新編(xn bin)地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁1.目視判讀 常用方法 直接判定法 對比(dub)分析法 邏輯推理法 工作程序 判讀前的準備工作 建立判讀標志 室內(nèi)判讀及野外驗證2.3 遙感(yogn)圖像的專題信息提取新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁2.計算機自動識別與分

11、類(fn li) 計算機自動識別，又稱模式識別，是將經(jīng)過精處理的遙感實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)計算機研究獲得的圖像(t xin)特征進行的處理。具體的方法有： 2.3 遙感圖像的專題信息提取統(tǒng)計概率法：是根據(jù)物體的光譜特征進行自動識別。語言結構法：是根據(jù)物體的圖形進行識別。模糊數(shù)學法：是根據(jù)物體最明顯的本質(zhì)特征（光譜的或圖像的本質(zhì)特征）進行識別。新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁計算機自動分類(fn li)可分為監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類2.3 遙感圖像(t xin)的專題信息提取監(jiān) 督 分 類：是根據(jù)已知實驗樣本提出的特征參數(shù)建立判讀函數(shù)，對各待分類點進行分類的方法。非監(jiān)督分類：是事先并不知道待分類點

12、的特征，而是僅根據(jù)各待分點特征參數(shù)的統(tǒng)計特征，建立決策規(guī)則并進行分類的一種方法。新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁3 衛(wèi)星影像(yn xin)圖和衛(wèi)星影像(yn xin)地圖3.1 概念(ginin)衛(wèi)星影像鑲嵌圖：不另外進行影像的幾何糾正，將多幅影像依像幅邊框的經(jīng)緯度位置，鑲輯拼貼成的影像圖。衛(wèi)星影像圖：經(jīng)過影像的幾何糾正和增強，圖上繪制出較全面的地理要素，稱衛(wèi)星影像圖。衛(wèi)星影像地圖：在衛(wèi)星影像上能夠根據(jù)數(shù)字地面模型，進行共線方程糾正，有詳細的地理要素的影像圖。 利用衛(wèi)星影像編圖，根據(jù)它的技術條件和線劃的地理要素可分為：新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁3.2 衛(wèi)星影像圖的生

13、產(chǎn)和編輯1.衛(wèi)星數(shù)據(jù)的幾何糾正(jizhng)2.像元亮度值的重采樣 3.影像鑲嵌4.彩色合成5.多種信息復合6.矢量數(shù)據(jù)的符號化7.圖像的輸出產(chǎn)品新編(xn bin)地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁1.衛(wèi)星數(shù)據(jù)的幾何(j h)糾正3.2 衛(wèi)星(wixng)影像圖的生產(chǎn)和編輯新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁2.像元亮度(lingd)值的重采樣 幾何糾正及圖像投影變換后，輸出像元網(wǎng)格結構發(fā)生了變化，即像元的大小、形狀、相互的幾何關系發(fā)生變化，所以必須對輸出像元包括(boku)亮度值重新分配，即按規(guī)則格網(wǎng)重新采樣，同時改善和提高影像質(zhì)量。 幾何糾正和重采樣是一個統(tǒng)一進行的過程。3.

14、2 衛(wèi)星影像圖的生產(chǎn)和編輯新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁3.影像(yn xin)鑲嵌 相鄰影像鑲嵌時，色調(diào)會有差異(chy)，可通過對像元的線性拉伸或亮度直方圖的匹配，消除相互的差異(chy)。3.2 衛(wèi)星影像圖的生產(chǎn)和編輯新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁4.彩色合成 彩色合成時，選擇三個波段的圖案，一個(y )賦予紅色，一個(y )賦予綠色，一個(y )賦予藍色，所得結果為假彩色。它可使影像在視覺上獲得豐富的信息。3.2 衛(wèi)星影像圖的生產(chǎn)(shngchn)和編輯新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁5.多種信息(xnx)復合復合影像的生成： (1)對多光譜(gung

15、p)影像進行內(nèi)插，使它和全色影像具有相同的像元密度。 (2)進行多項式幾何糾正和對全色影像重采樣。 (3)進行多光譜影像和全色波段的輻射校正和影像灰階配準。3.2 衛(wèi)星影像圖的生產(chǎn)和編輯新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁6.矢量(shling)數(shù)據(jù)的符號化 衛(wèi)星影像圖的地圖符號是在屏幕上參照（判讀）地形圖上的同名點進行的影像符號化，即在柵格圖像上用鼠標輸出(shch)的矢量圖形。3.2 衛(wèi)星影像圖的生產(chǎn)和編輯新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁7.圖像(t xin)的輸出產(chǎn)品 主要形式(xngsh)是噴墨彩圖、像紙圖像和印刷品。3.2 衛(wèi)星影像圖的生產(chǎn)和編輯新編地圖學教程 第7章

16、 遙感制圖共五十四頁選自中華(Zhnghu)地圖網(wǎng)新編(xn bin)地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁4 從影像(yn xin)生成專題地圖4.1 概述 1.目視(m sh)解釋的專題制圖 2.數(shù)字圖像處理的專題制圖新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁1.目視(m sh)解釋的專題制圖4.1 概述(i sh)（1）影像預處理：包括圖像校正、圖像增強，有時還需要實驗室提供監(jiān)督或非監(jiān)督分類圖像。（2）目視解譯：經(jīng)過建立影像判讀標志，野外判讀，室內(nèi)解譯，得到繪有圖斑的專題解譯原圖。（3）地圖概括：按比例尺及分類的要求，進行專題解譯原圖（圖斑）的概括。（4）地圖整飾：在轉繪完專題圖斑的地理

17、底圖上進行專題地圖整飾工作。新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁2.數(shù)字圖像處理的專題(zhunt)制圖(1)影像預處理：同目視解譯類似。(2)按專題要求進行影像分類。(3)專題類別的地圖概括：包括在預處理中消除影像的孤立點（噪聲點），依成圖比例尺對圖斑尺寸的限制進行柵格影像的概括。(4)圖斑的柵格/矢量變換(binhun)。(5)與地理底圖疊加，生成專題地圖。4.1 概述新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁4.2 圖像(t xin)分類1.統(tǒng)計模式識別2.以地學知識及專家系統(tǒng)(zhun ji x tn)為基礎的識別新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁1.統(tǒng)計(tngj)模式

18、識別（1） 主成分(chng fn)變換（2） 纓帽變換（3） 最大似然判別屬監(jiān)督分類（4） 最小距離判別4.2 圖像分類新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁2. 以地學知識及專家系統(tǒng)(zhun ji x tn)為基礎的識別（1） 知識(zh shi)獲?。?） 整理數(shù)據(jù)流（3） 建立知識庫（4） 進行知識的影像分類4.2 圖像分類新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁4.3 圖斑的地圖概括圖斑概括的實質(zhì)圖斑概括需考慮的問題(wnt)圖斑概括的過程概括的框架結構和實例新編(xn bin)地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁4.3 圖斑的地圖概括1. 圖斑概括(giku)的實質(zhì)新編(

19、xn bin)地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁2.圖斑概括(giku)需考慮的問題遙感數(shù)據(jù)的特性(txng)，如傳感器的空間分辨率常決定它能否滿足專題地圖比例尺的要求。根據(jù)專題地圖的用途、區(qū)域特點和比例尺，確定專題圖斑選取的尺寸（閾值）。根據(jù)專題知識的需要，確定舍去的圖斑應如何合并，如何進行概括的表示。4.3 圖斑的地圖概括新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁3. 圖斑概括(giku)的過程圖像處理得到的分類(fn li)原圖依成圖比例尺、圖斑屬性、形狀、尺寸，對圖斑確定刪除界限根據(jù)相鄰圖斑的屬性、形狀和尺寸決定圖斑應合并到哪一類中圖斑概括：把應舍去的圖斑合并到相鄰圖斑，并進行邊界

20、平滑符合地圖概括要求的專題圖圖斑無需刪除4.3 圖斑的地圖概括新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁4.概括(giku)的框架結構和實例 組織圖斑進行(jnxng)概括的文本編輯器是基于知識的框架結構。通過計算機運算，已進行(jnxng)圖斑概括的專題分類圖便可以產(chǎn)生。4.3 圖斑的地圖概括新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁4.4 圖斑邊界(binji)的矢量化柵格邊界的矢量化可分四個過程： （1）勾邊 （2）細化 （3）找節(jié)點(ji din) （4）轉矢量新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁4.4 圖斑邊界(binji)的矢量化經(jīng)過細化的柵格轉化(zhunhu)為矢量的圖斑

21、界線新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁圖像(t xin)矢量化的結果4.4 圖斑邊界(binji)的矢量化新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁5 遙感(yogn)系列制圖 5.1 遙感(yogn)系列地圖與地理底圖提取遙感圖像的專題信息構成類型圖后，必須將類型界線轉繪到具嚴格數(shù)學基礎的地理底圖上。遙感系列地圖是根據(jù)共同的制圖目的，利用同一的制圖信息源，按照統(tǒng)一的設計原則，成套編制的遙感專題地圖。系列地圖是在內(nèi)容上和時間上相關聯(lián)的一組地圖。新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁5.1 遙感系列地圖與地理(dl)地圖1. 地理底圖編制(binzh)要點 地圖投影的選擇中小比例尺遙感專題制圖的投影和影像投影一致。大中比例尺遙感專題制圖的投影統(tǒng)一為高斯克呂格投影。 編圖資料選擇與地理基礎更新大中比例尺遙感制圖的地理底圖，均以相應比例地形圖作為底圖編制的基本資料。新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁2.地理底圖的編制程序 選擇制圖范圍內(nèi)相應比例尺的地形圖，進行展點、鑲嵌、照相，制成底圖薄膜片。 將膜片蒙在影像圖上，用以更新地形圖的地理(dl)要素。 經(jīng)過地圖概括，最后制成供轉繪專題影像圖的地理底圖，其比例尺與專題影像圖相同。5.1 遙感系列地圖與地理(dl)地圖新編地圖學教程 第7章 遙感制圖共五十四頁5.2 遙