中小學(xué)生信息素養(yǎng)培養(yǎng)現(xiàn)狀及對策研究教育技術(shù)學(xué)畢業(yè)論文

1、學(xué)號:20095152017本科畢業(yè)論文學(xué)院教育科學(xué)學(xué)院專 業(yè)教育技術(shù)學(xué)年 級2009級姓 名譚秀錦論文題目中小學(xué)生信息素養(yǎng)培養(yǎng)現(xiàn)狀及對策研究指導(dǎo)教師職稱講師2013年5月11日 目錄 TOC o 1-5 h z 摘要2關(guān)鍵詞2Abstract 2Keywords2 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 引言2 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 1地圖矢量化21.1地圖矢量化簡單介紹 21.2地圖矢量化數(shù)據(jù)采集與處理 31.3地圖矢量化實驗驗證 5 HYPERLINK l bookmark12 o C

2、urrent Document 2高分辨率遙感影像 Quick Bird 來更新1:2000大比例尺地形圖 132.1國內(nèi)外現(xiàn)狀132.2影像更新地圖的技術(shù)流程 152.3QuickBird遙感影像的處理 152.4QuickBird影像更新1 : 2 000地形圖 16 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 3大比例尺地形圖中居民點快速更新方法研究 183.1現(xiàn)狀分析183.2數(shù)據(jù)來源 183.3技術(shù)路線 183.4結(jié)果及分析213.5結(jié)論21 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 結(jié)語 21 HYP

3、ERLINK l bookmark18 o Current Document 參考文獻 22基于遙感影像的地圖更新方法研究姓名：張桂華學(xué)號：20095081229學(xué)院：城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院專業(yè)：地理科學(xué)指導(dǎo)老師：楊先武職稱：講師摘 要：本文從紙質(zhì)地圖開始， 經(jīng)過柵格電子地圖和矢量電子地圖等地理信息系統(tǒng)數(shù) 據(jù)的處理，把紙質(zhì)地圖加工成電子地圖，重點驗證利用 Arc View3.2 進行地圖數(shù)字化 實驗。然后，介紹了高分辨率影響 Quick Bird 來更新 1:2000 大比例尺地形圖。 最后， 補充了利用 Google Earth 更新變化速度較快的居民點的一些具體問題。關(guān)鍵詞： 矢量化；高分辨率

4、影響；更新； Quick Bird ；Google Earth ；居民Abstract: This paper starts from the paper map, after processing the data grid map of vector electronic maps and geographic information system, the electronic map map processing, key verification using Arc View3.2 digital experimental map. Then, a high resolution Q

5、uick Bird to update the 1:2000 large scale topographic map. Finally, supplemented by the use of Google Earth to update some specific problems faster residential changes.Keywords:vector;high resolution;update;Quick Bird;Google Earth;residents引言紙質(zhì)地圖是我們平時常用的一種地圖，但存在數(shù)據(jù)有限且更新慢、信息描述簡單且 形式單一、 查詢分析不方便和地形景觀不直

6、觀等特點， 使它很難適應(yīng)日新月異的社會 變化，經(jīng)常帶來諸多麻煩。 地圖更新一般都是通過對地物發(fā)生變更的區(qū)域進行實地測 量、采集數(shù)據(jù)之后再進行地圖數(shù)據(jù)庫更新，該方法最大的缺點是時間周期長。目前， 高分辨率遙感影像的出現(xiàn)使得在較小空間尺度上觀察地表的細節(jié)變化成為可能， 通過 高分辨率遙感影像來實現(xiàn)對現(xiàn)有地圖的更新是一種比較高效的手段。 而居民點是人們 為了生產(chǎn)和生活而聚集的定居場所， 是土地利用分類體系中的一種重要組成部分。 當(dāng) 前城市的發(fā)展日新月異，居民點的變化尤其顯著，因此經(jīng)濟、有效、及時的更新大比 例尺地形圖中的居民點信息，是城市規(guī)劃、土地管理領(lǐng)域迫切需要解決的問題。1 地圖矢量化地圖矢量化

7、簡單介紹電子地圖是具有良好的用戶界面，可以對聲音、圖文和數(shù)字多媒體進行集成，圖形 直觀、數(shù)字準(zhǔn)確、 聲音引導(dǎo)并具有親切感的一種地圖。 最大優(yōu)點是可進行多級比例尺 之間無縫轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)圖形放大、縮小、漫游等動態(tài)變化功能，另外一個優(yōu)點是查詢檢 索和分析功能，可以幫您方便的查找和分析。紙質(zhì)地圖加工成的電子地圖可分為兩形式：柵格電子地圖和矢量電子地圖。柵格圖 像在應(yīng)用領(lǐng)域有著很大的缺陷： 首先，柵格圖像文件對圖像的每一像素點 （不管前景 或背景像素）都要保存，所以其存儲開銷特別大。 其次，不能對圖像上的任一對象 （曲 線、文字或符號）進行屬性修改、拷貝、移動及刪除圖形移動操作，更不能進行拓撲 求解，只能

8、對某個矩形區(qū)域內(nèi)的所有像素同時進行圖像編輯操作。 再者，當(dāng)圖像進行 放大或縮小顯示時， 圖像信息會發(fā)生失真， 特別是放大時圖像目標(biāo)的邊界會發(fā)生階梯 效應(yīng)，正如點陣漢字放大顯示發(fā)生階梯效應(yīng)的原理一樣。地圖矢量化是重要的地理數(shù)據(jù)獲取方式之一。所謂地圖矢量化，就是把柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換成矢量數(shù)據(jù)的處理過程。 當(dāng)紙質(zhì)地圖經(jīng)過計算機圖形、 圖像系統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換量化為 點陣數(shù)字圖像， 經(jīng)圖像處理和曲線矢量化， 或者直接進行手扶跟蹤數(shù)字化后， 生成可 以為地理信息系統(tǒng)顯示、 修改、標(biāo)注、漫游、計算、管理和打印的矢量地圖數(shù)據(jù)文件， 這種與紙質(zhì)地圖相對應(yīng)的計算機數(shù)據(jù)文件稱為矢量化電子地圖。地圖矢量化數(shù)據(jù)采集與處理 要實現(xiàn)

9、紙質(zhì)地圖到數(shù)字化地圖的轉(zhuǎn)變，就要涉及到地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理。通常 地理信息系統(tǒng)（GIS）把要處理的數(shù)據(jù)分為兩類，第一類是反映事物地理空間位置的信 息，從計算機的角度稱空間位置數(shù)據(jù)，也常稱地圖數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)；第二類是與事物 的地理位置無關(guān) ,反映事物其它特征的信息，可稱為專題屬性信息或?qū)ｎ}屬性數(shù)據(jù)， 也稱文字數(shù)據(jù)、非圖形數(shù)據(jù)。為了進行有效的查詢、分析和管理等 ,必須將這兩類信 息都輸入到計算機GIS數(shù)據(jù)庫中。首先我們要做的就是空間信息的獲取。 其途徑通常 為：野外測量、遙感、現(xiàn)場調(diào)查、已有資料等；屬性信息的獲取途徑通常為：遙感、 現(xiàn)場調(diào)查、社會調(diào)查、已有資料等。獲取的數(shù)據(jù)經(jīng)過分類、編碼、轉(zhuǎn)換等

10、；輸入到 GIS數(shù)據(jù)庫中，形成規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)。由于空間數(shù)據(jù)的來源不同， 采集的儀器和方法也不同。 目前有如下幾種方法： 野外 數(shù)據(jù)采集和GPS數(shù)據(jù)采集。GPS是全球定位系統(tǒng)的簡稱。GPS定位方法精度高，方 便靈活。GPS定位技術(shù)在測繪中的應(yīng)用和普及，是測繪科技的一個重大的突破性進展。 隨著GPS接收站的全面建成和發(fā)展，GPS技術(shù)在普通測量與工程測量中的應(yīng)用將越 來越廣泛。我們可以通過接受站接受設(shè)備直接進行 GPS 數(shù)據(jù)的接受，并經(jīng)過投影變 換，輸入到數(shù)據(jù)庫中。用全站儀 （或半站儀 ）進行實地測量，將野外采集的數(shù)據(jù)自動傳輸?shù)诫娮邮植?，磁?或便攜機內(nèi)記錄，并可在現(xiàn)場繪制地形 （草 ）圖，再

11、到室內(nèi)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C中，人 機交互編輯后由計算機自動生成數(shù)字化地圖，并控制繪圖儀自動繪制地形圖。 原圖 （底圖 ）數(shù)據(jù)采集在已進行過測繪工作的測區(qū)，有存檔的紙介質(zhì) （或聚酯薄膜 ）地形圖， 即原圖，也稱底圖。為了圖的計算機存檔和修測，為了建立該區(qū)的 GIS 或進行工程 CAD 設(shè)計，就必須將原圖數(shù)字化后，才能將圖的有關(guān)數(shù)據(jù)輸入到計算機中。目前數(shù) 字化的方法主要有兩種： 數(shù)字化儀數(shù)字化。通稱的數(shù)字化儀實質(zhì)是圖形數(shù)字化儀， 是一種將圖示坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息的設(shè)備。 數(shù)字化的過程， 即用數(shù)字化儀對原圖的地 形特征點逐點進行采集 （稱手按數(shù)字化 ），將數(shù)據(jù)自動傳輸?shù)接嬎銠C，處理成數(shù)字地圖 的過程。掃

12、描儀實質(zhì)是圖像 （含圖形 ）數(shù)字化儀，圖在掃描儀上走一遍，即完成圖的掃描數(shù)字 化，將數(shù)據(jù)輸入計算機存儲、處理并可再回放成圖。掃描數(shù)字化速度較快，但此時獲 得的僅為柵格數(shù)據(jù)。 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單， 但圖形數(shù)據(jù)量大； 其空間數(shù) 據(jù)的疊置和組合十分簡便， 一些空間分析也易于進行， 圖像表現(xiàn)比較真切， 易于與遙 感數(shù)據(jù)匹配應(yīng)用和分析， 因此在 GIS 中，它與矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并用。在數(shù)字測圖中，對 原圖（矢量圖）掃描數(shù)字化，獲得柵格圖形數(shù)據(jù)后， 還必須將柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為矢量數(shù)據(jù)， 即矢量化。攝影測量與遙感，這種方法是以航空攝影獲取的航空像片作數(shù)據(jù)源，即利用測區(qū)的 航空攝影測量獲得的立體像對， 在

13、解析測圖儀上或在經(jīng)過改裝的立體量測儀上采集地 形特征點，自動傳輸?shù)接嬎銠C內(nèi) ,經(jīng)過軟件處理，自動生成數(shù)字地形圖，并控制繪圖 儀繪制地形圖。 在我國目前條件下， 航測適于較大面積幾年一次的測量工作， 在城市 利用新的航測數(shù)據(jù)建立 GIS 以后，只要用野外數(shù)字測圖系統(tǒng)作為 GIS 地形數(shù)據(jù)的更 新系統(tǒng)，用地面測繪的數(shù)字圖作局部更新 ,即可保證 GIS 地形數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性。在空間數(shù)據(jù)采集完后，我們要進行與空間事物相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)的輸入和管理工作屬 性數(shù)據(jù)輸入與管理。屬性數(shù)據(jù)是描述空間實體的特征信息，一般包括文字信息、圖、 表等。屬性數(shù)據(jù)的輸入通常有 4 種方法：鍵入法、使用光學(xué)的字符識別技術(shù)、在數(shù)字 化

14、或矢量化的過程中賦值以及人工編輯法。在實際實現(xiàn)系統(tǒng)時，可以通過相應(yīng)實體的屬性輸入界面逐個輸入，但當(dāng)數(shù)據(jù)量較大 時，一般都與空間數(shù)據(jù)分開輸入且分別存貯。 在分開輸入時， 將屬性數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)庫 軟件或者辦公軟件如 Excel 等輸入。它不僅能表示常規(guī)類型的屬性數(shù)據(jù)即表數(shù)據(jù)外， 還可以表示報表、 普通照片、錄象資料、 聲音、動畫等，從而更形象的表示實體內(nèi)容。地圖矢量化實驗驗證實驗?zāi)康囊螅?）熟練掌握利用 ArcView3.2 進行地圖數(shù)字化。（2）在 ArcView 環(huán)境下進行地理要素屬性值的錄入。（3）通過實驗熟練掌握紙質(zhì)地圖矢量化的步驟，以達到地圖更新的目的。實驗原理與方法GIS 中矢量數(shù)據(jù)輸

15、入的重要方式是數(shù)字化，主要是通過記錄點平面坐標(biāo)來獲取矢 量數(shù)據(jù)，是 GIS 操作與應(yīng)用的基礎(chǔ)技術(shù)環(huán)節(jié)。實驗準(zhǔn)備（1）軟件準(zhǔn)備： ARCVIEW3.2（2）資料準(zhǔn)備：吉林省行政區(qū)劃圖（ jilin.jpg ）（3）將地圖文件 jilin.jpg拷貝到自己的工作區(qū)間（ F:*GIS ）下實驗內(nèi)容、步驟和方法線專題的建立與編輯（1）在 file 菜單中選擇 extensions ，在 JPEG（JFIF） image support 前的方框中點一 下，出現(xiàn)。點擊0K（2）打開 ArcView3.2 ，并將地圖文件 jilin.jpg 調(diào)入 ArcView 的 theme 窗口中，如 下圖呈 劃觀並

16、I EEI5I翻旦Q網(wǎng)頤盟冋團両勾門三國固可罰71由爭.；e.業(yè) i.r抄幼|r tntaS隔逐E3園囲隔G33畫S-jds 1：|r 引愿r卜*叭“ Fhncii DllUrun J iiim 亙 nti 專 性如*上尋為首少躲芒I已 CsitT置的窗口，文件名稱命名為river.shp ，存放位置選擇你自己的工作區(qū)間。-產(chǎn)! 4F孑:.存”.：-: p注意在Data Source Types:的下拉選項中選擇Image Data Source 類型，這時候才能看得見需要選擇的地圖文件jili n.jpg。View 菜單下選擇New Theme菜單項，松開鼠標(biāo)左鍵后會彈出New Theme窗

17、口,在 Feature Type :菜單的下拉選項中選擇line，再單擊0K出現(xiàn)要求輸入文件名稱和文件存放位FiJ Sr Zccr J-n ZuonlljiZsoiii TeThmm（4）執(zhí)行上述操作后，出現(xiàn)如下窗口。新專題的專題名稱顯示區(qū)呈彈起狀態(tài)， 表明它 已自動成為當(dāng)前操作專題，同時顯示框四周又被另一個矩形虛線框所包圍， 表明當(dāng)前 專題自動進入可編輯狀態(tài)。（5）點擊Zoomin（放大）工具，用鼠標(biāo)在上述地圖的邊界區(qū)域部分拉出一個框，松開 鼠標(biāo)，則放大顯示相應(yīng)區(qū)域的部分地圖。 點擊畫線圖標(biāo)冏，并用鼠標(biāo)沿地圖上松花江的走向進行數(shù)字化，每按一下鼠標(biāo) 左鍵，就相當(dāng)于采集弧段上的一個點的坐標(biāo)。(7

18、)當(dāng)數(shù)字化到屏幕的邊界而無法看到地圖時， 可以單擊鼠標(biāo)的右鍵，此時會彈出一 個快捷菜單，選擇Pan。可以發(fā)現(xiàn)數(shù)字化時鼠標(biāo)點擊的位置出現(xiàn)在屏幕的中心， 從而 可以繼續(xù)數(shù)字化，直到全部河流都數(shù)字化完畢，點擊按鈕 -存盤。注意：在數(shù)字化 時，如果出現(xiàn)有兩條弧段接頭時，一定要形成交叉并各自都超出一點， 這樣以確保兩 條弧段真正相交。提示:可以通過“右鍵菜單”選擇“刪除上一點(Delete Last Vertex )”來取消上一次 加點，可以不斷重復(fù)直到返回新生線的起始點。合并線：按Shift鍵，選擇要進行合并的線，從“ edit編輯”下拉菜單中，選取 “合并要素”(Union Features )項。

19、編輯頂點：用頂點編輯工具一1選擇線，線的頂點就會以“空心小矩形”的形式出 現(xiàn)在線條上?？赏ㄟ^移動頂點來修改線的形狀。移動頂點：用鼠標(biāo)指針指向想要改變其位置的頂點，當(dāng)出現(xiàn)十字光標(biāo)時，就可以用 左鍵拖動以改變頂點的位置增加新頂點：放置光標(biāo)在想加入新頂點的位置，當(dāng)光標(biāo)顯示為一個內(nèi)有十字的圓時， 點取鼠標(biāo)左鍵增加新的頂點。刪除頂點：放置光標(biāo)在想刪除的頂點處，當(dāng)光標(biāo)顯示為十字線時，按下delete鍵(8)選擇“專題”菜單下的“ Save Edit ”隨時保存所做的編輯，保存完成后仍然自動回到編輯狀態(tài)。所有線畫完后，選擇theme菜單的stop editing停止編輯選項,提示是否保存變化時，選擇yes。

20、面專題的建立與編輯按照上面步驟的方法，再建立一個文件名為city_range.shp的文件，注意在的下拉菜單中選擇Polygon。LiriEPolygonFeature type:點擊畫多邊形圖標(biāo)按鈕，并用鼠標(biāo)沿著地圖中所有城市的管轄范圍邊界進行數(shù)字化。創(chuàng)建新的與已有多邊形共享部分邊界的多邊形。 使用図I工具，從已有多邊形內(nèi) 點取開始點，然后逐個點取新增多邊形的每個頂點， 在已有多邊形內(nèi)雙擊最后一個頂 點，形成相鄰多邊形。提示：多邊形的移動、刪除和合并方法同線類似。Ctrl繪制多邊形時，若多邊形被選擇，移動鼠標(biāo)則圖形被移動，很難復(fù)位，可用+ z來取消移動。C.編輯頂點：與線的頂點編輯類似所有多

21、邊形畫完后，選擇theme菜單的stop editing停止編輯選項。提示是否存盤保存變化時，選擇yes。當(dāng)所有城市的管轄范圍都數(shù)字化結(jié)束后，點擊 點專題的建立與編輯按照上述方法，再建立一個文件名為city.shp的文件，注意在Feature type:的下拉菜單中選擇Point。LinePolvgan(2)點擊畫點圖標(biāo)按鈕丨”，并用鼠標(biāo)在各城市名稱旁邊相應(yīng)的城市位置上點擊左鍵, 會出現(xiàn)一個矢量點。提示:移動點：用“指針” (Pointer )工具點擊要編輯的點，當(dāng)點被選中時，待指針變 成四向箭頭后按下左鍵拖動，到達目的位置后松開左鍵。刪除點：選擇點之后按delete鍵。撤消編輯：如果無意中錯

22、刪除和移動了點，選擇edit菜單中的undo edit撤銷編輯?；蛑苯影词髽?biāo)右鍵取消上次編輯。選擇“專題（theme）”菜單下的“ Save Edit ”隨時保存所做的編輯，保存完成后仍 然自動回到編輯狀態(tài)。 點擊打開主題屬性表按鈕鹹，出現(xiàn)Attributes of city.shp 表格，并用鼠標(biāo)手動調(diào)整Viewl和Attributes of city.shp表格窗口的大小和位置，如下圖對話框，在name: 激活A(yù)ttributes of city.shp表格窗口，這時候窗口上部的菜單項發(fā)生改變, 不同于 View窗口下的菜單。點擊 Edit菜單，選擇 Add Field，出現(xiàn)一個 Fiel

23、dDefin iti on后的框中填寫“城市名稱”四個字，同時Type:后選擇String （字符型），Width:后輸入30。單擊0K可以發(fā)現(xiàn)，在Attributes of city.shp表格中出現(xiàn)一個名為“城 市名稱”的字段Marne: |員點名稱OK隔圖3CanedWidth: |30點擊按鈕就可以在城市名稱字段中輸入相應(yīng)城市的名稱，同時將相應(yīng)的ID號按順序改好。當(dāng)圖中所有城市點都數(shù)字化完并且將其名稱都輸入到“城市名稱”字段后，存盤保存。并嘗試用 Theme中的Auto-label工具將城市名稱顯示在地圖上。 再依上述方法將river.shp圖層上的名稱創(chuàng)建為“松花江”。按照實驗一中的

24、操作， 將點，線，面三個圖層疊加起來，調(diào)整地圖的顏色等，使地圖顯得美觀，并將河流及 城市名稱顯示出來，要求圖中具有圖名（吉林省地圖_姓名），圖例，指北針，比例尺等，最終保存成JPG格式。數(shù)字化后的三組圖形文件：（1） river.shp, river.shx, river.dbf ；（ 2）city_range.shp, city_range.shx, city_range.dbf； （ 3） city.shp, city.shx,city.dbf ；（4）JPG格式的最終成果圖。2高分辨率遙感影像Quick Bird來更新1:2000大比例尺地形圖2.1國內(nèi)外現(xiàn)狀以高分辨率遙感影像 Quic

25、k Bird來更新1 : 2 000大比例尺地形圖為例,分析遙感影 像處理、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和地圖更新方法的關(guān)鍵技術(shù)及流程，著重在遙感影像和數(shù)字線 劃圖疊加配準(zhǔn)的基礎(chǔ)上對地形圖更新進行研究，并對更新后的地形圖進行精度評定。 該方法具有快速、準(zhǔn)確、經(jīng)濟等優(yōu)點，是大比例尺地形圖更新的發(fā)展方向之一。城市變化的快速監(jiān)測技術(shù)是城市綜合數(shù)據(jù)庫快速更新的基礎(chǔ)和前提。現(xiàn)代化的技術(shù) 手段如航測、 遙感技術(shù)可以幫助城市測繪部門發(fā)現(xiàn)城市地理上的細微變化。 雖然傳統(tǒng) 的航空攝影方式仍然是原始數(shù)據(jù)獲取的一種重要手段 , 但其成本高 , 受天氣及人為因 素的影響大 ,獲取的膠片影像還需要數(shù)字化 1, 這使得地形圖更新周期過長

26、 ,現(xiàn)勢性仍 然較差。因此 , 各種比例尺數(shù)字地形圖更新已成為基礎(chǔ)測繪生產(chǎn)面臨的一項重要和緊 迫的任務(wù)。然而,遙感影像如TM SPOT等分辨率最高僅達到5m,只適合于大范圍的變 化監(jiān)測。關(guān)于這方面的研究成果也較多 2-3。高空間分辨率的衛(wèi)星遙感圖像以其高時 間分辨率和本身為數(shù)字影像的特點 , 無疑將成為重要的數(shù)據(jù)源。 近年來 , 國內(nèi)關(guān)于利用 高分辨率的遙感衛(wèi)星影像更新數(shù)字 1 : 10 000地形圖的研究較多4-5，但高分辨率遙感 影像用于大比例尺地形圖更新的研究很少 6。目前, 國際上正在研究利用高分辨率衛(wèi)星影像更新地形圖的方法。 美國、俄羅斯、法 國等在利用航天影像測制地形圖方面起步早

27、, 印度尼西亞正著手研究利用 SPOT/ERS 衛(wèi)星影像更新地圖 , 進行光譜數(shù)據(jù)與雷達數(shù)據(jù)融合、 互補, 以及影像與地圖自動配準(zhǔn)問 題的研究，使得圖像解譯的可靠性更高，速度更快。國家測繪局完成了 1 : 400萬、1： 100萬、1 : 25萬以及全國七大江河流域洪災(zāi)重點防范區(qū)的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè),并在數(shù)年的時間內(nèi)推進并完成 1： 5萬和省級 1： 1 萬基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。 國 內(nèi)對利用航天遙感影像進行測圖和更新地形圖的理論和方法研究一直沒有停止過 ,但 是基本上都是針對中小比例尺地形圖的更新而言的。至于對利用 Quick Bird 遙感影 像進行地形圖更新、特別是大比例尺地形圖

28、更新的研究目前很少。高分辨率的遙感影像通常是指像素空間分辨率在10 m以內(nèi)的遙感影像。它具有如下特點:影像時間分辨率高 ,同地區(qū)成像時間周期顯著縮短 ,重復(fù)軌道周期可縮短在 1 3d之內(nèi),能較好地滿足動態(tài)監(jiān)測對數(shù)據(jù)源時間分辨率的需求。影像空間分辨率 高, 有利于反映土地利用類型的差異 , 但影像的紋理特征更具變異性 , 同一地類的光譜 特征不穩(wěn)定。如通過目視可分辨出全色IKON OS影像中耕地的田埂、居民點內(nèi)部的綠地、水塘等，局部地物特征得到了更好的表現(xiàn)。地物的幾何結(jié)構(gòu)和信息更加明顯，空間信息更加豐富 ,影像地物尺寸、形狀、領(lǐng)域地物的關(guān)系得到更好的反映。目前 , 在土地利用領(lǐng)域最為常見的高分辨

29、率商業(yè)遙感衛(wèi)星及其參數(shù)。 （見圖 1）衛(wèi)星H發(fā)射1間/年軌道高 f釘 kjn遙感器波段/Prn空間分辮率/ Ml全色0. 45 0. 901d45- 0.53【KONO牙2（芙國）1999680光譜0. 52- 0. 6140. 64- 0. 720. 77- 0. 88ERO& A1（以色列）2000480全色0” 50 0. 901. S全色0. 45- 0. 900. 610. 45- 0. 52QukkBrit 2（美國）20014500. 52- 0. 600. 63 - 0. 692. 440” 亦 0. 9（）SPOT-5（法國2002832全色0. 44 0. 692. 5圖1

30、高分辨率遙感衛(wèi)星及其遙感器性能參數(shù)2.2影像更新地圖的技術(shù)流程利用高分辨率遙感影像和多光譜影像更新大比例尺地形圖的流程如圖1所示。利用高分辨率遙感影像和多光譜影像更新大比例尺地形圖的流程如圖2所示。圖2影像更新地圖的技術(shù)流程圖2.3 QuickBird 遙感影像的處理本試驗所采用的影像數(shù)據(jù)是 2005年拍攝的QuickBird全色影像（分辨率為0. 61m）和多波段影像（分辨率為2.44m）。所要更新的地形圖為2001年5月成圖的山東農(nóng)業(yè) 大學(xué)校本部地形圖。影像幾何校正 幾何變形是指圖像上的像元在圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)與其在地圖坐標(biāo)系等參考坐標(biāo)系 統(tǒng)中的坐標(biāo)之間的差異 , 主要表現(xiàn)為位移、旋轉(zhuǎn)、縮

31、放、仿射、彎曲和更高階的扭曲。 消除這種差異的過程稱之為幾何校正。影像幾何校正的步驟 : 確定幾何校正模型和投影參數(shù)設(shè)置； 采集地面控制點； 進行圖像重采樣 , 有三種重采樣的方法 （最鄰近像元采樣法、線性內(nèi)插重采樣法 , 三次 卷積重采樣法 ）, 三種方法各有利弊。此次試驗選擇最鄰近像元重采樣法。遙感影像的正射校正通常情況下 , 對于地形起伏不大的平坦區(qū)域 ,采用多項式進行影像的幾何糾正就能滿 足一定的精度要求。但對于地形起伏較大 ,或衛(wèi)星側(cè)視角較大的影像 , 則需要利用數(shù)字 高程模型進行遙感影像的正射糾正。 現(xiàn)有的試驗對象山東農(nóng)業(yè)大學(xué)整個測區(qū)范圍最小 高程值為147. 419 m,最大高程

32、值為166. 613m,相差大約19m,故考慮利用數(shù)字高程 模型進行正射糾正。裁剪與拼接處理 影像的裁切與圖像拼接處理較易實現(xiàn)，限于篇幅 , 具體操作略。多源遙感影像的融合 遙感影像融合是對不同空間分辨率遙感圖像的融合處理 , 使處理后的遙感圖像具有較好的空間分辨率 , 又具有多光譜特征 , 從而達到圖像增強的目的。本次試驗是將 0.61m高分辨率全色波段文件和2. 44m分辨率的多波段文件融合成為一個分辨率為0.61m的多光譜文件，選擇的融合方法為主成分變換法。2.4.QuickBird 影像更新1 : 2 000地形圖遙感影像與地圖的疊加試驗區(qū)現(xiàn)有2001年5月測制的山東農(nóng)業(yè)大學(xué)1 : 2

33、 000數(shù)字線劃圖，為實現(xiàn)此圖的更 新,首先打開DWGt件,然后把糾正后的高分辨率遙感影像插入，插入點要填寫糾正后 遙感圖像的左下角坐標(biāo) , 比例應(yīng)填寫同一段距離在影像上的長度與在地形圖上的長度 之比,影像圖層疊置好后 ,則完成了遙感影像與地形圖的疊加。地形圖的更新在遙感影像與數(shù)字矢量圖疊加后 ,由于遙感影像的分辨率很高 ,判讀比較容易 ,通過 遙感影像與原有地形圖的比較 ,可以快速找到地物變化位置。 內(nèi)業(yè)測圖完成后 ,需要進行外業(yè)調(diào)繪，確定地物屬性，同時對被陰影遮擋無法測繪的數(shù)據(jù)進行勘察和補測。圖3更新前的局部地形圖通過疊加我們可以清楚地判斷變化的地物。 首先進行面狀地物的更新（見圖3）,居

34、民 地、水體、綠地等面狀地物是大比例尺地形圖上的主要地物要素 ，也是城市中變化最 快、變化幅度最大的地物。圖4用遙感影像來補測大樓其次是線狀地物的更新，方法類似。圖4為更新后的地形圖局部。要注意的是更新地 形圖的影像最好選擇冬季拍攝的，此時花草樹木等不會遮蔽道路等線狀地物。此外 還要對植被、注記等進行更新。圖5更新后的地形圖局部以Quick Bird遙感影像更新1 : 2 000山東農(nóng)業(yè)大學(xué)本部地形圖為例,研究了利用高 分辨率影像更新大比例尺地形圖的方法。在地形起伏不太大的區(qū)域 ，利用Quick Bird 高分辨率全色遙感影像更新城市大比例尺地形圖是可行的。這種方法具有快速、準(zhǔn)確、 經(jīng)濟等優(yōu)點

35、，是今后大比例尺地形圖更新的發(fā)展方向。3大比例尺地形圖中居民點快速更新方法研究3.1現(xiàn)狀分析Quick Bird作為目前世界上唯一能提供亞米級分辨率的商業(yè)衛(wèi)星，其價格也是相對昂貴的。為了降低地圖更新過程中遙感數(shù)據(jù)源的成本，本文提出了基于Google Earth進行大比例尺地形圖中居民點快速更新的方法。Google Earth（簡稱GE針對大城市、著名風(fēng)景區(qū)、建筑物區(qū)域提供 Quick Bird影像，且更新速度較快，符合動態(tài)監(jiān)測的 需要，在Google Earth上居民點信息清晰、易于提取 。利用Google Earth提供的 影像信息與已有的矢量信息疊合，對發(fā)生變化的居民點區(qū)域進行更新，并以北

36、京市東城區(qū)為例驗證了該方法的可行性，實現(xiàn)了經(jīng)濟、有效、快速的對居民點信息的更新。3.2數(shù)據(jù)來源本次研究采用的數(shù)據(jù)是北京市東城區(qū)2008年居民點矢量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式為 shape，采用克拉索夫斯基1940橫軸墨卡托投影坐標(biāo)系統(tǒng)，比例尺為1:2000。Quick Bird影像更新地形圖的最大比例尺為1:2000是當(dāng)前很多學(xué)者的共識，因此本文采用基于 Google Earth影像的數(shù)據(jù)更新比例尺為1:2000的居民點數(shù)據(jù)是有理論依據(jù)的。3.3技術(shù)路線Arcgis操作速本文考慮到全部下載東城區(qū)影像數(shù)據(jù)耗時長以及影像數(shù)據(jù)較大時在度緩慢的因素，采取在 Google Earth中疊加矢量數(shù)據(jù)的方法進行兩者的對

37、比，只對 發(fā)生需要更新的區(qū)域的數(shù)據(jù)進行下載，在Arcgis中完成更新。主要的工作包括:Google Earth居民點矢量數(shù)據(jù)的疊加與對比、用Getscreen下載需要更新部分的影像數(shù)據(jù)、影像的幾何校正以及 Arcgis中數(shù)據(jù)的矢量工作。331在Google Earth中登加居民點矢量數(shù)據(jù)Google Earth中可以疊加kml格式的文件，Arcgis中提供了多種shape文件向kml 格式的轉(zhuǎn)化方法，本文采用Arcgis工具箱中快速輸出工具將居民點 shape格式數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)化為kml格式數(shù)據(jù)。在Google Earth中加載轉(zhuǎn)化完成的居民點kml格式數(shù)據(jù)，如 圖6所示。圖6 Google Ear

38、th中矢量數(shù)據(jù)與影像數(shù)據(jù)疊加3.3.2在Google Earth中對比影像與居民點數(shù)據(jù)由于一個區(qū)數(shù)據(jù)量較大，因此可以將居民點矢量數(shù)據(jù)劃分為幾個部分，逐個建筑進行對比。以中國石油大廈為例說明更新的流程和方法，如圖2所示，表示影像較矢量數(shù)據(jù)變化的部分。圖6中影像與居民點位置有些許偏差，這是由于Google Earth中的影像采用與居民點矢量數(shù)據(jù)不同的 WG一 84坐標(biāo)系統(tǒng)以及投影等其他因素造成的， 這并不影響判讀居民點更新的部分，這一點在后面的幾何校正中進行校正。3.3.3用Getscreen下載需要更新部分的影像數(shù)據(jù)本文通過Getscreen設(shè)置相關(guān)參數(shù)來下載影像。Getscreen是一款通過截

39、屏來獲取Google Earth影像的一款軟件，有兩點定位和輸入坐標(biāo)兩種方式來確定要截圖的范 圍。本文中我們采用兩點定位的方法，截圖高度直接決定了下載到的圖像的分辨率，通過實驗嘗試和己有的研究成果，本文設(shè)置截圖高度為0.2km可以取得理想的效果, 如圖7示。由于Google Earth影像分辨率很高因此用 Getscreen截圖花費時間較長， 尤其是下載范圍比較大的數(shù)據(jù)。若下載東城區(qū)全部的遙感影像要花費 2一 3天的時間， 而且時間越長中間越可能出現(xiàn)不可估計因素，影響下載的數(shù)據(jù)質(zhì)量。正是基于此本文采用只下載需要更新區(qū)域的影像數(shù)據(jù)，圖7中所示的數(shù)據(jù)只需要1分鐘左右，大大節(jié)省了工作的時間。圖7 GetScreen截圖參數(shù)設(shè)置3.3.4為影像數(shù)據(jù)添加坐標(biāo)信息Getscreen下載的影像數(shù)據(jù)包含兩個文件，一個是 jpg文件即普通的圖像格式，另 一個是同名的map文件。map文件中記錄了影像的坐標(biāo)信息。Golal Mapper文件與 GetScereen軟件銜接性很好，