遥感技术是以调查数据和图件为基础,利用遥感图像的处理与识别技术,在遥感图像上提取时变信息,及时反馈变化,达到监控,测量的目的。在内业中利用立体测图仪进行航片解译,直接测量得到相关的数据,同步生成图形与数据文件,使得权属调查,地籍测量,土地利用类型,土地质量检测,土地边界划分全部运用遥感图像一次处理完成,增强了图像的目视判读和数字分析能力,实现多数据源的信息互补,使土地资源各种地类特征清晰,易于判读。
遥感原理
n当前遥感形成了一个从地面到空间,从信息数据收集、处理到判读分析和应用,成为了获取地球资源与环境信息的重要手段,已广泛应用于农业、林业、地质、海洋、气象、水文、军事、环保等领域。
我国逐渐形成多尺度的卫星监测能力
遥感技术在国土信息监测方面应用现状
n早在二十世纪三十年代,国外就开始利用航空摄影测量进行土地资源调查,而利用卫星遥感影像进行土地调查的研究则开始于二十世纪七十年代。国际上的土地资源利用调查基本是以航空遥感、航天遥感为手段分阶段地进行,如加拿大每五年用卫星遥感资料和航空遥感资料相结合的方法对全国土地资源的利用情况做一次详查;澳大利亚、法国以及日本、西欧等一些经济发达的国家,也定期地利用卫星遥感进行土地资源利用情况的调查。
n遥感技术在土地管理业务工作中的应用,由于各国各地区的社会制度、自然条件、发展水平和管理体制上的差异,需求不尽相同。例如加拿大、澳大利亚这些疆域辽阔的国家,在经济活动少的荒漠地区使用卫星遥感资料监测,在人口稠密的发达地区则使用航空遥感方法。在法国,卫星遥感资料作为土地监测的辅助资料,配合航空遥感和地面调查作样点布设。再如日本、西欧等一些国土面积小、经济发达的国家,土地基础资料完整,按正常的管理程序(包括定期航空摄影)已可掌握满足土地管理对各种信息的需要,就无需利用遥感资料。但是很多国家都在研究卫星遥感技术在土地利用监测中的应用,并取得很大进展,这些前瞻性研究将为扩大遥感技术的应用提供技术支持。
n我国从“六五”开始,就开展了遥感土地利用调查应用研究。国家土地管理局成立以后,在国务院统一布署下,组织完成了全国县级土地详查,东部地区采用航空遥感为基本方法完成比例尺1:1万土地利用调查制图,西部地区采用卫星遥感和航空遥感相结合的方法完成1:5万、1:10万和1:20万土地利用调查。这一成果为各级政府制定经济建设规划、计划,为农业、工业、水利、能源、交通等各专业部门制定规划、计划提供了可靠的数据资料、为各项土地管理工作提供准确依据,已在经济建设、农业生产和土地管理中发挥了重要作用,也为我国开展土地利用动态监测提供了完整、可靠的本底资料。同时,利用了TM、SPOT等多种数据,进行目视解译、分析和计算机自动分类制图等多项试验研究工作。这些工作为发展遥感技术在土地监测中的应用,建立纳入土地管理业务系列的监测体系提供了技术依据。
遥感用于国土信息监测一般流程
n主要包括:数据获取、影像预处理、信息提取、内业成果检查、外业核查、信息后处理、数据入库。
数据获取
要求数据及资料来源连续、稳定;能满足监测的精度要求;价格适中;易于获取;目前采用的主要数据源TM和SPOT数据。
SPOT-1、2、3的波段和分辨率
SPOT-4的波段和分辨率
遥感数据预处理
n原始的遥感影像包含的信息可能由于仪器、系统、噪声等原因,使得图像失真,所以要对图像和数据进行预处理。
几何校正
n遥感几何校正基本环节有两个:一是像素坐标变换;二是像素亮度重采样。根据所采用的遥感数据特点和《土地利用动态遥感监测规程》要求,工作中采用的图像校正方法主要是二次多项式法,亮度重采样则采用三次卷积法。
影像增强
n影像增强:是通过调整、变换影像密度或色调,用以改善影像目视质量或突出某种特征的处理过程。
n辐射增强: 也叫对比度变换,是通过直接改变图像中像元的灰度值来改变图像的对比度,从而改变图像的视觉效果。
n空间增强: 与辐射增强不同,是利用像元自身及其周围像元的灰度值进行运算,采用空间域中的邻域处理方法,有目的的突出图像上的某些特征。如突出边缘或线状地物;也可以去除某些特征,如抑制在图像获取或传输过程中产生的各种噪声。
n光谱增强:是基于多波段数据对每个像元的灰度值进行变换,达到图像增强的目的。
波段组合的选择
n一般选用信息量最为丰富的5、4、3波段组合配以红、绿、蓝三种颜色生成彩色合成图象,同时结合4、5、3波段配以红、绿、蓝三种颜色合成影像图辅助遥感影像的判读。
n对于屏幕显示和屏幕图象分析,选用信息量最为丰富的5、4、3波段组合配以红、绿、兰三种颜色生成假彩色合成图象,这个组合的合成图象不仅类似于自然色,较为符号人们的视觉习惯,而且由于信息量丰富,能充分显示各种地物影像特征的差别,便于训练场地的选取,可以保证训练场地的准确性。
n采取4、5、3波段分别赋红、绿、蓝色合成的图像,色彩反差明显,层次丰富,而且各类地物的色彩显示规律与常规合成片相似,符合过去常规片的目视判读习惯。
影像融合
n数据融合目的是通过将监测区内两个或多个时相的TM多光谱数据与SPOT全色波段融合,提高卫星影像数据的空间分辨率和光谱分辨率,增强影像判读的准确性。同时两个时段影像的交叉融合又会突出变异,有助于检测出变化信息。
nSPOT数据:增强局部灰度反差、突出纹理细节、加强纹理能量和通过滤波来尽可能减少噪音。TM数据:多光谱数据的贡献就是它的光谱信息,融合前主要以色彩增强为主,调整亮度、色度、饱和度,拉开不同地类之间的色彩反差,对局部的纹理要求不高,有时为了保证光谱色彩,还允许削弱纹理信息来确保融合图的效果。
影像特征分析
当提取的地物要素被确定后,从色调、形状、阴影等方面对地物要素进行分析。根据分析所得结果,归纳出地物的特征,根据特征,可在室内进行判读。
影像的判绘
通过MAPGIS、ARCGIS等软件,进行描绘分析,消去消失地物、加上新增地物、更改属性数据,得到准确地遥感图像。
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