遙感衛星影像處理技術范文

導語：如何才能寫好一篇遙感衛星影像處理技術，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關鍵詞】高分衛星 遙感影像 預處理 數據格式轉換

隨著空間信息技術的發展，對地觀測系統也逐漸的從地面、低空發展到太空，并且對觀測的連續性、快速性、精確性等有了更為嚴格的要求。高分一號是我國觀測系統的首顆發射衛星，其成功實現了寬覆蓋、高精度、穩定度的控制技術，而對于高分二號而言，其成功突破了優于1m的分辨率水平，并且能夠具有高定位、快速靈活、機動的能力等特點，對于提升我國空間衛星水平、數據的自給率等這些方面具有非常重要的意義。并且高分O畹某曬κ凳涌熗宋夜空間信息產業的發展，有利的推動了我國國民經濟建設與社會的進步。

遙感影像的預處理即為影像數據的糾正與重建的過程，主要是糾正遙感成像過程中，由于傳感器外在原因：如姿態的變化、高度、速度等因素造成的遙感影像的幾何畸變與變形，并且遙感影像本身在空間、時間及光譜分辨率上的不足，在獲取數據的過程中不能夠精確的進行信息的記載，很大程度上會降低遙感數據的精度，因此，需要對遙感影像進行遙感數據的預處理。本文是在高分遙感數據的基礎上，通過對高分一號衛星數據進行分析，將原始高分數據進行預處理的過程，得到在幾何與輻射上真實的圖像。

1 高分遙感影像的軟件選取

本文中所涉及到的高分遙感預處理軟件采用的是ENVI與ERDAS相結合的技術方案。采用這兩種軟件相結合的方式，其優勢在于：首先，ENVI能夠通過底層的IDL開發語言進行功能擴展，開發定制自己的遙感平臺。其次，ENVI提供了光譜分析工具，使得基于波段與文件的遙感技術完美結合，并且通過圖像的配準，可以提供多個圖像窗口進行分析，清晰明了、易于操作。再次，通過兩者相結合的方式可以將遙感影像與ArcGIS進行一體化整合，對遙感平臺進行全方位的應用。最后，通過ERDAS軟件進行數據格式的轉換。本文首先是通過遙感處理軟件對高分遙感數據進行預處理，然后通過photoshop工具對影像進行勻光勻色的調整，最終完成整個預處理過程。

2 高分遙感影像的預處理過程

2.1 預處理流程

文章以正定市高分一號遙感衛星影像為例，演示了高分衛星遙感數據預處理的全過程。

首先是對高分一號2m全色影像與8m多光譜影像進行正射糾正（Orthorectification），糾正影像的傾斜偏差及投影過程中產生的誤差，第二步是將正射糾正后的多光譜整景數據與全色整景數據進行配準，是將全色影像作為基準對多光譜影像進行配準，第三步是對配準后的影像進行融合，對影像進行接邊線的處理，使得融合后的影像在分辨率上能夠達到非常高的精度，第四步利用Photoshop工具，對影像進行顏色平衡的調整，使其能夠在色彩上達到較好的效果。通過以上步聚就完成了整個圖像預處理的過程，并進行結果的輸出。

2.2 正射糾正

正射糾正（Orthographical correction）是糾正了因傳感器、地形的起伏不均衡等因素引起的像點元素上的偏移，并利用地面控制點通過相應的數學算法模型來進行實現的過程。正射校正后的影像無論在精度上、影像的特性上以及信息表達上都能達到很好的效果，而且其數據的結構相對簡單，并能夠改正因地勢較大產生的誤差。高分影像的正射糾正過程采用依靠高分影像自帶的RPC文件和數字高程模型（DEM）來進行數據定位的校正方式。RPC文件實質上是通過將傳感器的軌道參數及其他各種物理參數相結合并通過地面的控制點元素解算出來的變換矩陣。

本設計中選擇二次多項式的方法進行校正，在ENVI中選擇Geometric CorrectionOrthorectificationRPC Orthorectification模塊進行糾正，并且選擇30m的DEM進行數字高程的校正。

2.3 配準與融合技術

遙感影像的配準（registration）是通過選擇地面清晰控制點并按照一定的變換函數及重采樣方法對同名像元點進行配準的過程。對配準后的影像需要進行重采樣處理以改正輸出影像的像元偏差，以此來建立新的圖像矩陣，常用的重采樣方法有雙線性法、三次卷積法、最鄰近法等，對于高分一號衛星遙感數據采用雙線性內插方法，其主要處理是將同一區域的2m全色影像作為基準對8m多光譜進行校準，該過程可以在很大程度上保留影像原有的幾何特征，能夠得到精度較高的配準影像。

遙感影像配準的過程是融合的先決條件，其融合過程是將不同傳感器、分辨率、波段的數據通過一定的分析算法綜合起來的技術。圖像的融合算法有：

（1）空間色彩變化法：HIS、PCA等；

（2）代數運算方法：MLT、Brovey、加法運算、比值法等；

（3）空間濾波融合算法：SFIM、HPF、Bretschneider小波變換法等；

（4）其他方法：PCI、光譜響應融合算法等。

對于高分遙感數據，通常采用Pansharpen的融合方法，可以使得融合后的遙感影像既保持了較高的空間分辨率，又具有了多光譜特征的色彩信息，并且使融合后的影像在紋理色彩上信息豐富，空間細節特征上保持較好。

2.4 鑲嵌

影像的鑲嵌過程是將多于兩景的影像進行無縫拼接，完成一幅完整的、大場景影像的過程。本文中利用ENVI軟件的Georeferenced Mosaicking功能來完成，主要過程：進行顏色平衡的調整，將RGB的波段設為3，2，1；通過設置影像背景數值對影像的背景黑邊進行忽略處理，即將背景值設為0；對兩景相鄰覆蓋影像的鑲嵌邊緣進行處理，將羽化值設為10。

在鑲嵌過程中要注意：

（1）鑲嵌之前需選擇一張基準影像（Fixde），作為鑲嵌過程中對比度匹配及出現跨帶問題時鑲嵌后輸出影像的地理投影、數據類型的基準，并以此作為顏色平衡參考（Adjust）對其他影像進行調整；

（2）鑲嵌過程中，任一兩景影像間能夠有一定區域的重合面，以解決兩張影像間的鑲嵌線問題，得到視覺上完整的影像。

經過對遙感影像的正射糾正、配準、融合、鑲嵌及色彩處理，得到預處理后的遙感影像，給出鑲嵌前后的遙感影。

2.4.1 裁剪

圖像裁剪的作用是保留所研究區域的影像，并且保證所裁剪部分信息豐富、易于表達等特點，主要分為兩部分進行相應的裁剪：掩膜計算及矢量數據的柵格化。掩膜計算裁剪方法是通過已有的圖像對被裁剪的影像進行遮掩，裁剪所需大小的影像；矢量數據的柵格化是將矢量數據（即裁剪線）轉化為柵格文件，定義矢量數據投影，使其與柵格文件投影一致；在柵格數據中通過將所裁剪的區域設為1與被裁減的影像進行交集處理，輸出即為裁剪的結果。

本文中用到的裁剪方式即為矢量數據的柵格化，其裁剪過程需要利用ArcGIS與ENVI協同完成，首先利用Polyline工具在ArcGIS中畫出裁剪線，保持裁剪線與影像投影一致；其次將矢量數據的裁剪線保存到ENVI中，利用ENVI的裁剪模塊對影像進行裁剪，完成裁剪過程。

2.4.2 大氣校正

大氣校正是消除了大氣干擾、地形等因素的影響，從而獲得真實的反射率數據，并對其進行動態監測的過程，這是預處理中比較重要的環節。本設計中通過選擇ENVI Classic軟件下的BasicTools工具中的Preprocessing―General Purpose Utilities―Dark Subtract進行大氣校正，首先選擇的是待校正的遙感影像，然后對影像的像素值進行選擇，這里選擇波段的最小值（Band Minimum），最后選擇路徑對影像進行的輸出。

2.5 數據格式轉換

投影變換（Projection Transformation），即為地圖投影之間相互轉換的方法及理論，根據遙感數據需求進行自定義投影設置。而本文采用的遙感數據是高分一號衛星數據，其影像本身自帶WGS84坐標，通過正射糾正的過程，其地理坐標變為UTM投影坐標，利用ArcGIS中的投影變換工具，根據應用要求將其轉為需要的投影信息。

3 結語

隨著我國高分辨率對地觀測系統應用的展開，高分的應用范圍已經涉及到各行各業，極大的推進了我國空間信息技術產業的發展。而遙感衛星影像的預處理過程是高分應用在各行業展開的前提與基礎，是一個非常重要的環節。

本文通過具體的實例，介紹了高分遙感衛星影像的預處理全過程，其中正射糾正消除了因衛星姿態及其地面起伏引起的綴偽湫蔚奈侍猓為后期影像信息的提取提供了影像的準確度；配準及其融合技術使圖像能夠達到很高的精度，消除了影像的誤差，提高了影像的分辨率；而鑲嵌過程則能夠使影像更加完整和美觀。整個預處理過程相輔相成，為后期的應用及分析過程打下了良好的基礎。

參考文獻

[1]高分一號.中國資源衛星應用中心[EB/OL].

[2]潘勇.遙感圖像數據預處理研究[J].數字技術與應用，2010.

作者單位

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Abstract: Is big scale geography the diagram occupy the position of equal importance in economic development and the development, but the renewal of big scale geography diagram is more slow-moving, with as far as to can not satisfy the demand of social production.For the sake of the method and technique of the research and the study great scale geography diagram renewal, made use of QuickBird satellite image to carry on some mineral area about 400 square kilometers 1:2000 production of scale geography diagram renewals experiment.The problem met to the more recent process, method and in the interval carried on a study, put forward the conclusion and suggestion of function and drew lessons from for similar work providing.

關鍵詞：遙感影像；1：2000 地形圖；地形圖更新；調繪

Keyword: Yao image;1:2000 geography diagrams;The geography diagram renews; Adjust to draw

中圖分類號：R445 文獻標識碼：A文章編號：

0.引言

地形圖是國家各個部門、各項工程建設中必需的基礎資料，通過地形圖可以獲取多種、大量的信息。隨著改革的進一步深入，國家加大了基礎設施建設的力度，用于城市規劃、工程設計、施工放樣等的地形圖需求量增多，且現勢性要求高。為了滿足城鄉發展建設的需要,提高地形圖現勢性，地形圖更新問題就顯得尤為重要；然而地形圖的更新情況不很樂觀[1]。本文結合某礦區1：2000 地形圖更新工程，探討利用QuickBird衛星影像更新1：2000 比例尺地形圖的方法、流程和其間遇到的問題。

1. 數據預處理

1.1 QuickBird 衛星影像處理

⑴ 遙感影像處理的工作流程：影像數據的處理是整個更新工作的關鍵，因此，確定影像處理的工作流程是十分重要的。影像處理的工作流程如下：

圖1 遙感影像處理流程圖

⑵ 糾正精度的控制：遙感影響的糾正過程中，X 殘差、Y 殘差、以及RMS(Root MeanSquare 即均方根中誤差)都控制在1 個像素之內，很好的滿足了技術規范的要求；如果糾正的精度超過標準，則回到糾正模式下，調整GCP 的輸入重新進行幾何糾正，直至達到需要的精度為止。

1.2 紙制地形圖的矢量化

掃描紙質地形圖時，要確保地形圖的完整無損、無折皺；矢量化的過程中要按照地理信息系統的標準做好分層矢量化，以及屬性數據的錄入。具體流程如下：

圖2 地形圖矢量化流程圖

1.3 遙感影像和數字線劃圖的疊加配準

將分幅后的遙感影像和數字化完畢的數字線劃圖導入測圖軟件或地理信息系統軟件進

行疊加配準。

2. 地形圖的更新

在更新系統中，經影像與矢量圖疊加配準后，便可以采用屏幕數字化的方式進行變化地物(主要是居民地、道路、水系、植被等)的更新(增、刪、減等)[2]。

2.1 建筑物的更新

建筑物是大比例尺地形圖中的主要地物，因此，對于建筑物的更新是地形圖更新工程中一個相當重要的部分。

由于工作區范圍內的建筑物多為農村的四點平房，并不存在太多的邊界線遮掩問題；所以在遙感影像上對建筑物的識別比較簡單。但是，由于樓房以及工廠棚房與平房在遙感影像中并沒有很明顯的區別，所以，對于這些地物的判讀必須由外業調繪人員到實地調查完成。

2.2 道路的更新

由于鐵路以及高速公路的形狀規則、特征明顯，所以通過遙感影像很容易進行判讀。但是對于等級公路、等外公路、大車路等，只能做大概的判斷，由外業人員進行調繪處理時再做必要的補充。

2.3 水系的更新

按形狀劃分，水系大致可分為兩種類型：線型水系(如河流、溝渠)非線型水系(如湖泊、池塘)。

⑴ 線型水系的更新：根據水與河岸在影像上呈現的色調不同，可以容易地確定水涯線的位置，然后利用屏幕數字化的方式直接進行更新。

⑵ 非線型水系的更新：工作區范圍內存在大量的池塘，對于池塘的更新也是我們這次更新的一個重要環節。根據了解到的當地情況，集中分布的池塘多為魚塘，而零星分布的池塘多為普通的池塘。依據這個經驗，我們對工作區范圍內的池塘進行了分類；經過后續的外業調繪發現，對于池塘的判讀準確率是相當高的。

2.4 植被的更新

植被主要包括耕地、林地、草地等。由于工作區范圍內多為農村，因此，對于耕地類型

的更新是植被更新的關鍵。

由于采用的QuickBird 影像成像于2005 年11 月，此時正值該地區的農閑時節，所以不能從影像中判讀植被的類型。在實際的操作中我們基于以下兩原則對植被類型進行了判讀：

① 由于水田具有比較大的田埂，因此在影像上水田表現為具有明顯的邊界。

②水田土壤的含水量高于旱地土壤的含水量，所以在影像上呈現的色調較深。經過后續的調繪發現，通過以上兩點原則較好地區分了耕地的類型。

2.5 外業調繪及補測

⑴ 調繪：更新矢量地形圖時，影像上無法判讀的地物必須借助外業調繪進行確定。外業調繪主要作用是：對室內解譯成果進行驗證，對線狀地物寬度實地量測，對新增地物的名稱注記進行實地調查[3]。調繪過程中主要進行了以下兩部分的工作：

①不確定地物的調繪。很多相似的地物僅通過影像圖是很難判讀的，例如：平房與棚房、圍墻具體界限、果園與林地等。對于這部分內容一定要到現場親自調查以確定其類型，尤其是對于植被類型，要以地類界進行詳細的劃分。

②注記數據的調繪補充。其調查內容可分為以下幾種：樓房的層數、企事業單位的名稱、村名、公路名稱及等級、河渠名稱及走向等。

⑵ 補測：補測是地形圖更新中相當重要的部分，起著數據補充的重要作用。在實際操作過程中我們針對以下兩種情況進行了補測：①用戶未提供矢量化地形圖的地區。②地物變更范圍比較大的地區。對所有需要補測的地區均采用GPS 和全站儀進行了補測，并把所有結果都記錄在線劃圖上。將外業調繪和補測的修改、新增、和變化地物的信息添加到地形圖中，通過編輯處理形成用戶需要的最終成果。

3. 結論及建議

⑴ 作為更新數據源的QuickBird 影像，其質量的好壞直接影響成果的精度。工程中采用的該礦區QuickBird 影像清晰度好，分辨率高，傾角小，為工程的成功開展提供了良好的前提。

⑵ 使用本方法更新了該礦區約400 平方公里1：2000 地形圖，作業時間短；精確度高（遙感影像的空間分辨率達到0.6m,用RTK 進行GPS 定位測量影像糾正后的點位絕對誤差只在0.2m 左右）。滿足了用戶的需要，為地形圖的更新提供了新的經驗。

⑶ 實際操作中發現，僅憑影像圖的目視解譯判讀地物是不可靠的，必須要親自調查才能確定地物類型及其屬性。因此，在地形圖的更新中要加大調繪在整個更新工程中所占的比重。

參考文獻

[1].江宏軍，馬永生.地形圖更新方法初探[J].測繪通報，2004，(7)：54-56.

[2].康家銀，利用QuickBird 高分辨率遙感影像更新城市大比例尺地形圖的研究[D].遼寧省阜新：遼寧工程技術大學測繪與地理科學學院、2004.

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關鍵詞：GeoEye 1衛星 技術指標 衛星影像

中圖分類號：P236 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（a）-0033-02

GeoEye系列衛星是IKONOS和OrbView的下一代衛星。2005年，SpaceImaging公司（IKONOS的所有者）因為競標失敗，未得到美國政府訂單，被OrbImage公司（OrbView的所有者）收購。合并后的公司改名為世界上最大的商業高分辨率遙感衛星運營公司，其計劃中的衛星OrbView-5繼承了IKONOS和OrbView-3兩顆衛星的設計優點，并在最近計劃里改名為GeoEye 1。OrbImage公司2008年9月份發射成功，將GeoEye 1送入軌道，并于12月份開始提供商業影像產品。

GeoEye 1衛星的全色影像具有全色波段0.41 m的空間分辨率，4個波段藍、綠、紅和紅外的多光譜影像1.64 m的空間分辨率，影像幅寬能夠達到15.2 km。GeoEye 1衛星重訪周期小于1.5 d，影像采集速度也有明顯提高。在沒有地面控制點的情況下，GeoEye 1單張影像能提供3 m的平面定位精度，立體影像能提供4 m的平面定位精度和6m的高程定位精度。

附：GeoEye 1衛星主要參數表1和表2

GeoEye 1遙感影像圖1、圖2、圖3、圖4、圖5。

由于GeoEye 1數據具有高精度、高空間分辨率、高光譜等優勢，在生產生活的各個領域都受到了極大的應用。

濟南市勘察測繪研究院田永明、王鴻、張興國、顧曉莉曾于2010年利用GeoEye 1衛星影像制作過濟南市南部山區1：5000衛星影像圖。他們采用4個單波段16bit影像和一個全色波段16bit影像進行制作，首先對影像進行了預處理，包括大氣校正、控制點數據修正、多光譜數據與全色數據融合以及DEM數據采集，之后對影像正射糾正、鑲嵌、裁剪、色彩調整和比例尺修正等，最后輸出制作好的衛星影像圖。

吉林省公路勘測設計院的胡雪峰、程海帆、李鳳尊以及武漢大學的胡慶武和曾力也曾利用GeoEye 1立體像對對公路勘測進行輔助。因為GeoEye 1衛星具有高精度恒星定位儀、高精度GPS接收機和高精度慣導，所以能夠對公路勘測進行立體定位。同時高分辨率的影像在公路勘測前期也可為公路選線提供影像圖和帶狀地形圖。在公路勘測中利用GeoEye 1立體像對還能夠進行數字高程模型（DEM）、數字正射影像（DOM）、數字線劃圖（DOM）的生產等等。

該文提供的是分辨率為2m的GeoEye影像，區域為廣西省玉林市興業縣南鄉六連路段及其周邊地區，該影像成像時間為2009年9月27日。

下圖為GeoEye 1遙感衛星藍色波段所獲取的一景影像。

圖2顯示的是GeoEye 1遙感衛星綠色波段所獲取的玉林市興業縣南鄉六連路段一景影像。

圖3顯示的是GeoEye 1遙感衛星紅色波段所獲取的當地的一景影像。

圖4顯示的是GeoEye 1遙感衛星紅外波段在同一時段同一地點所獲取的一景影像。

圖5顯示的是GeoEye 1遙感衛星全色波段在所獲取的一景影像。

參考文獻

[1] 曹力，劉偉.Quick Bird影像制作1：10000 DOM方法探討[J].地理空間信息，2008（6）.

[2] 張利平，崔永利，王寶山.不同地形條件下Quick Bird影像正射糾正精度分析[J].測繪與空間地理信息，2009（4）.

[3] 田永明，王鴻，張興國，等.利用GeoEye影像制作濟南市南部山區1∶5000衛星影像圖[J].城市勘測，2010（4）.

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近年來，隨著航天航空遙感技術的發展、高分辨率衛星遙感影像的民用化、遙感和GIS集成的關鍵技術取得突破以及“數字地球”計劃的實施，遙感的應用領域正在進一步擴大。對于**這樣經濟高速發展的特大城市而言，城市面貌日新月異，土地利用、房屋類型和結構、地礦資源的變化也越來越快，對于行業管理部門來講，如何利用現代空間信息技術，改造和優化傳統的行業管理理念和模式，做到變被動管理為主動管理，變事后管理為事前管理，已經成為衡量管理水平的重要標志。

遙感影像以其直觀性和現勢性越來越受到許多行業和部門的青睞，如今，遙感技術已在國土資源管理、災害預測、農作物估產、環境監測等領域得到了越來越廣泛的應用。國土資源部自1999年開始，每年都利用衛星遙感技術對全國許多大中城市的土地利用情況進行了動態監測，**是調查和監測的重點城市之一。**市建委信息中心和**市航空調查辦公室于2**0年初完成了**市第三輪航空遙感調查，并開展相關的應用和研究，為房地資源行業應用遙感技術輔助管理提供了啟示。同時，隨著現代計算機技術、網絡技術、海量存儲技術等同步、快速發展，也使得遙感技術“從實驗室研究真正走向行業管理和應用”成為可能。

正是在這個背景下，20**年7月，我局列“遙感影像在房地資源管理中的應用研究”課題，旨在將新型遙感技術與日益發展變化的**房地資源管理結合起來，為行業管理提供一種科學、高效、快速的輔助支持決策工具。事實上，遙感技術的應用幾乎可以覆蓋到每個業務部門。通過遙感影像，我們可以以最快的方式了解周圍環境的變化（如土地利用的現狀及其動態變化的情況、舊區改造和房屋動拆遷的變化、沿海沿江灘涂增長等等）；為我們提供第一手的直接的信息，快速更新已有的GIS數據庫信息，為行業管理服務，為政府決策支持服務。

在遙感技術和遙感影像的研究方面，**市建委信息中心和遙感辦研究了“航空遙感信息在城市建設和管理中的綜合運用破解研究”的專題，涉及到了“市區民居建筑類型和二級舊里”的研究，為我們開展進一步的研究提供了很好的幫助。在房地資源行業中的應用方面，主要有北京市利用IRS衛星遙感影像進行1:1****土地利用現狀調查；天津市利用SPOT衛星遙感影像每季度進行土地利用執法監察，但是，效果并未達到預想的目的。將遙感影像與整個行業管理相結合，進行全面的、深入的應用研究則還沒有。

經過三年來的研究和應用，我局利用遙感影像在房地資源的全方位應用和研究方面作了大量的工作（如遙感影像用于外環線內的舊區分布調查、房屋建筑類型調查、全市范圍內的土地利用現狀調查、沿江沿海灘涂調查等），有了明顯的突破，成果均在行業管理中得到了很好的應用。

二、研究內容

課題在立項時提出的研究內容為：建立土地利用、房屋類型光譜特征庫；在行業管理中應用、建立遙感影像庫以及三維建模等研究。在課題研究和項目實施過程中，課題組負責、組織和參與了所有與遙感及其相關項目全過程的研究和應用，全面、出色、超額完成了課題既定的任務，為行業管理提供了全面、科學、真實、可靠的依據。主要研究內容如下：

（一）在基礎研究領域，課題組在研究遙感信息源，比較衛片和航片異同，以及遙感影像處理方法的基礎上，著重研究了解譯標志庫，制作了不同居住房屋類型的航空遙感影像標志庫和不同土地類型的衛星遙感影像標志庫。

（二）在土地利用現狀調查和動態監測領域，我們利用不同分辨率的遙感影像進行了農用地本底調查和變更調查試驗研究。在此基礎上，創新性地采取了“利用高分辨率的遙感影像，結合權籍信息系統數據，以內業判讀為主，外業調查為輔”的技術路線，在較短的時間內全面調查了**市土地利用現狀，得到了科學、客觀的土地利用現狀數據，為新一輪土地利用規劃修編奠定了良好的基礎。同時，將不同時相的衛星遙感影像運用到土地執法檢查和動態監測領域，利用人機交互、目視解譯的方法，發現土地利用變化圖斑，為現場快速調查和處理違法用地提供了依據。

（三）在房屋調查領域，開展了遙感影像應用于高層建筑分布調查和建筑密度調查的研究；開展了遙感舊區調查研究，并將研究成果運用于舊區改造日常管理和動態監測。

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關鍵詞：遙感影像；并行計算；密集匹配；快速處理；流程研究

引言

隨著遙感影像使用范圍越來越廣泛，現在已經成為提供空間信息的重要數據源。遙感數據的應用范圍擴大到各個社會信息服務領域，發揮著重大作用。經過定向后的遙感影像數據可為測繪、城市基礎地理信息動態更新、國土資源調查、生態環境監測、災害監測、海洋資源、農業監測、快速響應等不同的領域提供相應的地理信息數據。

傳統影像處理需要高性能的計算機，并且配備多種影像數據處理軟件協同作業，各工序僅對流程負責，數據處理效率低，精度差?，F代遙感影像的獲取頻率越來越快，同時數據量也越來越大，傳統的基于串行計算的處理方式已很難滿足高效率的生產需求和快速響應，因此必須采用并行計算來快速地對大區域影像進行處理，提高數據處理效率。

1. 并行處理技術簡介

1.1 并行技術處理種類

現代計算機并行處理技術主要有基于CPU和基于GPU這兩大類處理方法，各有相應的具體處理方案，如通過CPU加速的MPI、OpenMP、PVM等，還有Intel的TBB等；基于GPU的有NVIDIA的CUDA和ATI的Stream技術。本試驗根據數據特點和計算機硬件配置情況，采用基于GPU方法的軟件系統進行影像的快速糾正試驗。

1.2 GPU并行處理優勢

1.2.1 高效的并行性

在目前主流的GPU中，配置多達16個片段處理流水線，6個頂點處理流水線。多條流水線可以在單一控制部件的集中控制下運行，也可以獨立運行。GPU的頂點處理流水線使用MIMD方式控制，片段處理流水線使用SIMD結構。相對于并行機而言，GPU提供的并行性在十分廉價的基礎上，為適合于在GPU上進行處理的應用提供了一個很好的并行方案。

1.2.2 高密集的運算

GPU通常具有128位或256位的內存位寬，因此GPU在計算密集型應用方面具有很好的性能。

1.2.3 超長圖形流水線

GPU超長圖形流水線的設計以吞吐量的最大化為目標（如NVIDIA GeForce 3流水線有800個階段），因此GPU作為數據流并行處理機，在對大規模的數據流并行處理方面具有明顯的優勢。

2. 遙感影像快速處理應用

2.1 應用區簡介

試驗區內覆蓋46景P5影像，布設外業控制點68個、檢查點17個，用于區域網平差的解算及精度檢查；在立體模型中選取26個檢測點，用于檢測DEM和DOM成果精度。試驗區范圍及控制點分布（見圖1）。

2.2 使用的軟硬件

主要軟硬件設備包括集群式影像處理系統PCI GXL軟件及可進行圖形、圖像處理的高配置計算機等。

2.3 應用區生產

2.3.1 稀少控制區域網平差

（1）建立測區工程

建立測區工程，設置工程參數及投影坐標系、控制點文件、DEM格網間距及正射影像分辨率。同時根據影像之間的相互關系設置影像列表，導入衛星影像并建立模型。

（2）區域網平差

首先利用軟件對所有影像自動進行連接點的量測，然后對控制點進行預測，人工輔助量測控制點，最后采用“RPC測區絕對定位”解算方法對區域網進行平差解算，剔除掉粗差點，得到滿足精度的區域網平差結果，控制點平差結果見表1。

表1 區域網平差結果（單位：m）

[類型＼&個數＼&平面中誤差＼&高程中誤差＼&平面最大誤差＼&高程最大誤差＼&控制點＼&68＼&1.385＼&0.836＼&2.723＼&1.042＼&檢查點＼&17＼&4.667＼&1.436＼&6.679＼&1.496＼&]

2.3.2 DEM及DOM生產

首先利用區域網平差定向后的影像進行DEM密集匹配，然后利用擬合、平滑、內插、定值等工具對密集匹配結果進行編輯，得到滿足精度的DEM數據，最后利用DEM數據采用并行計算的方法對影像進行批量糾正，得到DOM數據。DEM及DOM批量鑲嵌結果見圖2。

2.3.3 精度統計

利用立體模型量測的檢測點對DEM及DOM進行精度檢測，檢測結果見表2。

2.3.4 效率統計

數據處理整理耗時情況見表3。

3. 結論

通過生產試驗表明，利用并行處理技術對大區域遙感影像數據進行區域網平差后制作的DEM與DOM精度能夠滿足不同比例尺規范的相關要求，同時并行處理技術能夠簡化生產流程，大幅度提高運算效率并減少運算時間，特別在對大區域遙感影像進行處理時，優勢明顯。

參考文獻：

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篇6

關鍵詞：現代科技發展、攝影測量、遙感

二十世紀發展起來的攝影測量學，特別是航空攝影測量是我國傳統測繪重要組成部分，在大地、航測和制圖三大組成部分中，航測是測制地形圖的最基本手段。由于高科技的發展，攝影測量正受到史無前例的影響，正在經歷一場深刻的變革，本文主要介紹現代科技發展對攝影測量與遙感技術的影響，目前發展方向，以及發展中存在的問題。

1計算機發展對攝影測量的影響

1.1攝影測量的回顧

攝影測量經歷了發展的三個階段，即模擬、解析和全數字測圖。在計算機水平發展還不高時，測圖無法用計算機來實現，只能用機械模擬的辦法，例如多倍儀和各種精密全能測圖儀，還有為了降低造價，利用簡化公式設計的模擬儀器。這些儀器由于精度要求極高，因此制造困難，價格昂貴。這些儀器在測繪事業中起到了一定的歷史作用。

1.2計算機發展對攝影測量的影響

航空攝影測量是傳統地形圖的基本手段，通過測量航空像片計算地面真實坐標。航空攝影測量工作者早就關注計算機在該領域中的應用，但是由于這種計算極為復雜，因此隨著計算機的發展，計算機在攝影測量中的應用才逐步深入。

隨著計算機的不斷發展，攝影測量中最困難的測圖部分用計算機來解決，從而使攝影測量步入計算機處理的新時代，使得攝影測量產生了巨大的變化，該變化可從下列四個方面得到反映。

（1）測量儀器的徹底改變

傳統攝影測量儀器主要分二大類，一類用于測量像片的坐標，用于加密，提供測圖時控制點坐標。第二類是用于測圖，通常為機械模擬方式。這些儀器由于精度高，制造比較困難，過去大部分從德國、瑞士進口，價格自然昂貴。而現在只要有高精度像片數字化儀和基于計算機的處理系統，便可實現航測生產的全過程。這些儀器與原來儀器相比，具有結構簡單、體積小、重量輕、價格低、效率高等特點。如果將來航空攝影采用數碼像機，直接得到數字影像，到那時像片數字化儀都不要，利用基于計算機的一些處理系統便可實現地形圖等測繪產品的生產。由此可看出，計算機的發展對航測儀器帶來了徹底變革。

（2）產品形式的改變

由于計算機的發展，測繪生產的產品模式發生了根本變化，由過去的模擬表達方式改為全數字形式，即4D產品。在數字測繪產品生產中，首先應重視數據的格式，即制訂數據生產標準。目前各國的標準不一致，因此在用數據前，必須先了解數據格式，否則無法應用。在數字測繪產品中，另一重要轉變是產品的管理，在模擬圖時代，利用倉庫儲存，用戶親自領取的方式。在數字時代，利用計算機管理，公用數據可以上網，用戶從網上直接下載數據。在管理上更為科學，使用更為方便。

（3）生產工藝的改變

由于處理方法和產品形式的改變，使得生產工藝流程也產生重大變化，朝著簡單、高效方向發展。模擬產品生產中一個重要缺陷是繪圖結果不能有效利用，從生產原圖到出版須重復標描多次，而在數字產品生產中該問題就不存在。由此也導致航測與制圖無明確分界?，F在的生產工藝流程主要包括下列部分：航片數字化，把模擬圖像變為數字影像；影像處理和信息提取，包括影像幾何糾正及產品信息的提取與編輯；建立數據庫，實現數據的有效管理和應用。

（4）理論方法上的改變

在過去，攝影測量主要著重模型的研究，目的是為了提高測量精度，而現在計算機的水平，對攝影測量計算而言，已根本解決，可以用最嚴密的公式計算，解算精度能得到完全保證。攝影測量幾何模型已不再是研究的重點，而轉向影像匹配與信息自動提取方面。影像匹配是數字攝影測量的核心，數字攝影測量的效能能否得到充分發揮在某種程度上取決于影像自動匹配的水平。影像匹配不僅在數字攝影測量中占有重要地位，同時也是計算機視覺目標自動識別的核心，為此影像匹配引起許多學者的關注。經過多年研究，結合計算機發展水平，影像匹配已從理論研究走向實際應用，這是攝影測量取得的重大進展。由于地面影像極其復雜，影像匹配尚不能做到完全成功，目前當匹配失敗時尚需人工干預。在信息提取方面，已進行了大量研究，有些進展，但距實際應用尚有較大距離，這方面是今后應努力研究的方向。

2 空間技術發展的影響

20多年來，航天遙感得到了較大發展，獲得了大量衛星影像，并在許多領域已有成功的應用。

隨著科學技術的發展，航天遙感不僅走向成熟，同時又提出了新的要求，其中有二個特點，其一是地面分辨率愈來愈高，美國在南斯拉夫所用軍事偵察衛星地面分辨率為0.1m。在衛星發射計劃中，許多國家或公司將要發射地面分辨率為1m的衛星。美國在“數字地球”計劃中，分辨率為1×1m的全球影像是其中重要內容之一，這些高分辨率影像將來主要靠航天遙感來獲得。

其二是面向全球變化監測，我們賴以生存的地球由于人類活動的影響正在發生不斷變化，許多自然現象及變化規律尚不清楚，為了進行研究，必須獲得大氣圈、水圈和生物圈的各種數據，須對地球表面的陸地、海洋及大氣層進行全面監測，為此美國提出了地球觀測系統（EOS）計劃，衛星上傳感器共有19種。

雷達衛星也是以后發展的重要方向，信息獲取不受氣候影響的特點吸引著人們的普遍關注，雷達衛星的特有特性為應用開辟了廣闊前景。我們在這方面研究尚不夠，有待進一步加強。

為了應用需要，必須對航天遙感影像進行處理和分析，鑒于航天遙感影像具有數據量大、分析復雜等特點，因此對處理設備和方法提出了新的要求，對許多相關領域引起重要影響。

利用衛星遙感獲取各種信息是目前最有效的方法。在實現數字地球的今天，衛星遙感更顯示出它的重要性。數字地球可以看成是一個虛擬地球，把地球上的各種信息以數字形式表達，實現多分辨率、三維形式的地球的描述。要把整個地球上的信息數字化，進入計算機管理，其工作量極大，在開始階段，可以從已成圖的資料提取部分信息，但是從長遠觀點、從信息更新角度，衛星遙感是提供信息源的最有效手段和保證。

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關鍵詞：無人機 影像數據 空三加密 土地利用變化監測

中圖分類號：V279文獻標識碼：A 文章編號：

THE UNMANNED AERAIL VEHICLE IMAGE DATAAPPLIED TO

THE LAND USE CHANGE MONITORING

Abstract: This paper introduces the free-net automatic aerial triangulation encryption process by use of the Unmanned Aerial Vehicle (UAV) image data with GPS data, and then use the results to match the DEM ,and product DOM. Then contrast with the 2009 satellite orthophoto, extract the land use change monitoring map spots and area statistics analysis by image registration, overlay analysis, recognition, detection and localization. Finally, obtain the remote sensing map of the land use change monitoring after map decoration and overlaying the UAV’s DOM data with the change monitoring map spots data, the region's main administrative village name, road name and kilometer grid.

Key words: Unmanned Aerial Vechicle;image data;land use;change monitoring

1引言

人類利用土地的過程是不斷變化的，各國政府一直進行著不同層次的土地資源及其利用， 土地利用動態遙感監測是基于同一區域不同年份的同一時相影像間存在著光譜特征差異的原理，來識別土地利用狀態或現象變化的工作。隨著經濟的快速發展,我國土地利用結構發生了明顯的變化,及時、精確掌握土地資源的數量、質量分布及其變化趨勢,關系著土地資源的持續發展與規劃.隨著土地利用變化遙感動態監測研究的深入,特別是應用高分辨率遙感數據,進行不同時期土地利用類型轉換的監測越來越重要。不僅要獲得土地利用變化信息,而且要獲得變化的類型,其實質是獲得不同監測時期的土地利用變化信息。

在我國各領域信息化建設均飛速發展的形勢下，數字城市、數字國土、數字林業、數字環保、數字公安、數字能源等數字化建設進程明顯加快，并已經取得一定的成果。根據需要，及時的修編和更新地圖，建立定期更新的地理數據庫，動態監測土地利用變化情況，以及衍生各類最新時相的專題圖都是需要迫切解決的問題。目前制約這類動態監測的首要因素是能否具備實用化的，高分辨率，連續穩定并能快速接收使用的監測數據源。近年來, 無人機數字低空遙感憑借其低成本、快捷、靈活機動等顯著特點,已成為衛星遙感和常規航空遙感數據獲取的有效補充手段，被廣泛應用在地質環境與災害調查、土地利用動態監測、地形圖更新等領域。

2 無人機航攝的優勢

無人駕駛飛機(簡稱無人機)是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機。無人機技術是由飛行平臺載體、機載遙感設備和相應的地面輔助設備構成的一種高科技航空信息系統,它主要用于應急和搶險救災,獲取地理、地面地形信息,預警與軍事,以及地下的地層、地質信息等方面。

無人機之所以深受青睞,追根結底在于它的優點多：

1）能快速夠獲取低空高分辨率影像。無人機可按預定飛行航線自主飛行、拍攝，航線控制精度高，飛行姿態平穩，飛行高度從50m至4000m，可以進行云下航攝飛行，從而能盡可能保證拍攝工作及時、準確地完成。無人機搭載的高精度數碼成像設備，航拍的影像具有高清晰、大比例尺、小面積、高現勢性的優點，特別適合獲取帶狀地區航拍影像（公路、鐵路、河流、水庫、海岸線等）。

2）與傳統的航天、航空遙感手段相比，其起飛降落受場地限制較小，在操場、公路或其它較開闊的地面均可起降，其穩定性、安全性好，轉場等非常容易。另外其操作靈活、維護使用成本低，經濟實用，飛行控制人員培訓時間短，在獲取航拍影像時不用考慮飛行員的飛行安全，對獲取數據時的地理空域以及氣象條件要求較低，能夠解決人工探測無法達到的地區監測功能。

3）無人機平臺自主性強，機載數據獲取系統可設置不同的傳感器，可用于應急和搶險救災、環境保護、資源調查與監測等領域，易于推廣且具有形成產業化的特點。

3 土地利用變化監測

筆者選取無人機拍攝的東莞市蒲田區的影像數據進行土地利用變化監測，測區位于東莞市左上角部位，絕大部分地區屬于平地區域，局部地區屬丘陵區域，測區內人口居住密集，經濟發達，土地利用情況復雜多變。

測區使用無人機進行雙拼相機航拍，在航拍后對同一曝光點拍攝的前、后視兩張航片進行拼接得到曝光點的影像數據，該數據用于空三加密并制作DOM數據作為變化監測的后時相影像。

另外測區內收集有覆蓋了全測區范圍的Quikbird全色與多光譜融合的正射影像，地面分辨率為0.5m，獲取日期為20090908，該數據是作為配準糾正控制點讀取來源和土地圖斑變化監測時的前時相影像數據。

利用無人機影像進行土地利用變化監測過程的總體技術路線如圖所示：

3.1無人機影像影像處理技術

與傳統航空影像相比，無人機影像使用工業級CCD改裝的數碼相機拍攝，這種相機為非量測相機，較之傳統的測繪航空攝影儀存在著較大光學畸變差和CCD陣面非正交性所產生的誤差，不能直接用于空三加密。這就要求在進行航空攝影前進行相機畸變檢較，然后對獲取的影像數據進行畸變差改正。由于CCD數碼相機拍攝的影像像幅較小，像片數量多，影響后續處理工序，目前較多的是在進行航空影像拍攝時，使用檢較過的相機進行雙拼拍攝，獲取同一曝光點的前、后視影像，然后再對同一曝光點拍攝的前、后視兩張影像進行拼接得到曝光點的航攝數據。

無人機影像的空三加密過程與常規航空影像處理途徑基本一致，針對無人機影像畸變大、重疊度不夠規則、像幅較小、像片數量多、傾角過大且傾斜方向沒有規律、航攝區域地形起伏大、高程變化顯著等特點，使用高分辨率遙感影像數據一體化測圖系統PixelGrid能夠快速高效完成無人機遙感影像從空三加密到DEM/DSM、DOM等產品的生產任務。該系統采取了基于尺度/旋轉不變特征和多基線影像匹配技術的全自動連接點選取及配準方法以及集群分布式并行處理功能使空三加密、DEM匹配以及正射影像糾正工序實現高度自動化處理。

區域網平差解算可以采用無地面控制點的GPS輔助空三加密，加密成果坐標系與GPS數據一致，加密精度與GPS數據精度相當。然后利用加密成果匹配生產數字高程模型（DEM），并進行DEM濾波處理后進行單片微分糾正，將單片糾正結果通過鑲嵌裁切得到監測區域的DOM數據。

3.2 土地利用變化監測工作底圖制作

利用收集到的前時相衛星遙感影像作為控制基礎，選取同名點對鑲嵌后無人機DOM數據進行多項式配準糾正，為了保證糾正精度，配準中誤差不超過2個像素，同名點均勻分布于無人機DOM數據范圍內。糾正后應進行無人機數據與衛星遙感影像進行套合檢查，套合精度一般不大于5個像素，如達不到配準精度要求，應增加控制點重新進行配準糾正。對配準糾正后DOM數據按鄉鎮境界范圍外擴100米進行裁切分幅，得到分鄉鎮DOM數據，作為變化監測的后時相影像數據。

3.3土地利用變化監測過程

利用Arc GIS軟件，以衛星遙感影像為基礎，根據配準后得到無人機DOM正射影像通過自動提取變化圖斑和人機交互式提取變化圖斑兩種方法相結合來進行變化圖斑的分析提取，按照實際影像的變化范圍采集相應的變化圖斑范圍，并對每一圖斑進行面積統計和賦予相應屬性信息。圖斑提取完成后制作圖斑分析表格，表格中以圖斑為單位，每個圖斑為一條記錄，并有唯一的標識碼與圖形數據相對應，有鎮區、面積、中心點坐標、標識碼等要素，通過統計表格分析，可清楚了解土地利用的變化情況。

每個圖斑包含的屬性信息見表1。

表1：變化圖斑提取成果屬性表

屬性項 代碼 屬性值

行政區代碼 XZQDM 441900128

縣名稱 XMC 東莞市

鄉鎮名稱 XZMC 中堂鎮

前時相 QSX 20090908

后時相 HSX 20100708

中心點東坐標 XZB 19768291.9

中心點北坐標 YZB 2553291.9

監測編號 JCBH 93

變化圖斑監測面積 JCMJ 48.2

變化圖斑備注 BZ 1

3.4 土地利用變化遙感監測圖制作

將分鄉鎮提取的土地利用變化監測圖斑數據、監測區內行政村名注記和主要道路名稱注記疊加分鄉鎮DOM數據上，圖斑的檢測編號應在對應的圖斑位置上進行表示，并疊加鄉鎮境界數據和公里格網并進行圖廓整飾，然后按一定的比例尺打印輸出成TIFF影像格式，輸出影像像素分辨率為0.5米，得到土地利用變化遙感監測圖。

3 結束語

無人機低空航攝具有靈活機動、高效快速、精細準確、作業成本低的特點,在小區域和飛行困難地區快速獲取高分辨率影像方面具有明顯的優勢。隨著無人機與數碼相機技術的發展,基于無人機平臺的數字航攝技術已顯示出其獨特的優勢，無人機與航空攝影測量相結合使得“無人機數字低空遙感”成為航空遙感領域的一個嶄新發展方向，在應急數據獲取、地質環境與災害調查、土地利用動態監測、地形圖更新等領域有著廣闊的應用前景。

參考文獻

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關鍵詞：數字化技術；全球衛星定位；數字攝影測量；遙感

Abstract: With the development of mapping technology, space technology, electronics and information technology are integrated into engineering measurement methods; the new mapping technologies not only improves the efficiency of the engineering survey, but also to reduce the burden of measuring staff, reducing thethe error and improve the measurement accuracy. This paper describes the application of the new mapping technology in the engineering survey.Key words: digital technology; global positioning satellite; digital photogrammetry; remote sensing

中圖分類號：P237 文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2012）02-

隨著電子技術和激光技術的發展，光電結合型的測繪儀器對傳統的測繪儀器方法產生了深刻的影響。以衛星遙感、全球定位系統為代表的空間測量方法對地觀測技術在測繪科學中的應用日趨成熟，以計算機技術、系統科學為基礎的地理信息系統的出現和應用為多源測繪信息的獲取、分析、管理、處理及其充分應用提供了有力的技術支持和保障，現代測繪技術正在經歷著一場深刻的變革。

1、測繪新技術的應用

（一）地圖數字化技術

要建立GIS系統，須對原有地圖進行數字化處理，對于精度滿足工程需求的紙制地圖，可通過數字化儀將其輸入計算機，經軟件處理后生成相應的數字地圖，對于一些比例尺較大的地形圖，可通過掃描矢量軟件自動提取地圖信息。

與以往的測圖方法相比，地圖數字化技術具有以下優點：

1）以往的測圖方法需重復工作以繪制不同比例的地形圖，而數字化測圖可先測大比例地形圖，在需要小比例尺測圖時只需補充即可；

2）數字化測圖的數據處理過程避免了人為的誤差及誤差傳遞，所測結果精度較高；

3）數字化產品便于保存，不易損壞，保證了地形圖的不變形性，且圖形易于修改，再次利用時對圖形進行更新即可。

（二）數字化成圖手段

數字化成圖首先要查看有無原有圖紙，若有則對圖紙掃描以得到矢量電子地圖，若無則需進行外業數據的采集，在采集時必須準確應用地物代碼，按照要求對測站點進行檢測，完整的記錄下地形特點，制定出科學的矢量方案，在得到矢量版電子圖后，根據地形的特點再對圖形進行相應的修改，符合要求后，即可存儲為電子地圖并打印輸出。

當前數字化成圖技術采取的作業模式有兩種：

1）內外一體化作業模式，其采用設備為全站儀及電子手簿等，作業的流程為：外業繪制草圖及數據采集編制引導文件及數據通訊編碼引導編碼轉換圖形生成圖形輸出。采用此種作業模式的優點在于測得數據精度較高，人員分工明確。

2）電子平板的作業模式，它所采用的儀器為電子平板及全站儀，在現場測得數據后，直接輸入電子平板進行繪圖，并根據現場地形進行修改。

2、全球衛星定位技術的應用

全球衛星定位技術，簡稱GPS。 是美國研制的精密衛星導航定位系統。靜態定位中，GPS接收機在捕獲和跟蹤GPS衛星的過程中固定不變，接收機高精度地測量GPS信號的傳播時間，利用GPS衛星在軌的已知位置，解算出接收機天線所在位置的三維坐標。而動態定位則是用GPS接收機測定一個運動物體的運行軌跡。GPS信號接收機所位于的運動物體叫做載體。載體上的GPS接收機天線在跟蹤GPS衛星的過程中相對地球而運動，接收機用GPS信號實時地測得運動載體的狀態參數（瞬間三維位置和三維速度）。GPS 是一種可以定位 、 實時跟綜的導航衛星系統，用在測量上可以測距 、 測時，并根據測定數據進行空間交會定點， 可向全球任何用戶全天候地提供高精度的海、陸、空全方位三維導航與定位能力的衛星導航與定位系統。借助計算機及 GPS配套設備將提取的地面幾何和 物理信息變換成一系列數據，依據數據制出各種實用的地圖等 測繪產品 。

（一）CIS技術

GIS（地理信息系統）是利用計算機、空間科學信息、測繪遙感、環境和管理等采集 、 存儲的地球空間信息數據，將這些數據經傳輸 ， 處理 、 分析 后轉化為三維可視化顯示，并應用到實際工作中的空間信息系統。其技術優勢不僅在于它的集地理數據采集存儲、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數據流程，地理信息系統與其他信息系統的區別在于其存儲和處理的信息是經過地理編碼的，地理位置及與該位置有關的地物屬性信息成為信息檢索的重要部分。還在于它的空間提示、預測預報和輔助決策功能。目前，GlS不僅發展成為一門較為成熟的技術科學，而且已經成為一門新興的產業，在測繪、地質礦產、農林水利、氣象海洋、環境監測、城市規劃士地管理、區域開發與國防建設等領域發揮越來越重要的作用。

（二）數字攝影測量技術

數字攝影測量是基于數字影像與攝影測量的基本原理，應用計算機技術、數字影像處理、影像匹配、模式識別等多學科的理論與方法。航空攝影測量是大面積、大比例尺地形測圖、地籍測量的重要手段與方法，可以提供數字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖產品。全數字攝影工作站的出現，加上GPS技術在攝影測量中的應用，使得攝影測量向自動化、數字化方向邁進。隨著全數字攝影測量系統的應用，攝影測量產品已經從影像圖等向4D產品轉化（DEM，數字高程模型；DSQ，數字正射攝影圖；DLG，數字線劃圖；DRG，數字柵格圖），為建立各類專業的信息系統和基礎地理信息平臺提供了可靠的數據保證。

（三）RS技術

遙感技術是通過控制遙感衛星對地觀測以獲得基本地理信息的一種技術，也可以說是一種利用物體反射或輻射電磁波的固有特性，通過觀測電磁波識別物體及物體存在環境條件的技術。多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛星將成為對地觀測獲取基礎地理信息的重要手段。各種中小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來獲取，主要應用于城市地形圖，地籍圖等地形圖的影像及繪制，也可用于對水文地質，資源環境，土地等專題地圖的繪制。

（四）3S集成技術

3S技術的結合，取長補短，是一個自然的發展趨勢， 三者之間的相互作用行成了“一個大腦，兩只眼睛”的框架，即GPS與RS為GlS提供區域信息及空間定位信息，而GlS進行相應的空間分析以便從GPS和RS提供的海量數據中提取有用的信息并進行綜合集成， 使之成為科學的決策依據。諸如三峽工程、南水北調工程、西氣東輸、青藏鐵路等工程，其施工范圍大、物流量大、施工周期長等，而3S技術為該類大型工程提供了最有效的數據及信息采集、分析處理、表達決策的工具。

3、測繪技術的展望

新測繪技術不斷涌現，使得測繪作業必將趨于內外一體，數據的獲取及處理也將逐步轉變為全自動化，其發展的目的是為了進一步提高測繪作業效率，在條件允許的情況下采用新的科學的測繪技術，可以提高測量精度，加快工程測量進度。所有，我們期待測繪技術有更快更好的發展。

參考文獻

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篇9

近日，加拿大遙感圖像處理軟件及解決方案系統提供商PCI Geomatics公司聯合其中國獨家商北京天目創新科技有限公司，推出其最新研發的桌面軟件PCI Geomatica 10.2版本。該產品支持廣泛靈活的地理圖像工具，可進行空間數據處理及分析，還能幫助用戶有效采集圖像，為各個行業的應用提供支持。憑借自動化和全畫面以及矢量積分功能，Geomatica 軟件可與其他地理空間工具配合使用，將遙感、GIS、制圖集成在同一界面下，以便于在任何工作流程中進行數據獲取和分發，從而真正為用戶提供一系列地理成像自動化工作流程解決方案。

北京天目創新公司總裁程曉陽表示:“PCI Geomatics 10.2版本不僅具有強大的功能，比如支持超過100種不同的柵格、矢量數據格式的讀寫以及強大的空間分析功能，同時還解決了以往遙感處理軟件沒有定義80坐標系，以及數據需要轉換等諸多遙感影像處理中的技術難題?！?/p>

Geomatica V10.2的功能改進主要有: 對傳感器的支持，包括對RADARSAT-2、TerraSAR-X傳感器支持的強化和新增的對GeoEye-1 和 COSMO-SkyMed傳感器的支持; 增加了數據獲取的途徑，添加了多個免費數據網址及一些大的數據供應商網站的鏈接; 支持原始的ALOS K&C 鑲嵌文件及PNG 格式等GDB 更新; 通過影像與矢量或多邊形匹配實現地面控制點（GCP）自動采集。

篇10

關鍵詞：測繪新技術　工程測量　應用與研究

一、概論

全球定位系統（GPS）是“衛星授時測距導航/全球定位系統"的簡稱。該系統由美國國防部于1973年組織研制，歷經20年，耗資近300億美元，于1993年建設成功，主要為軍事導航與定位服務。GPS利用衛星發射的無線電信號進行導航定位，具有全球性、全天候、高精度、快速實時三維導航、定位、側速和授時功能，并具有良好的保密性和抗干擾性。GPS已成為美國導航技術現代化的重要標志，被稱為本世紀繼阿波羅登月計劃之后的又一重大航天技術。GPS不但可以用于軍事上各兵種和武器的導航定位，在民用上也具有廣泛的應用。GPS定位技術的引入，引發了測繪技術的一場革命，使得測繪領域步入了一個新的時代。

傳統工程測量技術的服務領域主要包括水利、交通、建筑等行業。隨著經濟和社會的進步，現代的數字化技術、全球定位技術（GPS）、地理信息技術（GIS）、遙感技術（RS）等各種新技術在工程測量中得以應用和研究。

二、工程測量中的數字化技術

（一）地圖數字化技術

在建立各種GIS系統時，對原有地圖進行數字化處理，在建庫工作中占據了相當大的工作量，各工程測繪部門都投入相當大的人力和財力。對于已有紙制地圖，若其現勢性、精度和比例尺能滿足要求，就可以利用數字化儀將其輸入計算機，經編輯、修補后生成相應的數字地圖。當前有手扶跟蹤數字化和掃描矢量化兩大類儀器，針對大比例尺地形圖，大多數掃描矢量化軟件能自動提取多邊形信息，高效、便捷、保真的對地圖進行數字化處理。

（二）數字化成圖手段

大比例尺地形圖和工程圖的測繪是傳統工程測量的重要內容，常規的成圖方法野外工作量大，作業艱苦，作業程序復雜，同時還有繁瑣的內業數據處理和繪圖工作，成圖周期長，產品單一，難以適應社會飛速發展的需要。而數字化成圖技術具有精度高、勞動強度小、更新方便、便于保存管理及應用、易于等特點。目前，數字化成圖技術有內外業一體化和電子平板兩種模式。內外業一體化是一種外業數據采集方法，主要設備是全站儀、電子手簿等，其特點是精度高、內外業分工明確、便于人員分配，從而具有較高的成圖效率。

三、工程測量中的全球衛星定位技術（GPS）

GPS是美國從20世紀70年代開始研制，歷時20年，于1994年全面建成，具有海、陸、空全方位實施三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。GPS接收機的改進，廣域差分技術、載波相位差分技術的發展，加之美國SA技術的解除，使得GPS技術在導航、運載工具實時監控、城市規劃、工程測量等領域有了更為廣泛的應用。

RTK（Real　Time　Kinematics，實時動態）技術是在GPS基礎上發展起來的、能夠實時提供流動站在指定坐標系中的三維定位結果，并在一定范圍內達到厘米級精度的一種新的GPS定位測量方式，是GPS應用的重大里程碑。RTK測量是將l臺GPS接收機安裝在已知點上對GPS衛星進行觀測，將采集的載波相位觀測量調制到基準站電臺的載波上，再通過基準站電臺發射出去；流動站在對GPS衛星進行觀測并采集載波相位觀測量的同時，也接收由基準站電臺發射的信號，經解調得到基準站的載波相位觀測量；流動站的GPS接收機再利用0TF（運動中求解整周模糊度）技術由基準站的載波相位觀測量和流動站的載波相位觀測量來求解整周模糊度，最后求出厘米級精度流動站的位置。RTK測量可以不布設各級控制點，僅依據一定數量的基準控制點，便可以高精度、快速地測定圖根控制點、界址點、地形點、地物點的坐標，利用測圖軟件可以在野外一次生成電子地圖。同時，也可以根據已有的數據成果快速的進行施工放樣。因此，RTK被廣泛應用于圖根控制測量，地籍、房地產測繪、數字化測圖及施工放樣等各種工作中。

四、工程測量中的地理信息（GIS）技術

GIS是集計算機科學、空間科學信息科學、測繪遙感科學、環境科學和管理科學等學科為一體的新興學科。已成為多學科集成并應用于各領域的基礎平臺和地學空間信息顯示的基本手段與工具。其技術優勢不僅在于它的集地理數據采集存儲、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數據流程，還在于它的空間提示、預測預報和輔助決策功能。目前，GIS不僅發展成為一門較為成熟的技術科學，而且已經成為一門新興的產業，在測繪、地質礦產、農林水利、氣象海洋、環境監測、城市規劃土地管理、區域開發與國防建設等領域發揮越來越重要的作用。

五、工程測量中的數字攝影測量技術

數字攝影測量是基于數字影像與攝影測量的基本原理，應用計算機技術、數字影像處理、影像匹配、模式識別等多學科的理論與方法。航空攝影測量是大面積、大比例尺地形測圖、地籍測量的重要手段與方法，可以提供數字的、影像的、線劃的等多種形式的地圖產品。全數字攝影工作站的出現，加上GPS技術在攝影測量中的應用，使得攝影測量向自動化、數字化方向邁進。隨著全數字攝影測量系統的應用，攝影測量產品已經從影像圖等向4D產品轉化，為建立各類專業的信息系統和基礎地理信息平臺提供了可靠的數據保證。

六、工程測量中的遙感（　RS）技術

遙感（RS）技術由于大面積的同步觀測、時效性、數據的綜合性和可比性及經濟性等優勢，得到快速的普及，多光譜航空攝影和高分辨率的遙感衛星將成為對地觀測獲取基礎地理信息的重要手段。各種中小比例尺地形圖都可以利用遙感影像來獲取，為應用于工程測量領域的城市基本地形圖、地籍圖以及各種大、中、小比例地形圖的快速更新提供了十分便利的方法和手段。

七、工程測量中的3S集成技術

3S（GPS、GIS、RS）技術的結合，取長補短，是一個自然的發展趨勢，三者之間的相互作用行成了“一個大腦，兩只眼睛”的框架，即GPS與RS為GIS提供區域信息及空間定位信息，而GIS進行相應的空間分析以便從GPS和RS提供的海量數據中提取有用的信息并進行綜合集成，使之成為科學的決策依據。諸如三峽工程、南水北調工程、西氣東輸、青藏鐵路等工程，其施工范圍大、物流量大、施工周期長等，而3S技術為該類大型工程提供了最有效的數據及信息采集、分析處理、表達決策的工具。