遙感製圖

遙感製圖，它是利用航空和衛星數據進行各種地圖編制的過程。航空和衛星數據是一種柵格數據，套用時首先要進行圖像處理，一部分數據要矢量化，才能用於地形圖更新、影像地圖製作和編制專題地圖。航空和航天數據包含了豐富的專題信息，它可以製作成系列地圖。

基本介紹

• 中文名：遙感製圖
• 外文名：remote sensing mapping
• 分類：測繪科學
• 套用：遙感影像地圖等
• 意義：使地圖更真實，信息量更豐富

內容簡介

遙感製圖是指通過對遙感圖像目視判讀或利用圖像處理系統對各種遙感信息進行增強與幾何糾正並加以識別、分類和製圖的過程。遙感圖象有航空遙感圖象和衛星遙感圖象，製圖方式有計算機製圖與常規製圖。目前套用最多及著重研究的是利用Landsat的MSS圖象製圖。由於多波段的衛星圖象具有信息量豐富、現勢性強，利用它編圖周期短等優點，在製圖方面得到了廣泛的套用。

遙感技術的發展，導致了地圖製作方法的變革。自1943年起德國利用航空像片製作各種比例尺的影像地圖，隨後各國紛紛效仿。我國在1970年開始研製影像地圖。遙感影像地圖綜合了遙感影像與地圖的優點，比遙感影像具有可讀性和可量測性，比普通地圖更加客觀真實，信息量更加豐富，因此日益受到人們的重視。

發展歷程

遙感是二十世紀六十年代新興的綜合性探測技術。遙感一詞自1960年在美國一次環境遙感國際討論會後得到普遍的運用。

從其內容說，遙感包含航空和航天信息兩類。就其套用範圍來看，傳統所稱的攝影測量和相片判讀也應歸屬於廣義的遙感一詞之中。

從空間觀測地球，以此獲得的資料編制地圖，其時間可以追溯到更早了。

1839年自世界上發明了照相攝影技術後，法國就有人曾試用拍攝的照片製作地形圖。十九世紀五十年代末，六十年代初，法國、美國相繼利用氣球拍攝成巴黎街道鳥瞰照片和波斯頓街道照片。它們均是城市街道圖早期的原始資料。十九世紀八十年代，英國、俄國和美國都曾有人通過風箏拍攝地景照片，九十年代有人論述了這些地物照片轉換為正射投影的數學解析法，繼而製作出地形圖。1903年曾有人利用鴿子進行空中攝影。它們的目的都是為了在空間利用各種方法來觀測地球。直至1909年，世界上第一次利用飛機實現了空中觀測地球，拍攝了地面相片。這可以認為是航空遙感的一個開端。自此不久，人們就開始採用航空照片編制地形圖。從而使航空攝影及其在製圖中的套用達到了一個新的發展階段。在此期間德國蔡司公司又研製成象片立體自動測圖儀，這為航空立體攝影製圖提供了新的技術手段。也為今後的攝影測量製圖儀器的發展奠定了基礎。二十世紀二、三十年代，又第一次拍攝成彩色航空相片，並很快套用于海底、海岸地形的測量。

總之，自飛機問世後，航空相片在軍事、地質、地理、林業、農業的調查研究、水利和石油勘測方面的套用不斷擴大。航片在製圖中起到重要的作用。

自1957年蘇聯發射了世界上第一顆人造衛星以來，開始從衛星上拍攝地球和月球的相片。繼而在“阿波羅9號”上第一次拍攝了多光譜圖象。這為以後的地球資源衛星的探測奠定了基礎。

1972年美國發射了第一顆地球資源衛星(LANDSAT-1)，這為探測地球自然資源、發展航天遙感開闢了一個新的途徑。也為研究地球景觀和環境信息專題製圖提供了連續完整的豐富資料。

遙感信息傳輸

在遙感平台上感測器收集到的被測目標的電磁波信息，可以不同的形式直接記錄在感光膠片或磁帶上，或者通過無線電傳送到地面接收站被記錄下來。航空遙感和載人宇宙飛船記錄的遙感信息採用直接回收的方法，因而比較方便，保密性好，但不能實時回收。用無線電傳輸信息，又分實時傳送和非實時傳送。實時傳送是當感測器收集到信息後，立即通過無線電發往地面接收站。但由於地球曲率的影響，當衛星位於地面接收站接收範圍之外時，就不能實時傳輸。非實時傳送是將獲得的信息先暫時貯存在存貯設備中，當接到傳送指令後再向地面傳送。

遙感信息傳輸方式有兩種，一種是模擬信號傳輸，即感測器收集到目標的信息後，輸出的是一種以連續變化的電流與電壓表示的模擬信號，經放大調製後用無線電傳輸。另一種是以數位訊號傳輸，即將模擬信號轉換成數字形式傳輸。

解譯和處理

遙感信息解譯的方法有以下兩種：

電子計算機圖像處理和識別

由子從感測器上收集的遙感信息受感測器性能、飛行條件、不同的環境因素等影響，使圖像失真一一畸變，因此要對圖像進行預處理，即作輻射校正和幾何校正。經過預處理的圖像還需要進行圖像的增強處理，從而改善圖像的外觀，提供主觀上認為更加滿意的圖像，以便於肉眼觀察或電子計算機的分析處理。

遙感數字圖像處理系統，包括硬體和軟體兩大部分。

硬體系統主要有三部分：①數位化儀：數位化儀的功能是將光學圖像或線劃地圖變換成數字形式輸入計算機進行處理，是圖像處理系統的主要輸入設備。②數字計算機：數字計算機是數字圖像處理硬體系統中的關鍵設備，直接影響整個系統的處理能力和處理速度。③顯示和輸出設備：遙感數字圖像處理系統中的顯示設備，實際上是輸出設備的一種，也稱圖像顯示終端。除此之外，還有繪製線劃地圖、表格等輸出設備，如印表機、繪圖機、數字磁帶、膠片記錄儀等。

軟體系統是由許多圖像處理控制和管理程式，圖像處理算法等構成。圖像處理軟體有以下功能：⑴數據的存取和刪除，⑵數據顯示，⑶輻射變換和校正，⑷幾何變換和校正，⑸數據壓縮，⑹圖像增強，⑺統計分析，⑻集群分析，⑼特徵抽取，⑽監督和非監督分類，⑾輸出成果，⑿其它等。

遙感數字圖像處理可概括為以下三方面的內容；

(1)如何從外界獲取原始圖像數據，

(2)對圖像進行增強或恢復，使輸出的新圖像能夠清晰地反映客觀景物和現象的本來面目，以便於觀察和分析，

(3)如何尋找出圖像中的目的物，提取有用的特徵，並給予恰當的描述，以便計算機能夠進行圖像識別和其他的處理工作。

遙感圖像的目視解譯

目視解譯是電子計算機圖像處理的基礎，它藉助於簡單的工具，如放大鏡、立體鏡、投影觀察器等，直接由肉眼來識別影像的特性，從而判斷各種地物與自然現象。電子計算機處理的結果，也還需要專業人員的目視鑑定。

遙感圖像由於圖型和色調真實，因此客觀地記錄了地物的多種特徵(包括地物的幾何特徵、光譜特徵)和鬆散沉積物下面某一深度物體的“透視信息’’，反映了物體之間成分、結構、物理性質、生物及人文組分的差異，以及在當地自然條件下各種內、外動力綜合作用的結果。

遙感圖像的解譯標誌，就是指那些能幫助人們判別和解譯地面某一地物或現象的影象特徵。解譯的標誌可分為直接解譯標誌和間接解譯標誌兩大類。

1)直接解譯標誌 是地物本身的屬性在圖像上的反映，如地物影像的大小、形狀、色調、陰影、影像的結構、圖案的花紋等。其中的色調，就是一種重要的解譯標誌，可以利用色調的變化對土壤進行分類，區分樹種、區分岩性、礦體、構造等。

2)間接解譯標誌 是通過與之有關係的其他地物在影像上反映出來的特徵，推斷地物或地質體的屬性。如河流的流向，不能直接從圖像上看出來，但可以通過與目標物有密切聯繫的現象進行分析、判斷而知。

遙感影像地圖

遙感影像地圖是以遙感影像和一定的地圖符號來表示製圖對象地理空間分布和環境狀況的地圖。在遙感影像地圖中，圖面內容由影像構成，配以一定地圖符號來表示或說明製圖對象。與普通地圖相比，影像地圖具有豐富的地面信息，內容層次分明，圖面清晰易讀，充分表現出影像與地圖的雙重優勢。

影像地圖按表現內容分為普通影像地圖和專題影像地圖。普通影像地圖是在遙感影像中綜合、全面地反映一定製圖區域內的自然要素和社會經濟內容。包含等高線、水系、地貌、植被、居民點、交通網、境界線等製圖對象。專題遙感影像地圖是在遙感影像中突出並較完備地表示一種或幾種自然要素或社會經濟要素，如土地利用專題圖、植被類型圖等。

這些影像地圖示有比例尺、地理坐標等，採用線劃符號表示的製圖對象、地名註記和說明註記等，大比例尺普通影像圖還標有等高線和高程註記。

遙感影像地圖具有以下主要特徵：

(1)豐富的信息：彩色影像地圖的信息量遠遠超過線劃地圖，沒有信息空白區域。利用遙感影像地圖可以解譯出大量製圖對象的信息。

(2)直觀形象：遙感影像是製圖區域地理環境與製圖對象進行“自然概括”後的構像，通過正射投影糾正和幾何糾正等處理後，能直觀形象地反映地勢的起伏、河流蜿蜒曲折的形態，比普通地圖更具可讀性。

(3)準確精密：經過投影糾正和幾何糾正處理後的遙感影像，每個像素點都具有自己的坐標位置，按地圖比例尺與坐標網可以進行量測。

(4)現實性強：遙感影像獲取地面信息快，成圖周期短，能夠反映製圖區域當前的狀況，具有很強的現實性。人跡罕至地區，如沼澤地、沙漠、崇山峻岭，更顯示出遙感影像地圖的優越性。

目前，不少國家利用航空像片生產了1:500，1:1 000和1:2000的超大比例尺正射影像地圖，以滿足城市發展和工程建設的需要；利用衛星遙感影像製作了1:100萬或1:400萬衛星遙感影像地圖，以反映國家所處的地理環境：有些區域和部門利用衛星影像製作彩色影像地圖，以了解區域發展和地理環境特徵。

遙感影像地圖發展具有廣闊前景，代表了影像地圖製作技術發展的主要趨勢。遙感影像地圖的發展方向有電子影像地圖、多媒體影像地圖等。