地图学PPT课件

1、新编地图学教程新编地图学教程 电子教案 第七章 遥 感 制 图 1 遥感概述 2 遥感信息的制图应用 3 卫星影像图和卫星影像地图 4 从影像生成专题地图 5 遥感系列制图 遥感制图是指利用航天或航空遥感图像资料制作或 更新地图的技术。其具体成果包括遥感影像地图和遥 感专题地图。 遥感影像，因现势性强，可作为新编地形图的重 要信息源。 1 遥感概述 1.1 遥感的概念与分类 是指从地面到高空，对地球和天体进行观测的各种综合技 术总称，由遥感平台、传感仪器、信息接收、处理、应用等部分组 成。 主要有飞机、人造卫星和载人飞船。 有可见光、红外、紫外摄像机，红外、多谱段扫描仪，微 波辐射、散射计，侧

2、视雷达，专题成像仪，成像光谱仪等，并且在 不断向多谱段、多极化、高分辨率和微型化方向发展。 不 同 的 遥 感 平 台 航天遥感 航空遥感 近地面遥感 航天遥感 航空遥感 近地面遥感 可见光与近红外遥感 热红外遥感 微波遥感 环境遥感 地质遥感 农业遥感 林业遥感 城市遥感 1.2 遥感的特点及其应用领域 遥感的主要特点： 宏观性和综合性 多波段性 多时相性 2 遥感信息的制图应用 2.1 遥感制图的信息源 1.主要信息源 2.空间分辨率及制图比例尺的选择 3.波谱分辨率与波段选择 4.时间分辨率与时相的选择 2.1 遥感制图的信息源 1.主要信息源 2.空间分辨率及制图比例尺的选择 即地面分

3、辨率，指遥感仪器所能分辨的最小目标的实 地尺寸，也就是遥感图像上一个像元所对应地面范围的大小。 遥感图像的空间分辨率愈高，图像可放大的倍数愈大，地图 的成图比例尺也愈大。图像所需放大的倍数，应以能否提供更多 的有用信息为标志。根据这一指标所确定的最大放大倍数，称为 这种图像的 一个像元所对应地面范围的 大小即为遥感图像的分辨率。 不同规模的环境特征对地面分辨率的要求 地壳 10km 大陆架 2km 洋流 2km 自然地带 2km 区域地理 400m 矿产资源 100m 地势资源 1km 环境质量 100m 土壤水分 140m 植物群落 50m 作物估产 50m 洪水灾害 50m 污染监测 50

4、m 森林病害 50m 交通规划 50m 作物长势 25m 天气状况 20m 城市用水 20m 土种识别 20m 航行设计 50m 水污染控制 20m 水库建设 15m 港口工程 10m 鱼群分布 10m 交通密度 5m 3.波谱分辨率与波段选择 是由传感器所使用的波段数目，也就是选择的通道数，以及波段 的波长和宽度所决定。 蓝 对叶绿素和叶色素浓度敏感，用于区分土壤与植被、落叶林与针叶林、近海水 域制图 绿对无病害植物叶绿素反射敏感 红对叶绿素吸收敏感，用于区分植物种类 近红对无病害植物红外反射敏感，用于生物量测定及水域判别 中红对植物含水量和云的不同反射敏感，可判断含水量和雪、云 中红对植物

5、含水量和矿物氢氧根敏感，可用于地质制图，探测岩石的水热蚀变 远红作温度图，植物热强度测量 4.时间分辨率与时相的选择 是指对同一地区遥感影像重复覆盖的频率。 日 或 小 时 NOAA 月 或 旬 Landsat-TM; SPOT 2.2 遥感图像的处理方法 1.遥感图像的纠正处理 2.遥感图像的增强处理 2 遥感信息的制图应用 1.遥感图像的纠正处理 人造卫星在运行过程中，由于飞行姿态和飞行轨道、飞行高度的 变化以及传感器本身误差的影响等，常会引起卫星遥感图像的几何畸 变。因此，在用于制图之前，必须经过纠正处理（预处理），这包括 粗处理和精处理。 是为消除传感器本身及外部因素的影响所引起的各种

6、系统误是为消除传感器本身及外部因素的影响所引起的各种系统误 差而进行的处理。差而进行的处理。 是指为进一步提高卫星遥感图像的几何精度而进行的几何校是指为进一步提高卫星遥感图像的几何精度而进行的几何校 正和辐射校正，以满足专题制图的要求。正和辐射校正，以满足专题制图的要求。 2.遥感图像的增强处理 在对遥感图像判读之前，要进行图像增强处理，这包括光学处理和 数字处理两类。 是为了加大不同地物影像的密度差。常用方法有 假彩色合成、等密度分割和图像相关掩膜；其中以假彩色合成最为常用。 功能齐全、反应速度快、操作灵活，是目前广泛 使用的一种处理方法。特点是利用计算机数字处理技术提高图像密度差。 常用方

7、法有反差增强、边缘增强、空间滤波等。 2.3 遥感图像的专题信息提取 1.目视判读 2.计算机自动识别与分类 1.目视判读 常用方法 直接判定法 对比分析法 逻辑推理法 工作程序 判读前的准备工作 建立判读标志 室内判读及野外验证 2.计算机自动识别与分类 计算机自动识别，又称模式识别，是将经过精处理的遥感实 验数据，根据计算机研究获得的图像特征进行的处理。具体的方 法有： 是根据物体的光谱特征进行自动识别。 是根据物体的图形进行识别。 是根据物体最明显的本质特征（光谱的或图 像的本质特征）进行识别。 3 卫星影像图和卫星影像地图 3.1 概念 不另外进行影像的几何纠正，将多幅影像依像幅边框的

8、经 纬度位置，镶辑拼贴成的影像图。 经过影像的几何纠正和增强，图上绘制出较全面的地理要素， 称卫星影像图。 在卫星影像上能够根据数字地面模型，进行共线方程纠正， 有详细的地理要素的影像图。 利用卫星影像编图，根据它的技术条件和线划的地理要素可 分为： 3.2 卫星影像图的生产和编辑 1.卫星数据的几何纠正 2.像元亮度值的重采样 3.影像镶嵌 4.彩色合成 5.多种信息复合 6.矢量数据的符号化 7.图像的输出产品 1.卫星数据的几何纠正 2.像元亮度值的重采样 几何纠正及图像投影变换后，输出像元网格结构发生了变化， 即像元的大小、形状、相互的几何关系发生变化，所以必须对输 出像元包括亮度值重

9、新分配，即按规则格网重新采样，同时改善 和提高影像质量。 几何纠正和重采样是一个统一进行的过程。 3.影像镶嵌 相邻影像镶嵌时，色调会有差异， 可通过对像元的线性拉伸或亮度直方 图的匹配，消除相互的差异。 4.彩色合成 彩色合成时，选择三个波段的图案，一个赋予红色，一个 赋予绿色，一个赋予蓝色，所得结果为假彩色。它可使影像在 视觉上获得丰富的信息。 5.多种信息复合 复合影像的生成： (1)对多光谱影像进行内插，使它和全色影像具有相同的像元密度。 (2)进行多项式几何纠正和对全色影像重采样。 (3)进行多光谱影像和全色波段的辐射校正和影像灰阶配准。 6.矢量数据的符号化 卫星影像图的地图符号是

10、在屏幕上参照（判读）地形图上的 同名点进行的影像符号化，即在栅格图像上用鼠标输出的矢量图 形。 7.图像的输出产品 选自中华地图网 4 从影像生成专题地图 4.1 概述 1.目视解释的专题制图 2.数字图像处理的专题制图 1.目视解释的专题制图 （1）影像预处理：包括图像校正、图像增强，有时还需要实验室提供 监督或非监督分类图像。 （2）目视解译：经过建立影像判读标志，野外判读，室内解译，得到 绘有图斑的专题解译原图。 （3）地图概括：按比例尺及分类的要求，进行专题解译原图（图斑） 的概括。 （4）地图整饰：在转绘完专题图斑的地理底图上进行专题地图整饰工 作。 2.数字图像处理的专题制图 (1

11、)影像预处理：同目视解译类似。 (2)按专题要求进行影像分类。 (3)专题类别的地图概括：包括在预处理中消除影像的孤立点（噪声 点），依成图比例尺对图斑尺寸的限制进行栅格影像的概括。 (4)图斑的栅格/矢量变换。 (5)与地理底图叠加，生成专题地图。 4.2 图像分类 1.统计模式识别 2.以地学知识及专家系统为基础的识别 1.统计模式识别 （1） 主成分变换 （2） 缨帽变换 （3） 最大似然判别属监督分类 （4） 最小距离判别 2. 以地学知识及专家系统为基础的识别 （1） 知识获取 （2） 整理数据流 （3） 建立知识库 （4） 进行知识的影像分类 4.3 图斑的地图概括 1.图斑概括的

12、实质 2.图斑概括需考虑的问题 3.图斑概括的过程 4.概括的框架结构和实例 (1) 遥感数据的特性，如传感器的空间分辨率常决定它能否满足专题 地图比例尺的要求。 (2) 根据专题地图的用途、区域特点和比例尺，确定专题图斑选取的 尺寸（阈值）。 (3) 根据专题知识的需要，确定舍去的图斑应如何合并，如何进行概 括的表示。 组织图斑进 行概括的文本编 辑器是基于知识 的框架结构。通 过计算机运算， 已进行图斑概括 的专题分类图便 可以产生。 4.4 图斑边界的矢量化 栅格边界的矢量化可分四个过程： （1）勾边 （2）细化 （3）找节点 （4）转矢量 5 遥感系列制图 5.1 遥感系列地图与地理底

13、图 提取遥感图像的专题信息构成类型图后，必须将类型界线 转绘到具严格数学基础的地理底图上。 。 系列地图是在内容上和时间上相关联的一组地图。 (1) 地图投影的选择 中小比例尺遥感专题制图的投影和影像投影一致。 大中比例尺遥感专题制图的投影统一为高斯克 吕格投影。 (2) 编图资料选择与地理基础更新 大中比例尺遥感制图的地理底图，均以相应比例地 形图作为底图编制的基本资料。 选择制图范围内相应比例尺的地形图，进行展点、镶嵌、 照相，制成底图薄膜片。 将膜片蒙在影像图上，用以更新地形图的地理要素。 经过地图概括，最后制成供转绘专题影像图的地理底图， 其比例尺与专题影像图相同。 5.2 遥感系列制

14、图的基本要求 5.3 遥感系列制图的统一协调 1.统一协调的目的 2.统一协调的基础 3.统一协调的方法与内容 实用性、针对性；整体性、系统性；可比性 自然界的固有规律和景观结构的自然单元 3. 统一协调的方法与内容 (1) 以影像图和地理底图作为统一协调参考图； (2) 按自然顺序进行编图； (3) 地带性、非地带性规律的统一协调； (4) 制图单元的统一； (5) 分类分级的统一协调； (6) 图例符号的统一协调； (7) 图斑轮廓的统一协调； (8) 图面配置和整体规格的统一协调。 第七章 结 束 一个像元所对应地面范围的 大小即为遥感图像的分辨率。 4.时间分辨率与时相的选择 是指对同

15、一地区遥感影像重复覆盖的频率。 日 或 小 时 NOAA 月 或 旬 Landsat-TM; SPOT 2.计算机自动识别与分类 计算机自动识别，又称模式识别，是将经过精处理的遥感实 验数据，根据计算机研究获得的图像特征进行的处理。具体的方 法有： 是根据物体的光谱特征进行自动识别。 是根据物体的图形进行识别。 是根据物体最明显的本质特征（光谱的或图 像的本质特征）进行识别。 3 卫星影像图和卫星影像地图 3.1 概念 不另外进行影像的几何纠正，将多幅影像依像幅边框的经 纬度位置，镶辑拼贴成的影像图。 经过影像的几何纠正和增强，图上绘制出较全面的地理要素， 称卫星影像图。 在卫星影像上能够根据数字地面模型，进