地图学学习课件

地图学学习课件第1页/共54页第七章遥感制图

§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

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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。第3页/共54页§1遥感概述1.1遥感的概念与分类遥感(RemoteSensing)，其含义就是遥远的感知，即通过非直接接触目标的方式，获取被探测目标的信息。并能通过识别与分类，了解该目标的质量、数量、空间分布及其动态变化的有关特征。第4页/共54页1.1遥感的概念与分类遥感技术是指从地面到高空，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。遥感平台主要有飞机、人造卫星和载人飞船。传感仪器有可见光、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。第5页/共54页不同的遥感平台航天遥感航空遥感近地面遥感第6页/共54页按遥感仪器搭载的工作平台不同按传感器的工作波段不同按具体的应用目的不同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……遥感的分类：1.1遥感的概念与分类第7页/共54页1.2遥感的特点及其应用领域遥感的主要特点：

⑴宏观性和综合性⑵多波段性⑶多时相性第8页/共54页§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第9页/共54页2.1遥感制图的信息源1.主要信息源遥感卫星： 美国的陆地卫星(Landsat)、气象卫星(NOAA)、海洋卫星(Seasat)

法国的SPOT卫星 日本的MOS卫星、JERS卫星、ADEOS卫星 欧空局的ERS卫星和印度IRS卫星

中国常使用的信息源：美国的Landsat－TM、NOAA－AVHRR法国的SPOT－HRV第10页/共54页2.空间分辨率及制图比例尺的选择空间分辨率即地面分辨率，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，称为这种图像的放大极限。2.1遥感制图的信息源第11页/共54页一个像元所对应地面范围的大小即为遥感图像的分辨率。第12页/共54页不同规模的环境特征对地面分辨率的要求巨型环境特征地壳10km大陆架2km洋流2km自然地带2km大型环境特征区域地理400m矿产资源100m地势资源1km环境质量100m土壤水分140m中型环境特征植物群落50m作物估产50m洪水灾害50m污染监测50m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小型环境特征航行设计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第13页/共54页3.波谱分辨率与波段选择波谱分辨率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。波段号波段（m

m）选择原理和主要应用TM10.45-0.52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TM20.52-0.60绿对无病害植物叶绿素反射敏感TM30.63-0.69红对叶绿素吸收敏感，用于区分植物种类TM40.76-0.90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TM51.55-1.75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TM72.08-2.35中红对植物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TM610.4-12.5远红作温度图，植物热强度测量TM的波段特性2.1遥感制图的信息源第14页/共54页4.时间分辨率与时相的选择时间分辨率是指对同一地区遥感影像重复覆盖的频率。时间分辨率现有卫星日或小时NOAA月或旬Landsat-TM;SPOT2.1遥感制图的信息源第15页/共54页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第16页/共54页1.遥感图像的纠正处理2.2遥感图像的处理方法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。粗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系统误差而进行的处理。精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正和辐射校正，以满足专题制图的要求。第17页/共54页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。光学图像增强处理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。数字图像增强处理功能齐全、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。常用方法有反差增强、边缘增强、空间滤波等。2.2遥感图像的处理方法第18页/共54页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第19页/共54页

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2.3遥感图像的专题信息提取第20页/共54页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：

2.3遥感图像的专题信息提取统计概率法：是根据物体的光谱特征进行自动识别。语言结构法：是根据物体的图形进行识别。模糊数学法：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。

第21页/共54页计算机自动分类可分为监督分类和非监督分类2.3遥感图像的专题信息提取监督分类：是根据已知实验样本提出的特征参数建立判读函数，对各待分类点进行分类的方法。非监督分类：是事先并不知道待分类点的特征，而是仅根据各待分点特征参数的统计特征，建立决策规则并进行分类的一种方法。第22页/共54页§3卫星影像图和卫星影像地图

3.1概念卫星影像镶嵌图：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。卫星影像图：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。卫星影像地图：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：第23页/共54页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.图像的输出产品第24页/共54页1.卫星数据的几何纠正3.2卫星影像图的生产和编辑第25页/共54页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。3.2卫星影像图的生产和编辑第26页/共54页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。3.2卫星影像图的生产和编辑第27页/共54页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。3.2卫星影像图的生产和编辑第28页/共54页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。3.2卫星影像图的生产和编辑第29页/共54页6.矢量数据的符号化卫星影像图的地图符号是在屏幕上参照（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。3.2卫星影像图的生产和编辑第30页/共54页7.图像的输出产品主要形式是喷墨彩图、像纸图像和印刷品。3.2卫星影像图的生产和编辑第31页/共54页选自中华地图网第32页/共54页§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第33页/共54页1.目视解释的专题制图4.1概述（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。第34页/共54页2.数字图像处理的专题制图(1)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。4.1概述第35页/共54页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第36页/共54页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4.2图像分类第37页/共54页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4.2图像分类第38页/共54页4.3图斑的地图概括图斑概括的实质图斑概括需考虑的问题图斑概括的过程概括的框架结构和实例第39页/共54页4.3图斑的地图概括1.图斑概括的实质第40页/共54页2.图斑概括需考虑的问题遥感数据的特性，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。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）。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。4.3图斑的地图概括第41页/共54页3.图斑概括的过程图像处理得到的分类原图依成图比例尺、图斑属性、形状、尺寸，对图斑确定删除界限根据相邻图斑的属性、形状和尺寸决定图斑应合并到哪一类中图斑概括：把应舍去的图斑合并到相邻图斑，并进行边界平滑符合地图概括要求的专题图图斑无需删除4.3图斑的地图概括第42页/共54页4.概括的框架结构和实例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。4.3图斑的地图概括第43页/共54页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）转矢量第44页/共54页4.4图斑边界的矢量化经过细化的栅格转化为矢量的图斑界线第45页/共54页图像矢量化的结果4.4图斑边界的矢量化第46页/共54页§5遥感系列制图

5.1遥感系列地图与地理底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。遥感系列地图是根据共同的制图目的，利用同一的制图信息源，按照统一的设计原则，成套编制的遥感专题地图。系列地图是在内容上和时间上相关联的一组地图。第47页/共54页5.1遥感系列地图与地理地图1.地理底图编制要点地图投影的选择中