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遥感专题地图的制作及遥感图象与波谱的选择

[ 来源:互联网 | 时间:2007年10月21日 | 收藏本文 ] 【

这里所说的遥感专题地图的制作,是指在计算机制图环境下,利用遥感资料编制各类专题地图,这是遥感信息在测绘制图和地理研究中的主要应用之一。下图概括了遥感专题地图的制作过程,这里就其中一些关键的技术环节作重点阐释。

遥感图像是某一瞬间地面实况的记录,而地理现象是变化、发展的。因此,在一系列按时间序列成像的多时相遥感图像中,必然存在着最能揭示地理现象本质的“最佳时相”图像。

遥感专题制图的基本过程

1.信息源的选择
图像的地面分辨率、波谱分辨率和时间分辨率是遥感信息的基本属性,在遥感应用中,它们通常是评价和选择遥感图像的主要指标。

(1)空间分辨率与制图比例尺的选择

    空间分辨率即地面分辨率,是指遥感仪器所能分辨的最小目标的实地尺寸,即遥感图像上一个像元所对应的地面范围的大小。例如Landsat –TM影像的一个像元对应的地面范围是30m×30m,那么其空间分辨率就是30m。

由于遥感制图是利用遥感图像来提取专题制图信息,因此在选择图像的空间分辨率时要考虑以下两个因素:一是解译目标的最小尺寸;二是地图的成图比例尺。空间不同规模的制图对象的识别,在遥感图像的空间分辨率方面都有相应的要求。

遥感图像的空间分辨率与地图比例尺有密切的关系。在遥感制图中,不同平台的遥感器所获取的图像信息,其可满足成图精度的比例尺范围是不同的(表8-1)。因此,进行遥感专题制图和普通地图的修测更新时,对不同平台的图像信息源,应该结合研究宗旨、用途、精度和成图比例尺等要求,予以分析选用,以达到实用、经济的效果。

不同平台信息源适于制图精度的比例尺范围

(2)波谱分辨率与波段的选择

波谱分辨率是由传感器所使用的波段数目(通道数)、波长、波段的宽度来决定的。

通常,各种传感器的波谱分辨率的设计都是有针对性的,这是因为地表物体在不同光谱段上有不同的吸收、反射特性。同一类型的地物在不同波段的图像上,不仅影像灰度有较大差别,而且影像的形状也有差异。多光谱成像技术就是根据这个原理,使不同地物的反射光谱特性能够明显地表现在不同波段的图像上。因此,在专题处理与制图研究中,波段的选择对地物的针对性识别非常重要。

在考虑遥感信息的具体应用时,必须根据遥感信息应用的目的和要求,选择地物波谱特征差异较大的波段图像,即能突出某些地物(或现象)的波段图像。实际工作中有两种方法:一是根据室内外所测定的地物波谱特征曲线,直观地进行分析比较,根据差异的程度,找出与之相对应的传感器的工作波段。二是利用数理统计的方法,选择不同波段影像密度方差较大且相关程度较小的波段图像。

除了对单波段遥感图像的分析选择外,大多数情况下是将符合要求的若干波段作优化组合,进行影像的合成分析与制图。如利用MSS影像编制土地利用图时,通常采用MSS4、5、7波段的合成影像;若进一步区分林、灌、草,可选MSS5、6、7波段的组合影像。

(3)时间分辨率与时相的选择

把传感器对同一目标进行重复探测时,相邻两次探测的时间间隔称为遥感图像的时间分辨率。如Landsat 1、2、3的图像最高时间分辨率为18天,Landsat4、5、7为16天,SPOT-4为26天,而静止气象卫星的时间分辨率仅为半小时。

遥感图像的时间分辨率差异很大,用遥感制图的方式反映制图对象的动态变化时,不仅要搞清楚研究对象本身的变化周期,同时还要了解有没有与之相对应的遥感信息源。如要研究森林病虫害的受灾范围、森林火灾蔓延范围或洪水淹没范围等现象的动态变化,必须选择与之相适应的短期或超短期时间分辨率的遥感信息源,显然只有气象卫星的图像信息才能满足这种要求;研究植被的季相节律、农作物的长势,目前以选择landsat-TM 或SPOT遥感信息为宜。

遥感图像是某一瞬间地面实况的记录,而地理现象是变化、发展的。因此,在一系列按时间序列成像的多时相遥感图像中,必然存在着最能揭示地理现象本质的“最佳时相”图像。“最佳时相”的涵义包括两个方面:第一,为了使目标不仅能被“检出”且能被“识别”,应要求信息有足够大的强度,还应是地理现象呈节律性变化中最具有本质特性的信息;第二,探测目标与环境的信息差异最大、最明显。

事实上,由于受地物或现象本身的光谱特性等多种因素的综合影响,研究目标及对象的“最佳时相”的概念是不一样的。如编制地质地貌专题地图,选择秋末冬初或冬末春初的图像最为理想,因为这个时段的地面覆盖少,有利于地质地貌内在规律和分布特征的显示;进行 “三北”防护林的遥感调查与制图,选择树木已经枝繁叶茂,但农作物及草本植被尚未覆盖地面的五月末的时相最为理想;解译海滨地区的芦苇地及其面积用五六月间的图像;编制黄淮海地区盐碱土分布图用三四月间的图像比较适宜。总之,遥感图像时相的选择,既要考虑地物本身的属性特点,也要考虑同一种地物的空间差异。

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