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单词 遥感地图
释义

【遥感地图】
 

拼译:remot sensing cartography
 

是指利用遥感图象制图。它是20世纪60年代以来,在遥感技术迅速发展的前提下,而形成的地图制图学的一种新方法,是遥感技术与测绘科学技术相结合的产物。它以遥感提供的图象数据为依据,利用遥感数据分析处理技术和现代地图制图学方法,按照地图的规定和用图的需要,来完成遥感数据的制图表示和制作地图。遥感图象有航空遥感图象和卫星遥感图象,制图方式有计算机制图和常规制图。

19世纪末和20世纪初期,平板仪测量成为测制地图的主要方法,以此为基础而形成相应的各种地图;到了20世纪20年代之后,航空摄影测量逐步建立起来,随之世界各国主要是用这种方法测制国家基本地图。由此而派生出各种类型的地图;到了60年代,遥感技术的迅速发展,已使它成为资源调查、环境监测,以及区域开发、评价和决策的重要手段。遥感技术新提供的遥感信息,已成为许多地图基本资料来源,这就是遥感制图的出现,它将使地图成图过程的作业方法,发生比前两次变革更加深刻的变化。并且,已有许多新的图种出现,它们是过去所没有的,或者说是办不到的。实践告诉我们,遥感制图已成为专题地图编制的主要方法之一,广泛应用于影象地图制作、普通地图更新和各种专题地图的编制。测绘科学长期不能解决的地图资料陈旧、成图速度慢、生产周期长、地图更新慢等问题将逐步加以解决。同时,由于人类生活的环境越来越趋于动态化,例如监测农作物的长势、了解每年的土地利用状况、了解城市化的发展状况、了解水域面积变化状况、跟踪洪水进退、了解环境污染状况、了解和预报天气变化等。所以那种老式的、静止的、百科全书式的地图保障方法,已越来越不能适应业已提出的动态制图保障的需要,只有遥感技术的发展,才能从根本上改变这种状况。

航空遥感信息制图,已经建立了可行的作业方法,并有系统的理论作为基础,不论中国和外国都是如此。而卫星遥感信息制图则是60年代以来发展起来的事。虽然美国、前苏联、日本、加拿大等国都发表过大量的文章和专题影象地图,但还没有成套的大面积专题制图的的生产实践,而且大面积的卫片几何纠正和投影转换问题,也只是在小范围内试验性的研究中;地图符号系统的规范化和标准化,也只是在地质图方面有新统一,其他内容的专题地图符号问题,虽然在历次国际性地图学术讨论会上进行了专题研究,但仍属研究中没有解决的课题;专题影象地图的图型研究还是处于起步阶段;遥感影象地图的面积量算方法研究也只是进行了试验;遥感图象的计算机模式识别与分类技术,无论是理论还是技术本身,目前仍处于研究和试验阶段。

遥感图象在制图方面的应用,主要取决于遥感图象的质量,而遥感图象的质量在很大程度上由遥感传感器技术水平所决定。随着人们对环境电磁波辐射特性的掌握和电磁波接收、探测、信号处理等技术水平的提高,以及所获得遥感图象上几何精度和地面分辨率的提高,遥感制图技术得到了长足的发展。航天、航空遥感传感器技术两者相互渗透、相互发展,目前已从第1代、第2代发展到第3代至第4代,型号种类繁多,工作方式不同,覆盖的波谱区域由可见光扩展到紫外、红外、热红外和微波范围。遥感图象数据的精度、地面分辨率都有不同程度的提高,在制图方面的应用越来越广。

60年代阿波罗(Apollo)系统以卫星摄影测量方法完成了登月前的月形图测绘以后,相继出现了大量的对地观测系统,用于世界制图的摄影测量成为国际测绘界注目的课题。

70年代以来国际上兴起卫星摄影解决世界制图与世界资源开发。1972年在加拿大渥太华举行的第12届国际摄影测量与遥感(简称ISPRS)大会期间,美国发射了Landsat-1号(当时称ERTS),MSS(多光谱扫描仪)及RBV(返束光导摄象机)图象第一次被送到会场上时,轰动了整个会议。地球资源遥感技术获得了突飞猛进的发展,航天传感器技术已从实验阶段走向实用阶段,成象方式从单一的机载扫描和摄影转变为光机扫描(电子学扫描)和高分辨率摄影。其特点:(1)增加了应用的波谱区,如TM7,2.08~2.35μm;(2)提高了地面分辨率,如TM的地面分辨率由过去MSS的79m提高到30m;(3)具有立体像对的能力,如已从以Landsat为代表的平面像片时代转向Spot式的立体三维像片时代,即从平面主题图的制图技术发展到了三维地形图技术,打破了只有航空象片才有立体像对的能力;(4)改进了探测器性能,采用了线、面CCD器件的推帚式扫描成象技术。把传感器的能力提高到新的水平。

80年代遥感制图又取得了明显的进展。1982年美国发射的陆地卫星——4号上除MSS外,还安置了新的光机扫描仪主题测图仪(TM);1986年法国发射了地球观测实验系统(spot卫星),装有两台全色和多光谱高分辨率扫描仪(HKV)。

中国于70年代中期已引进卫星遥感新技术和相关理论,80年代初期就已得到普遍发展。在对MSS及TM图象进行深入研究的基础上,在遥感制图方面取得了卓有成效的应用。例如,腾冲遥感制图、太原农业遥感制图、长春净月潭遥感制图,以及大量影象地图的编制出版,就是遥感制图发展的实例。其中东北三江平原卫星象片影象图,为该地区经济开发、环境保护及农林牧副渔发展等方面的合理布局,提供了重要的科学依据。利用TM7、4、3波段分别赋予红、绿、蓝色合成的彩色合成图象,对大兴安岭森林火灾进行了实时监测与灾情分析。用TM图象分析黄河下游河道变迁的规律,正确指导了黄河入海的改道工程路线,节约投资数亿元。

目前,很多国家把研究的重点放在航天CCD扫描图象测制和修测地形图的问题上。中国也进行了这方面的研究和试验。试验结果表明:利用spot卫星的HRV全色波段图象测绘等高线可以满足丘陵地、山地1∶100000地形图的精度要求(±9m);基本可以满足1∶50000地形图地物修测的判读要求;但不能满足1∶50000地形图测制的要求。1983年,美国利用spot模拟数据、陆地卫星的TM和MSS数据,分别编制了土地利用和土地覆盖图。对这些图进行分析比较后,认为spot数据成果在二级、三级分类精度上比陆地卫星提高了15%~20%。目前,中国获得的spot卫星影象资料还很有限,对其在制图和测图方面应用的研究只是初步的,有些问题还有待进一步探讨。此外,美国80年代连续发射的航天飞机,装有10个波段的光谱仪和测视雷达,可以获得连续大象幅摄影底片(20m),图象非常清晰。原苏联的“联盟号”宇宙飞船的“礼炮号”轨道站,也同样能获得高质量的遥感图象信息。如“礼炮-6”获得的图象具有6个波段,地面分辨率达20m。总之,目前国际上航天遥感技术正向高分辨率、多波段和全天候方向发展,并使遥感信息商品化。

近年来,遥感图象已由光学处理向数字分析处理的方向发展,建立遥感图像数字分析与自动化分类制图系统。这种系统包括大容量计算机、彩色图象显示和人机交互装置、图象输入输出装置及整套图象分析处理软件。除操作系统软件外,主要包括影象的几何纠正、投影变换、影象增强、密度分割、专题信息提取、自动识别分类与制图等分析处理和应用软件。

遥感制图是遥感技术应用的一个主要方面,而且其他许多方面的应用的最终成果也往往是以地图形式来表现的。目前,国外在地表覆盖与土地利用、地质、地貌、森林、植被、土壤、水资源、环境污染等专题制图中,已由局部实验转入广泛应用阶段。而且已出版了不少利用遥感图象分析解译编制的自然条件与土地资源系列地图,如墨西哥、加拿大、美国、法国、英国等国家,都利用遥感图象MSS进行了各自然地理基本要素的系列制图工作。近年来运用TM图象编制各种专题地图也相应得到发展。再如澳大利亚1∶500000自然条件系列图、蒙古人民共和国1∶1000000自然条件系列图,内容丰富、图斑细致,具有较高的质量。

中国的遥感系列成图,在陈述彭教授倡导下,开展了腾冲航空遥感系列成图(彩红外像片);山西遥感农业自然条件系列成图(MSS);内蒙古草原遥感系列成图等试验工作。实验中对系列图内容类型界线的统一协调方法,提出了很有意义的经验。如腾冲的系列成图,是以自然景观结构图作为各专业要素类型界线统一协调的基础;山西农业自然条件系列图,主要是在解译过程中各专题要素同步进行,把矛盾解决在解译制图过程中,而不是在成图后再解决类型界线的协调问题;云南丽江的遥感系列成图,则是在成图之前,首先解译出自然地理单元轮廓界线图,以此为基础进行其他各要素图的解译工作。

遥感系列成图,是根据相同的信息源,同步进行专题解译的系列图,既要保证差别性和对比性,又要保证各专题要素的统一协调,因而可大大提高各专题图的质量。同时,通过编制系列图,为研究各专业如何充分运用遥感资料,特别是为研究利用遥感资料解译专题图的理论和方法打下基础。

今后,遥感制图将集中在卫星遥感图象的模式识别、影象处理过程的自动化,以及自动编制专题地图的试验,这一方法的成功是指日可待的,这将使遥感资料应用于编制中、小比例尺专题地图具有极为广阔的前途。

【参考文献】:

1 国家测绘总局测绘研究所情报室.《地球卫星与遥感技术在测绘中的应用》,1975,9

2 The use of satellite imagery for very small scale mappingp - hotog. record, 1975,8(6)

3 Remote sensing technigues in vegetation mapping - Norsk geogr. tidsskr,1976

4 Lillesand T M, Kiefer K W. Remote Sansing and Image Interpretation ,1979

5 温长悬编著.专题地图制图.北京:地震出版社,1984

6 中国人民解放军测绘学院.卫星遥感与制图,1984,1

(安徽师范大学张丽蝶副教授撰)

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