[科普中国]-遥感制图

遥感制图，它是利用航空和卫星数据进行各种地图编制的过程。航空和卫星数据是一种栅格数据，应用时首先要进行图像处理，一部分数据要矢量化，才能用于地形图更新、影像地图制作和编制专题地图。航空和航天数据包含了丰富的专题信息，它可以制作成系列地图。1

内容简介遥感制图是指通过对遥感图像目视判读或利用图像处理系统对各种遥感信息进行增强与几何纠正并加以识别、分类和制图的过程。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与常规制图。目前应用最多及着重研究的是利用Landsat的MSS图象制图。由于多波段的卫星图象具有信息量丰富、现势性强，利用它编图周期短等优点，在制图方面得到了广泛的应用。

遥感技术的发展，导致了地图制作方法的变革。自1943年起德国利用航空像片制作各种比例尺的影像地图，随后各国纷纷效仿。我国在1970年开始研制影像地图。遥感影像地图综合了遥感影像与地图的优点，比遥感影像具有可读性和可量测性，比普通地图更加客观真实，信息量更加丰富，因此日益受到人们的重视。2

发展历程遥感是二十世纪六十年代新兴的综合性探测技术。遥感一词自1960年在美国一次环境遥感国际讨论会后得到普遍的运用。

从其内容说，遥感包含航空和航天信息两类。就其应用范围来看，传统所称的摄影测量和相片判读也应归属于广义的遥感一词之中。

从空间观测地球，以此获得的资料编制地图，其时间可以追溯到更早了。

1839年自世界上发明了照相摄影技术后，法国就有人曾试用拍摄的照片制作地形图。十九世纪五十年代末，六十年代初，法国、美国相继利用气球拍摄成巴黎街道鸟瞰照片和波斯顿街道照片。它们均是城市街道图早期的原始资料。十九世纪八十年代，英国、俄国和美国都曾有人通过风筝拍摄地景照片，九十年代有人论述了这些地物照片转换为正射投影的数学解析法，继而制作出地形图。1903年曾有人利用鸽子进行空中摄影。它们的目的都是为了在空间利用各种方法来观测地球。直至1909年，世界上第一次利用飞机实现了空中观测地球，拍摄了地面相片。这可以认为是航空遥感的一个开端。自此不久，人们就开始采用航空照片编制地形图。从而使航空摄影及其在制图中的应用达到了一个新的发展阶段。在此期间德国蔡司公司又研制成象片立体自动测图仪，这为航空立体摄影制图提供了新的技术手段。也为今后的摄影测量制图仪器的发展奠定了基础。二十世纪二、三十年代，又第一次拍摄成彩色航空相片，并很快应用于海底、海岸地形的测量。

总之，自飞机问世后，航空相片在军事、地质、地理、林业、农业的调查研究、水利和石油勘测方面的应用不断扩大。航片在制图中起到重要的作用。

自1957年苏联发射了世界上第一颗人造卫星以来，开始从卫星上拍摄地球和月球的相片。继而在“阿波罗9号”上第一次拍摄了多光谱图象。这为以后的地球资源卫星的探测奠定了基础。

1972年美国发射了第一颗地球资源卫星(LANDSAT-1)，这为探测地球自然资源、发展航天遥感开辟了一个新的途径。也为研究地球景观和环境信息专题制图提供了连续完整的丰富资料。3

遥感信息传输在遥感平台上传感器收集到的被测目标的电磁波信息，可以不同的形式直接记录在感光胶片或磁带上，或者通过无线电发送到地面接收站被记录下来。航空遥感和载人宇宙飞船记录的遥感信息采用直接回收的方法，因而比较方便，保密性好，但不能实时回收。用无线电传输信息，又分实时传送和非实时传送。实时传送是当传感器收集到信息后，立即通过无线电发往地面接收站。但由于地球曲率的影响，当卫星位于地面接收站接收范围之外时，就不能实时传输。非实时传送是将获得的信息先暂时贮存在存贮设备中，当接到发送指令后再向地面发送。

遥感信息传输方式有两种，一种是模拟信号传输，即传感器收集到目标的信息后，输出的是一种以连续变化的电流与电压表示的模拟信号，经放大调制后用无线电传输。另一种是以数字信号传输，即将模拟信号转换成数字形式传输。4

解译和处理遥感信息解译的方法有以下两种：

电子计算机图像处理和识别

由子从传感器上收集的遥感信息受传感器性能、飞行条件、不同的环境因素等影响，使图像失真一一畸变，因此要对图像进行预处理，即作辐射校正和几何校正。经过预处理的图像还需要进行图像的增强处理，从而改善图像的外观，提供主观上认为更加满意的图像，以便于肉眼观察或电子计算机的分析处理。

遥感数字图像处理系统，包括硬件和软件两大部分。

硬件系统主要有三部分：①数字化仪：数字化仪的功能是将光学图像或线划地图变换成数字形式输入计算机进行处理，是图像处理系统的主要输入设备。②数字计算机：数字计算机是数字图像处理硬件系统中的关键设备，直接影响整个系统的处理能力和处理速度。③显示和输出设备：遥感数字图像处理系统中的显示设备，实际上是输出设备的一种，也称图像显示终端。除此之外，还有绘制线划地图、表格等输出设备，如打印机、绘图机、数字磁带、胶片记录仪等。

软件系统是由许多图像处理控制和管理程序，图像处理算法等构成。图像处理软件有以下功能：⑴数据的存取和删除，⑵数据显示，⑶辐射变换和校正，⑷几何变换和校正，⑸数据压缩，⑹图像增强，⑺统计分析，⑻集群分析，⑼特征抽取，⑽监督和非监督分类，⑾输出成果，⑿其它等。

遥感数字图像处理可概括为以下三方面的内容；

(1)如何从外界获取原始图像数据，

(2)对图像进行增强或恢复，使输出的新图像能够清晰地反映客观景物和现象的本来面目，以便于观察和分析，

(3)如何寻找出图像中的目的物，提取有用的特征，并给予恰当的描述，以便计算机能够进行图像识别和其他的处理工作。

遥感图像的目视解译

目视解译是电子计算机图像处理的基础，它借助于简单的工具，如放大镜、立体镜、投影观察器等，直接由肉眼来识别影像的特性，从而判断各种地物与自然现象。电子计算机处理的结果，也还需要专业人员的目视鉴定。

遥感图像由于图型和色调真实，因此客观地记录了地物的多种特征(包括地物的几何特征、光谱特征)和松散沉积物下面某一深度物体的“透视信息’’，反映了物体之间成分、结构、物理性质、生物及人文组分的差异，以及在当地自然条件下各种内、外动力综合作用的结果。

遥感图像的解译标志，就是指那些能帮助人们判别和解译地面某一地物或现象的影象特征。解译的标志可分为直接解译标志和间接解译标志两大类。

1)直接解译标志 是地物本身的属性在图像上的反映，如地物影像的大小、形状、色调、阴影、影像的结构、图案的花纹等。其中的色调，就是一种重要的解译标志，可以利用色调的变化对土壤进行分类，区分树种、区分岩性、矿体、构造等。

2)间接解译标志 是通过与之有关系的其他地物在影像上反映出来的特征，推断地物或地质体的属性。如河流的流向，不能直接从图像上看出来，但可以通过与目标物有密切联系的现象进行分析、判断而知。4

遥感影像地图遥感影像地图是以遥感影像和一定的地图符号来表示制图对象地理空间分布和环境状况的地图。在遥感影像地图中，图面内容由影像构成，配以一定地图符号来表示或说明制图对象。与普通地图相比，影像地图具有丰富的地面信息，内容层次分明，图面清晰易读，充分表现出影像与地图的双重优势。

影像地图按表现内容分为普通影像地图和专题影像地图。普通影像地图是在遥感影像中综合、全面地反映一定制图区域内的自然要素和社会经济内容。包含等高线、水系、地貌、植被、居民点、交通网、境界线等制图对象。专题遥感影像地图是在遥感影像中突出并较完备地表示一种或几种自然要素或社会经济要素，如土地利用专题图、植被类型图等。

这些影像地图标有比例尺、地理坐标等，采用线划符号表示的制图对象、地名注记和说明注记等，大比例尺普通影像图还标有等高线和高程注记。

遥感影像地图具有以下主要特征：

(1)丰富的信息：彩色影像地图的信息量远远超过线划地图，没有信息空白区域。利用遥感影像地图可以解译出大量制图对象的信息。

(2)直观形象：遥感影像是制图区域地理环境与制图对象进行“自然概括”后的构像，通过正射投影纠正和几何纠正等处理后，能直观形象地反映地势的起伏、河流蜿蜒曲折的形态，比普通地图更具可读性。

(3)准确精密：经过投影纠正和几何纠正处理后的遥感影像，每个像素点都具有自己的坐标位置，按地图比例尺与坐标网可以进行量测。

(4)现实性强：遥感影像获取地面信息快，成图周期短，能够反映制图区域当前的状况，具有很强的现实性。人迹罕至地区，如沼泽地、沙漠、崇山峻岭，更显示出遥感影像地图的优越性。

目前，不少国家利用航空像片生产了1:500，1:1 000和1:2000的超大比例尺正射影像地图，以满足城市发展和工程建设的需要；利用卫星遥感影像制作了1:100万或1:400万卫星遥感影像地图，以反映国家所处的地理环境：有些区域和部门利用卫星影像制作彩色影像地图，以了解区域发展和地理环境特征。

遥感影像地图发展具有广阔前景，代表了影像地图制作技术发展的主要趋势。遥感影像地图的发展方向有电子影像地图、多媒体影像地图等。2

本词条内容贡献者为:

胡建平 - 副教授 - 西北工业大学