卫星地图

作用

卫星地图，又称“卫星遥感图像”或“卫星影像”，是借助卫星向用户反馈真实的地球地表面貌图像，与传统意义的地图不同，卫星地图上看到的地表面貌是真实而实时的。因此，卫星地图的使用面非常广，比如检测地面信息，探测地理位置、地形等，以及城乡规划、GPS导航、军事指挥部著、监测灾情、抗灾救灾部署等实时监测应用1。

样图

影像分辨

卫星在太空中拍摄地球得到的照片（如，Google Earth）。全球的影像98%都是卫图（注：国外有不少是航拍得到的照片），分为二种低分辨率卫图（如，野外常用15米分辨率）和高分辨率卫图（如，城市中常用0.6米分辨率）。

我们日常在Google Earth中所说的高清卫星地图，就是特指由DigitalGlobe、GEOEYES**（**现已被DigitalGlobe收购）、SPOT等公司为Google Earth提供的高分辨率卫图，如0.6米分辨率、1米分辨率、2.5米分辨率、4米分辨率、10米分辨率的影像。

卫星影像与成图比例尺的选择分析可以借鉴航空摄影测量，因为二者的成图原理相似，并且航空摄影测量具有大量的实践经验和实验数据，是非常成熟的。航空摄影测量中没有直接给出对影像分辨率的要求，但可以通过对摄影仪物镜分辨率的要求和摄影比例尺来推断。航摄中航摄仪镜头分辨率表示通过航空摄影后在影像上能够分辨的线条的最小宽度（这里没有考虑软片和像纸的分辨率）。在航摄规范（GB/T 15661-1995）中规定航摄仪有效使用面积内镜头分辨率“每毫米内不少于25 线对”。根据物镜分辨率和摄影比例尺可以估算出航摄影像上相应的地面分辨率D，即D=M/R（M 为摄影比例尺分母，R为镜头分辨率）。根据航摄规范中“航摄比例尺的选择”的规定和以上公式，可得下表

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上表可以作为选择卫星影像分辨率的参考。顺便指出，从表中可以看出，虽然成图比例尺愈大，所需的影像分辨率愈高，但两者并不是成线性正比关系，而是非线性的。

样例中我们使用了航拍影像，准确说明卫图分辨率的概念与效果，航拍的影像分辨率远远超过卫星，但飞机的拍摄价格是卫星拍摄的数倍。

比例换算

卫星与航拍影像由像素点组成，像素点越丰富，照相辨认的细节的尺寸越小。影像照片上像素点的密度常用每毫米多少条线来表示，线越多表示影像质量越高。例如，卫星影像每平方毫米的纵横线数各250条，也就是每平方毫米内排列：62500个像素点，其相邻两像素点间的距离只有4微米，这样微小的间隔，即使放大10倍，肉眼也是看不出来的。照片上4微米相当于地面距离多少呢？这与照相机的焦距和卫星的飞行高度有关，如果焦距为2米，飞行高度150公里，那么，根据简单的几何学关系就可求得地面距离为0.3米，这个长度就叫做照片的地面分辨率。通俗地说，地面分辨率是能够在照片上区分两个目标的最小间距，但它并不代表能从照片上识别地面物体的最小尺寸。1尺寸为0.3米的目标，在地面分辨率为0.3的照片上，只是1个像素点，不管把照片放大多少倍，依然只是1个像素点。所以，要从照片上认出一个目标就多少得有若干个像素点在照片上来构成该目标的轮廓。 通常，从照片上能够识别目标的最小尺寸应等于地面分辨率的5～10倍，即1.5至3米。人的肩宽约0.5米，在地面分辨率为0.3米的卫星影像上占1～2个像素点。从照片上可以发现这儿有目标，但这个目标是人，还是物，靠1～2个像素点是确定不了的，当然更谈不上区分是男还是女了！那么，如果要从照片上看清报纸“南方周末”这四个字，地面分辨率必须达到三毫米左右，比侦查卫星的水平要提高一百倍。因此，某些说法提到通过卫星拍摄的能看清报纸上的文字、士兵脸上的胡子等说法是没科学根据的，是不负责任甚至耸人听闻的言论，但低空航空拍摄则可以弥补卫星拍摄的这种不足。

卫星图特点

卫星图比普通地图精度高，卫星地图是卫星拍摄的真实的地理面貌，普通的地图是人工测绘的，所以精确度不如卫星地图高；卫星地图有实时性，因为普通的地图一般从开始测绘到发布要经历很长的时间，现在的城市发展很快，单靠人工的测绘难以满足人们的需求；卫星地图有更新频率，比如，谷歌地图每季度刷新一次新数据，每18个月全部刷新一次，在线地球每天刷新一次最新数据，每季度全部刷新一次。世界上除非军用的卫星拍摄，任何商用和民用的卫星拍摄地图都是经过人工筛选，储存到服务器中，我们再从服务器中取得数据看到图象，不会存在某个人直接控制卫星拍摄的。

卫星图像分割

有关图像分割的研究应用始于纪年代末，是根据需要将图像划分为若干个有意义的区域或部分的图像处理方法。一般来说，图像分割的方法可分为三大类：基于边缘的方法、基于区域的方法和基于其它理论的方法1。基于边缘的方法布：边界生长法（即边界跟踪）、边缘检测法（如算子、算子、算子、算子、算子等各种边缘检测算子）等；基于区域的方法有：阈值分割法（包括全局阈值分割法、局部阈值分割法、迭代阈值分割法）、聚类法（区域生长法、区域分裂合并法等）；基于其它理论的方法有：基于数学形态学的分割方法、基于人工神经网络的分割方法、基于智能算法的分割方法、基于模糊集理论的分割方法、基于小波变换的分割方法等。

针对卫星遥感图像自身的特点：卫星遥感图像数据量大、内容丰富、图像中目标地物种类多，尺寸小、噪声多等，要想成功地分割出代表现实世界中”有意义”的实体难度很大。传统的图像处理方法难以满足卫星遥感图像分割的要求，主要表现在：不能处理类似遥感图像这样的数据量大的数据，分割后只能获取图像的局部信息，难于获取或利用图像的全局信息；噪声左分割效果使得分割结果的边界不连续，难以形成完整的区域边界，传统分割方法主要是针对灰度图像的，对彩色图像和多波段图像分割的研究还处于兴新阶段。所以，目前的研究工作重点是寻求专门针对特定遥感图像的分割方法，诸如基于小波变换及其推广、数学形态学（特别是水平集理论、模糊聚类算法、模型、算法等），并随着研究的深入，研究者正向着多尺度、多种分割方法融合的方向努力1。

社会应用

卫星地图是卫星拍摄的真实的地理面貌，所以卫星地图可用来检测地面的信息，可以了解到地理位置，地形等，这些信息，可以应用于城乡规划，通过卫星地图的gps导航系统，可以告诉你，你现在身处何方，你将前往的那个地方怎么走等等信息。

卫星地图应用于城乡规划：航天遥感技术在城市规划实践中，主要针对具体应用需求，通过卫星地面站获取合适的覆盖范围的最新的城市卫星地图影像数据，利用遥感图像专业处理软件对数据进行辐射校正、增强、融合、镶嵌等处理。同时，借助城市应用区域现有较大比例尺的地形数据，对影像数据进行投影变换和几何精校正，并从地形地图上获得境界、城市、居民点、山脉、河流、湖泊以及铁路、公路等典型地貌地物信息和相应地名信息，进行相应的标注和整饰，制作城市数字正射影像图，为决策部门提供现实有效的支持资料。

实时监测的卫星地图，可以作用于军事指挥部署，抗灾救灾部署，监控火灾等自然灾害，还可以应用于警察追捕通缉犯等等。

2020年，成都首次发布绿道科普卫星地图3。2023年4月消息，四川省首版国产高分卫星影像地图上线，该系列影像分辨率达到0.5-0.8米，覆盖全省，四川省全域范围的城市和农村都能在该图上清晰体现。

谷歌地球

谷歌地球（Google Earth，GE）是一款Google公司开发的虚拟地球仪软件，它把卫星照片、航空照相和GIS布置在一个地球的三维模型上。2004年10月，公司收购总部位于美国加州山景城以数字地图测绘为主业的Keyhole公司。2005年4月,正式推出海量空间数据的Google Maps，以地图、卫星、混合种服务模式向全球提供地图服务。2005年6月20日，Google maps的地图覆盖范围，从原先的美国、英国及加拿大，扩大至全球。2005年6月29日，Google推出了自己的API程序让全世界对Google Maps有兴趣的人能够自行开发Google Maps服务。2005年9月，和北京图盟科技有限公司（合作出版中国大陆地区的Google本地。Google公司于2006年4月3日推出的MapsAPI第2版。后来，Google本地重新命名为Google地图。台湾的地图资料则是由勤歳科技所提供，并于2007年10月11日推出台湾版地图。据Google公司称，全球有3万多开发人员正在使用Google Maps编程接口进行各种应用的开发工作。用户们可以通过一个下载到自己电脑上的客户端软件，免费浏览全球各地的高清晰度卫星图片。Google地球分为免费版与专业版两种。谷歌地图是公司提供的电子地图服务，包括局部详细的卫星照片。此款服务可以提供含有政区和交通以及商业信息的矢量地图、不同分辨率的卫星照片和可以用来显示地形和等高线地形视图，在各类平台均有应用，操作简单方便。

诺基亚地图

诺基亚地图为综合电子地图信息领域的领先供应商，其产品适用于车辆导航系统、移动导航设备和基于互联网的地图应用产品。诺基亚地图基于先进的“混合矢量图”技术，可以支持全球74个国家46种语言的语音导航、26多个国家的交通信息查询以及180多个国家的详细地图、场所地图已经覆盖了38个国家。使用其它诺基亚智能手机终端的用户，其具有不含任何隐性费用、最佳全球覆盖、导航时无需网络连接 、语音指示及交通信息、3D效果等效果。

苹果地图

由于苹果iOS 6地图应用中存在的大量错误，暂不发布有关苹果地图的介绍。

百度地图

百度地图是百度提供的一项网络地图搜索服务，覆盖了国内近400个城市、数千个区县。在百度地图里，用户可以查询街道、商场、楼盘的地理位置，也可以找到离您最近的所有餐馆、学校、银行、公园等等。2010年8月26日，在使用百度地图服务时，除普通的电子地图功能之外，新增加了三维地图按钮。其卫星图像大部分由全球领先的商业高分辨率地球图像产品及服务供应商DigitalGlobe提供，DigitalGlobe与百度达成多年合作协议，为百度提供涵盖中国344个城市的高分辨率图像。

搜狗地图

搜狗地图原名图行天下，成立于1999年， 是中国第一家互联网地图服务网站，于2005年被搜狐收购，并改名为搜狗地图。数据覆盖全国近400个城市3000个区县，数千万poi信息点，提供全国的驾车路线导航，以及130个城市的公交换乘服务，是国内首屈一指的地图查询服务平台。搜狗地图除了搜索、公交、自驾导航等地图的基本功能之外，另外还有多功能，比如商店、路书、卫星图、手机地图等其他特色应用，全方位地满足了人们随时随地掌握出行生活的需要。卫图数据由上海纳维信息技术有限公司(NAV2，由北京四维图新(NavInfo)和Nokia L&C共同投资组建的合资公司)提供。

搜搜地图

搜搜地图是腾讯公司提供的一项互联网地图服务，在全国有收录3500万个地点、210个城市公交、400个城市驾车的海量数据。通过搜搜地图，可以查询银行、医院、宾馆、公园等地理位置，帮助找到地理位置相关的生活服务，如美食、汽车服务、旅游等；还提供了丰富的公交换乘查询方式和驾车导航规划功能，为您提供最适合的出行导航。搜搜地图目前有手机地图：IOS的手机地图，适用于iPhone、ipad；Android的手机地图，适用于Android系统的手机；Symbian的手机地图，适用于Symbian系统的手机。其卫图图像数据由美国DigitalGlobe和中国四维测绘技术有限公司提供。