二十世紀(jì)發(fā)展起來(lái)的攝影測(cè)量學(xué),特別是航空攝影測(cè)量是我國(guó)傳統(tǒng)測(cè)繪重要組成部分,在大地、航測(cè)和制圖三大組成部分中,航測(cè)是測(cè)制地形圖的最基本手段。由于高科技的發(fā)展,攝影測(cè)量正受到史無(wú)前例的影響,正在經(jīng)歷一場(chǎng)深刻的變革,本文主要介紹現(xiàn)代科技發(fā)展對(duì)攝影測(cè)量與遙感技術(shù)的影響,目前發(fā)展方向,以及發(fā)展中存在的問(wèn)題。
1.計(jì)算機(jī)發(fā)展對(duì)攝影測(cè)量的影響
1.1攝影測(cè)量的回顧
航空攝影測(cè)量是傳統(tǒng)地形圖測(cè)繪的基本手段,通過(guò)量測(cè)航空像片計(jì)算地面真實(shí)坐標(biāo)。攝影測(cè)量工作者早就關(guān)注計(jì)算機(jī)在該領(lǐng)域中的應(yīng)用,但是由于這種計(jì)算極為復(fù)雜,因此隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)在攝影測(cè)量中的應(yīng)用才逐步深入。
攝影測(cè)量中的航片與地面關(guān)系公式是攝影測(cè)量中最基本公式,該公式為[1]:
x=-fa1(X-Xs)+b1(Y-Ys)+c1(Z-Zs)a3(X-Xs)+b3(Y-Ys)+c3(Z-Zs)
y=-fa2(X-Xs)+b2(Y-Ys)+c2(Z-Zs)a3(X-Xs)+b3(Y-Ys)+c3(Z-Zs)
式中a、b、c為方向余弦,與航向、旁向傾角和旋角有關(guān),其關(guān)系式為:
a1=cosφcosκ+sinφsinωsinκ
b1=cosφsinκ-sinφsinωcosκ
c1=sinφcosω
a2=-cosωsinκ
b2=cosωcosκ
c2=sinω
a3=-sinφcosκ+cosφsinωsinκ
b3=-sinφsinκ-cosφsinωcosκ
c3=cosφcosω
f 為攝影機(jī)焦距。
x、y 為像點(diǎn)坐標(biāo)。
Xs、Ys、Zs 為攝站投影中心坐標(biāo)。
X、Y、Z 為地面點(diǎn)坐標(biāo)。
攝影測(cè)量中的其它許多公式可由此公式推導(dǎo)而成,因此該公式是攝影測(cè)量的基礎(chǔ),從該公式中可清楚看到計(jì)算關(guān)系的復(fù)雜性。在此介紹該公式的目的是為了說(shuō)明解算該公式的方法確定了攝影測(cè)量發(fā)展的三個(gè)階段,即模擬、解析和全數(shù)字測(cè)圖。在計(jì)算機(jī)水平發(fā)展還不高時(shí),測(cè)圖無(wú)法用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn),只能用機(jī)械模擬的辦法,例如多倍儀和各種精密全能測(cè)圖儀,還有為了降低造價(jià),利用簡(jiǎn)化公式設(shè)計(jì)的模擬儀器。這些儀器由于精度要求極高,因此制造困難,價(jià)格昂貴。這些儀器在測(cè)繪事業(yè)中起到了一定的歷史作用。
在60-70年代,由于容量和計(jì)算速度的限制,計(jì)算機(jī)僅用于攝影測(cè)量的加密。到80年代,計(jì)算機(jī)的發(fā)展,使得解析測(cè)圖儀問(wèn)世,將計(jì)算機(jī)用于測(cè)圖領(lǐng)域,把原來(lái)模擬儀器的機(jī)械交會(huì)求解改用計(jì)算機(jī)計(jì)算,從而簡(jiǎn)化了儀器結(jié)構(gòu),降低儀器造價(jià)。測(cè)圖過(guò)程與模擬儀器相仿。到90年代,計(jì)算機(jī)有了飛躍發(fā)展,特別是1995 年以后,其計(jì)算速度和存儲(chǔ)容量有了明顯提高,使數(shù)字攝影測(cè)量成為現(xiàn)實(shí)。
1.2計(jì)算機(jī)發(fā)展對(duì)攝影測(cè)量的影響
隨著計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展,攝影測(cè)量中最困難的測(cè)圖部分用計(jì)算機(jī)來(lái)解決,從而使攝影測(cè)量步入計(jì)算機(jī)處理的新時(shí)代,使得攝影測(cè)量產(chǎn)生了巨大的變化,該變化可從下列四個(gè)方面得到反映。
(1)測(cè)量?jī)x器的徹底改變
傳統(tǒng)攝影測(cè)量儀器主要分二大類,一類用于測(cè)量像片的坐標(biāo),用于加密,提供測(cè)圖時(shí)控制點(diǎn)坐標(biāo)。第二類是用于測(cè)圖,通常為機(jī)械模擬方式。這些儀器由于精度高,制造比較困難,過(guò)去大部分從德國(guó)、瑞士進(jìn)口,價(jià)格自然昂貴。而現(xiàn)在只要有高精度像片數(shù)字化儀和基于計(jì)算機(jī)的處理系統(tǒng),便可實(shí)現(xiàn)航測(cè)生產(chǎn)的全過(guò)程。這些儀器與原來(lái)儀器相比,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、價(jià)格低、效率高等特點(diǎn)。如果將來(lái)航空攝影采用數(shù)碼像機(jī),直接得到數(shù)字影像,到那時(shí)像片數(shù)字化儀都不要,利用基于計(jì)算機(jī)的一些處理系統(tǒng)便可實(shí)現(xiàn)地形圖等測(cè)繪產(chǎn)品的生產(chǎn)。由此可看出,計(jì)算機(jī)的發(fā)展對(duì)航測(cè)儀器帶來(lái)了徹底變革。
(2)產(chǎn)品形式的改變
由于計(jì)算機(jī)的發(fā)展,測(cè)繪生產(chǎn)的產(chǎn)品模式發(fā)生了根本變化,由過(guò)去的模擬表達(dá)方式改為全數(shù)字形式,即4D產(chǎn)品。在數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品生產(chǎn)中,首先應(yīng)重視數(shù)據(jù)的格式,即制訂數(shù)據(jù)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。目前各國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)不一致,因此在用數(shù)據(jù)前,必須先了解數(shù)據(jù)格式,否則無(wú)法應(yīng)用。在數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品中,另一重要轉(zhuǎn)變是產(chǎn)品的管理,在模擬圖時(shí)代,利用倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存,用戶親自領(lǐng)取的方式。在數(shù)字時(shí)代,利用計(jì)算機(jī)管理,公用數(shù)據(jù)可以上網(wǎng),用戶從網(wǎng)上直接下載數(shù)據(jù)。在管理上更為科學(xué),使用更為方便。
(3)生產(chǎn)工藝的改變
由于處理方法和產(chǎn)品形式的改變,使得生產(chǎn)工藝流程也產(chǎn)生重大變化,朝著簡(jiǎn)單、高效方向發(fā)展。模擬產(chǎn)品生產(chǎn)中一個(gè)重要缺陷是繪圖結(jié)果不能有效利用,從生產(chǎn)原圖到出版須重復(fù)標(biāo)描多次,而在數(shù)字產(chǎn)品生產(chǎn)中該問(wèn)題就不存在。由此也導(dǎo)致航測(cè)與制圖無(wú)明確分界?,F(xiàn)在的生產(chǎn)工藝流程主要包括下列部分:航片數(shù)字化,把模擬圖像變?yōu)?strong>數(shù)字影像;影像處理和信息提取,包括影像幾何糾正及產(chǎn)品信息的提取與編輯;建立數(shù)據(jù)庫(kù),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效管理和應(yīng)用。
(4)理論方法上的改變
在過(guò)去,攝影測(cè)量主要著重模型的研究,目的是為了提高測(cè)量精度,而現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的水平,對(duì)攝影測(cè)量計(jì)算而言,已根本解決,可以用最嚴(yán)密的公式計(jì)算,解算精度能得到完全保證。攝影測(cè)量幾何模型已不再是研究的重點(diǎn),而轉(zhuǎn)向影像匹配與信息自動(dòng)提取方面。影像匹配是數(shù)字攝影測(cè)量的核心,數(shù)字攝影測(cè)量的效能能否得到充分發(fā)揮在某種程度上取決于影像自動(dòng)匹配的水平。影像匹配不僅在數(shù)字攝影測(cè)量中占有重要地位,同時(shí)也是計(jì)算機(jī)視覺(jué)目標(biāo)自動(dòng)識(shí)別的核心,為此影像匹配引起許多學(xué)者的關(guān)注。經(jīng)過(guò)多年研究,結(jié)合計(jì)算機(jī)發(fā)展水平,影像匹配已從理論研究走向?qū)嶋H應(yīng)用,這是攝影測(cè)量取得的重大進(jìn)展。由于地面影像極其復(fù)雜,影像匹配尚不能做到完全成功,目前當(dāng)匹配失敗時(shí)尚需人工干預(yù)。在信息提取方面,已進(jìn)行了大量研究,有些進(jìn)展,但距實(shí)際應(yīng)用尚有較大距離,這方面是今后應(yīng)努力研究的方向。
2.空間技術(shù)發(fā)展的影響
2.1 航天遙感的發(fā)展
2.1.1 航天遙感發(fā)展過(guò)程
1972年美國(guó)開(kāi)始發(fā)射陸地衛(wèi)星Landsat,該系列共有7顆衛(wèi)星組成,其中Landsat6發(fā)射失敗,最后一顆Landsat7于1999年4月15 日發(fā)射,4月18日己傳送回第一幅圖像,證明發(fā)射已經(jīng)成功。Landsat1~3的主要成像儀器為多光譜掃描儀(MSS),為4個(gè)波段,地面分辨率大約為70m,Landsat4,5的主要成像儀器為專題制圖儀(TM),由7個(gè)波段,除波段6外,地面分辨率為30m, Landsat7除30m的多光譜圖像外,增加了一個(gè)15m分辨率的全色波段。Landsat圖像的地面復(fù)蓋范圍為185×185km2,由于光譜波段設(shè)計(jì)合理,價(jià)格合適,得到全球的廣泛應(yīng)用。
1986年法國(guó)開(kāi)始發(fā)射SPOT衛(wèi)星,現(xiàn)在已發(fā)射4顆。SPOT的成像儀器為高分辨率可見(jiàn)光成像儀(HRV),HRV觀測(cè)方法不是采用掃描鏡,而是采用 CCD電子式掃描??刹捎?a href='http://m.theweddingcatcher.com/article/1204.html' target='_blank' title='多光譜'>多光譜和全色二種模式,多光譜,有3個(gè)波段,地面分辨率為20m。全色的地面分辨率為10m。SPOT圖像的地面覆蓋范圍為60 ×60km2。試驗(yàn)證明,多光譜圖像的3個(gè)波段,其中波段1和波段2數(shù)據(jù)嚴(yán)重相關(guān),對(duì)應(yīng)用具有較大影響。其全色波段,由于分辨率較高,具有廣泛應(yīng)用價(jià)值,但是由于價(jià)格較貴,在應(yīng)用中受到一定限制。SPOT4 成像儀器性能進(jìn)一步改進(jìn),多光譜改為4個(gè)波段,并增加了地面掃描寬度為2200km2、地面分辨率為1150m的 SPOT Vegetation,用于植被調(diào)查。SPOT5多光譜分辨率將提高到10m,全色提高到5m。
1996年印度發(fā)射了IRS-1C衛(wèi)星,其多光譜地面分辨率有3個(gè)波段為23.5m,1個(gè)波段為70.5m,全色波段為5.8m。圖像地面覆蓋范圍多光譜為141×141km2,全色為70×70km2。IRS-1C衛(wèi)星還帶有一個(gè)廣角傳感器(WFS),其圖像地面復(fù)蓋范圍為770×770km2,地面分辨率為188m,用于植被變化的研究。
雷達(dá)衛(wèi)星也有發(fā)射,如歐空局的ERS1/2合成孔徑雷達(dá)(SAR),地面分辨率約為30m, 圖像地面覆蓋寬度為102.5km2。加拿大的RADARSAT,地面分辨率為10~100m,圖像地面覆蓋范圍為從100×100km2至500× 500km2。日本的JERS SAR,地面分辨率為18m, 圖像地面覆蓋范圍為75×75km2。
20多年來(lái),航天遙感得到了較大發(fā)展,獲得了大量衛(wèi)星影像,并在許多領(lǐng)域已有成功的應(yīng)用。
2.1.2航天遙感的現(xiàn)代發(fā)展
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,航天遙感不僅走向成熟,同時(shí)又提出了新的要求,其中有二個(gè)特點(diǎn),其一是地面分辨率愈來(lái)愈高,美國(guó)在南斯拉夫所用軍事偵察衛(wèi)星地面分辨率為0.1m。在衛(wèi)星發(fā)射計(jì)劃中,許多國(guó)家或公司將要發(fā)射地面分辨率為1m的衛(wèi)星。美國(guó)在“數(shù)字地球”計(jì)劃中,分辨率為1×1m的全球影像是其中重要內(nèi)容之一,這些高分辨率影像將來(lái)主要靠航天遙感來(lái)獲得。
其二是面向全球變化監(jiān)測(cè),我們賴以生存的地球由于人類活動(dòng)的影響正在發(fā)生不斷變化,許多自然現(xiàn)象及變化規(guī)律尚不清楚,為了進(jìn)行研究,必須獲得大氣圈、水圈和生物圈的各種數(shù)據(jù),須對(duì)地球表面的陸地、海洋及大氣層進(jìn)行全面監(jiān)測(cè),為此美國(guó)提出了地球觀測(cè)系統(tǒng)(EOS)計(jì)劃,衛(wèi)星上傳感器共有19種。這些傳感器用幾顆衛(wèi)星發(fā)射,其中AM?1計(jì)劃在1999年7月發(fā)射。下面介紹一些傳感器的性能及用途[2]。
*CERES(Clouds and the Earth's Radiant Energy System 云及地球輻射能系統(tǒng)),通過(guò)短波和長(zhǎng)波輻射兩種方式對(duì)地球輻射進(jìn)行測(cè)量。
*LIS(Lightning Image Sensor 光亮成像傳感器),將搜集地球上光亮的變化與分布信息。此傳感器覆蓋范圍600×600km2,空間分辨率5km。
*ASTER( Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer 高級(jí)星載熱量發(fā)射及反射輻射計(jì)),提供高分辨率(15~90m)的地表及云的數(shù)據(jù),供氣候?qū)W、水文學(xué)、生態(tài)學(xué)及地質(zhì)學(xué)進(jìn)行研究。
*MISR(Multi?angle Image SpectroRadiometer 多角度成像光譜輻射計(jì)),將獲得全球各種反射光線的方向特性數(shù)據(jù)以及用于地表的地質(zhì)特性和霧、云及生態(tài)研究的信息。掃描寬度為360km,空間分辨率為275m、550m及1100m,4個(gè)波段,9天覆蓋全球。
*MODIS(Moderate?Resolution Image Spectroradiometer 中等分辨率成像光譜輻射計(jì)),共36個(gè)波段,其中2個(gè)為250m,5個(gè)為500m,29個(gè)為1km,1至2天覆蓋全球,將提供多種全球數(shù)據(jù)產(chǎn)品,包括1km分辨率的地表溫度、海洋顏色、植被/地表覆蓋等大量信息,可用來(lái)進(jìn)行全球生態(tài)及物理變化的測(cè)量。
*SAGEⅢ(Stratospheric Aerosol and Gas Experiment Ⅲ 對(duì)流層云霧及氣體實(shí)驗(yàn)室3號(hào)),用于對(duì)云霧、臭氧、二氧化氮、水蒸汽、溫度、壓力等的研究,空間分辨率為1~2km。
*Ocean Color Instrument 海洋顏色儀,用于進(jìn)行全球碳循環(huán)的研究。
*SEAWINDS,對(duì)全球無(wú)冰的海洋上空的風(fēng)進(jìn)行連續(xù)、全天候測(cè)量,掃描幅寬為1800km,空間分辨率為50km。
*ACRIM( Active Cavity Radiometer Irradiance Monitor 空洞變化輻射計(jì)及輻照率監(jiān)測(cè)器),用于監(jiān)測(cè)太陽(yáng)總輻照率的變化。
*EOSP( Earth Observing Scanning Polerimeter 地球觀測(cè)掃描極化儀),用于提供全球云及霧圖像,包括12個(gè)多光譜波段,空間分辨率10km。
*MIMR(Multi?frequency Image Microwave Radiometer 多頻成像微波輻射計(jì)),用于獲得水循環(huán)的重復(fù)參數(shù),包括大氣中水的含量,雨量,土壤濕度,冰雪覆蓋及海面溫度等,幅寬為1250km,空間分辨率為5.6km、14km、24km、45km及70km。
*AIRS/AMSU/MHS(Atmospheric Infrared Sounder大氣紅外探測(cè)器/ Advanced Microwave Sounding Unit 高級(jí)微波探測(cè)單元/ Microwave Humidity Sounder 微波水份探測(cè)器),用于測(cè)量大氣溫度,提供大氣的水蒸汽,云、海/陸地表面溫度及大氣濕度數(shù)據(jù)。幅寬1650km,空間分辨率AIRS水平為13.5km,垂直1km,AMSU為40km,MHS為13.5km。
*TES(Tropspheric Emission Spectrometer 對(duì)流層散射光譜輻射計(jì)),用于對(duì)流層質(zhì)量變化監(jiān)測(cè),包括對(duì)流層的組成、變化及對(duì)流層-平流層交換以及對(duì)氣候和生態(tài)的影響。
*HIRDLS(High Resolution Dynamics Limb Sounder 高分辨率動(dòng)態(tài)探測(cè)器),利用紅外輻射計(jì)對(duì)對(duì)流層上層、平流層及散逸層進(jìn)行測(cè)量,包括溫度、臭氧、水蒸汽等的含量。 *MLS(Microwave Limb Sounder 微波探測(cè)器),測(cè)量平流層下層溫度及對(duì)流層上層的化學(xué)成分及研究火山對(duì)全球變化的影響。
*GLAS(Geoscience Laser Altimeter System 地球科學(xué)激光測(cè)高系統(tǒng)),用于測(cè)量冰山地形的激光測(cè)高儀,同時(shí)用來(lái)測(cè)定云及大氣特性。
*Landsat?7也并入EOS計(jì)劃,主要的儀器為ETM+(Enhanced Thematic Mapping Plus ) 增強(qiáng)型專題制圖儀。
雷達(dá)衛(wèi)星也是以后發(fā)展的重要方向,信息獲取不受氣候影響的特點(diǎn)吸引著人們的普遍關(guān)注,雷達(dá)衛(wèi)星的特有特性為應(yīng)用開(kāi)辟了廣闊前景。我們?cè)谶@方面研究尚不夠,有待進(jìn)一步加強(qiáng)。
2.1.3 航天遙感的影響
為了應(yīng)用需要,必須對(duì)航天遙感影像進(jìn)行處理和分析,鑒于航天遙感影像具有數(shù)據(jù)量大、分析復(fù)雜等特點(diǎn),因此對(duì)處理設(shè)備和方法提出了新的要求,對(duì)許多相關(guān)領(lǐng)域引起重要影響。例如存儲(chǔ)設(shè)備,為了解決海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問(wèn)題,美國(guó) NASA和 EROS中心研制了專用存儲(chǔ)設(shè)施,存放5000盤磁帶,用機(jī)械手自動(dòng)取帶和存帶。下面主要從數(shù)字圖像處理和模式識(shí)別方面論述航天遙感的影響。
(1)數(shù)字圖像處理
數(shù)字圖像處理是一門新興學(xué)科,自發(fā)展至今只有幾十年的歷史,除在遙感中應(yīng)用外,主要用于空間探測(cè)、生物醫(yī)學(xué)、人工智能及工業(yè)檢測(cè)等領(lǐng)域[4]。該學(xué)科發(fā)展初期,由于計(jì)算機(jī)水平的限制,主要是學(xué)術(shù)上的理論研究,其理論基礎(chǔ)的核心是 FOURIER變換。自衛(wèi)星遙感發(fā)展后,由于實(shí)際應(yīng)用的需要,使該學(xué)科有了長(zhǎng)足發(fā)展,例如幾何糾正,從幾何糾正模型到影像取樣理論都得到了發(fā)展和完善。在影像增強(qiáng)、信息融合等方法上有了重要發(fā)展,例如 KL變換,RGB與 IHS間的色度變換等。在邊緣信息提取方面,盡管作了大量研究,與數(shù)字攝影測(cè)量一樣,距實(shí)際應(yīng)用尚有較遠(yuǎn)的距離。這是因?yàn)楹娇铡⒑教煊跋竦膹?fù)雜性決定的,邊緣不能唯一和閾值的確定問(wèn)題始終限制著實(shí)際應(yīng)用。目前最好發(fā)展一些半自動(dòng)化方法,人工引導(dǎo)與自動(dòng)提取相結(jié)合才能達(dá)到較好的效果。
(2)模式識(shí)別目前衛(wèi)星遙感的重要應(yīng)用方向之一是利用影像來(lái)識(shí)別物體,這一領(lǐng)域是模式識(shí)別的重要組成部分。自衛(wèi)星遙感發(fā)展以來(lái),以統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)的自動(dòng)分類方法得到了進(jìn)一步完善和發(fā)展,例如,最大似然法的實(shí)用化算法,神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)在分類中的應(yīng)用,在聚類分析中的ISO法,利用輔助數(shù)據(jù)提高分類精度的各種方法,都給模式識(shí)別的發(fā)展提供了新的活力。
2.2航天遙感的特點(diǎn)
2.2.1航天遙感目前的應(yīng)用方向
利用衛(wèi)星遙感獲取各種信息是目前最有效的方法。在實(shí)現(xiàn)數(shù)字地球的今天,衛(wèi)星遙感更顯示出它的重要性。數(shù)字地球可以看成是一個(gè)虛擬地球,把地球上的各種信息以數(shù)字形式表達(dá),實(shí)現(xiàn)多分辨率、三維形式的地球的描述。要把整個(gè)地球上的信息數(shù)字化,進(jìn)入計(jì)算機(jī)管理,其工作量極大,在開(kāi)始階段,可以從已成圖的資料提取部分信息,但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)觀點(diǎn)、從信息更新角度,衛(wèi)星遙感是提供信息源的最有效手段和保證。
根據(jù)我國(guó)國(guó)情,目前有二個(gè)方面的問(wèn)題從中央到地方都極為關(guān)注,即環(huán)境變化監(jiān)測(cè)和耕地保護(hù),要想比較好的解決這些問(wèn)題,要靠衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展。因?yàn)橹挥性摷夹g(shù)才能快速提供有效的信息。
2.2.2應(yīng)用中應(yīng)注意的問(wèn)題
目前衛(wèi)星遙感的主要應(yīng)用是根據(jù)衛(wèi)星影像來(lái)解釋人們所需要的信息,應(yīng)該屬于二維處理的范圍,盡管利用某些衛(wèi)星遙感圖像可以進(jìn)行高程測(cè)量,但目前尚不是主流。
根據(jù)衛(wèi)星影像來(lái)解釋出各種所需信息,主要根據(jù)影像的灰度、顏色、紋理、結(jié)構(gòu)、形狀等許多信息來(lái)確定,目前大部分衛(wèi)星遙感(SAR除外)根據(jù)光譜成像理論來(lái)獲取信息,鑒于地物光譜受到周圍環(huán)境、大氣衰減等許多因素的影響,使得影像特征與地物間的關(guān)系極為復(fù)雜,同時(shí)由于分辨率的限制,有些地物難以區(qū)分,這對(duì)影像解釋帶來(lái)極大困難。特別在中國(guó),小農(nóng)經(jīng)濟(jì)的耕作模式,使得地塊小,作物混亂,對(duì)解釋更為困難。
不論采用何種方法,衛(wèi)星影像解釋必須與外業(yè)調(diào)查相結(jié)合,否則很難保證解釋質(zhì)量。航空攝影測(cè)量主要測(cè)量地球表面的幾何形態(tài),其精度主要取決于影像質(zhì)量與測(cè)量?jī)x器,人為因素影響相對(duì)較小,在一定的條件下,質(zhì)量較易控制。而在衛(wèi)星影像解釋中,人為因素影響較大,對(duì)作業(yè)員的素質(zhì)要求更高。因此在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整中,應(yīng)重視作業(yè)員素質(zhì)的培養(yǎng)。
2.2.3計(jì)算機(jī)自動(dòng)解釋中存在的困難
利用計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行衛(wèi)星影像自動(dòng)解釋是科技工作者的奮斗目標(biāo),經(jīng)過(guò)幾十年的研究,已獲得一定進(jìn)展,但是距自動(dòng)解釋的目標(biāo)甚遠(yuǎn)。
基于統(tǒng)計(jì)理論的分類方法已較完善和成熟,已在生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用,鑒于這種方法主要根據(jù)光譜特征,而光譜特征與地物的對(duì)應(yīng)關(guān)系比較復(fù)雜,即異物同譜現(xiàn)象,因此分類精度受到一定限制。使得有部分人寧愿采用目視解釋,而不用計(jì)算機(jī)分類的現(xiàn)象。當(dāng)衛(wèi)星影像分辨率較低時(shí),基于統(tǒng)計(jì)理論的分類方法較有成效,隨著分辨率的提高,統(tǒng)計(jì)分類方法將會(huì)失去其作用。
要想提高計(jì)算機(jī)自動(dòng)分類精度,要注意二個(gè)方面的問(wèn)題,第一是二維特征的分析,目前基于統(tǒng)計(jì)的分類方法基本上利用點(diǎn)的特征,影像中的關(guān)系信息利用較少,而影像的二維特征分析首先要確定邊界,而地物邊界預(yù)先又無(wú)法確定,這是目前分類方法中存在的主要問(wèn)題。為了解決這一困難,提出了并行處理的設(shè)想,當(dāng)然這對(duì)計(jì)算機(jī)又提出了新的要求,要研制新一代計(jì)算機(jī)。在算法上也要作重要改變,要研究適合于平行處理的新算法。第二是多因素的智能分析,鑒于衛(wèi)星影像解釋要依賴很多因素,在自動(dòng)解釋時(shí),最好把這些影響因素都考慮進(jìn)去,這樣才能保證正確的自動(dòng)識(shí)別,這就是所謂的專家判讀系統(tǒng)或影像理解要解決的內(nèi)容。
目前在以上方面都進(jìn)行了一些研究,但僅僅是開(kāi)始,離應(yīng)用目標(biāo)相距甚遠(yuǎn),有待我們深入研究。
3.現(xiàn)代科技發(fā)展在測(cè)繪變革中的作用
測(cè)繪技術(shù)由于現(xiàn)代科技的發(fā)展正在經(jīng)歷一場(chǎng)深刻的變革,從該變革中我們可清楚看到科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率所起的作用。
由于空間技術(shù)的發(fā)展,使得信息獲取手段得到根本改變,例如大地測(cè)量,過(guò)去通過(guò)測(cè)角、測(cè)高來(lái)獲取基本信息,而現(xiàn)在通過(guò)GPS衛(wèi)星來(lái)獲取信息,過(guò)去利用航空攝影來(lái)獲取地面信息,而現(xiàn)在可通過(guò)衛(wèi)星來(lái)獲取,并且是數(shù)字形式。由于信息獲取手段的提高,為測(cè)繪的變革提供了重要保證。
由于計(jì)算機(jī)的發(fā)展,使得測(cè)繪生產(chǎn)工具發(fā)生徹底變革,例如航測(cè)成圖生產(chǎn)中所使用的全能測(cè)圖儀將要進(jìn)入歷史博物館,基于計(jì)算機(jī)的各種處理和管理系統(tǒng)登上歷史舞臺(tái)。由于生產(chǎn)工具的改進(jìn),使得傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式得到徹底的改變。
由于測(cè)繪中引用了這些高科技,使得信息獲取更為方便,生產(chǎn)速度加快,生產(chǎn)成本降低,勞動(dòng)強(qiáng)度減輕。不僅如此,還為測(cè)繪產(chǎn)品的應(yīng)用提供了廣闊前景。由于測(cè)繪產(chǎn)品為數(shù)字形式,不僅使用方便,經(jīng)過(guò)適當(dāng)組合和處理,便可生成形式多樣的產(chǎn)品或其它形式的副產(chǎn)品,例如,從DEM可以生成坡度圖、坡向圖、暈渲圖,利用DEM和專題圖可生成暈渲專題圖。由于是數(shù)字形式,為綜合分析提供了條件,為深層次的應(yīng)用提供了可能。
測(cè)繪技術(shù)雖然得到很大發(fā)展,但在發(fā)展進(jìn)程中又面臨著新的問(wèn)題和困難,例如航天遙感的發(fā)展,可以大量獲取各種信息,如何快速、高效處理這些數(shù)據(jù),己擺在我們面前。目前計(jì)算機(jī)的水平,對(duì)于數(shù)值計(jì)算和文字處理己能滿足,但是對(duì)于數(shù)字影像的信息提取和影像分析尚不能適應(yīng),期望新一代計(jì)算機(jī)的研制。我們相信,隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,攝影測(cè)量與遙感技術(shù)將會(huì)提高到一個(gè)新的水平。
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