遥感卫星影像处理技术范文

导语：如何才能写好一篇遥感卫星影像处理技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】高分卫星 遥感影像 预处理 数据格式转换

随着空间信息技术的发展，对地观测系统也逐渐的从地面、低空发展到太空，并且对观测的连续性、快速性、精确性等有了更为严格的要求。高分一号是我国观测系统的首颗发射卫星，其成功实现了宽覆盖、高精度、稳定度的控制技术，而对于高分二号而言，其成功突破了优于1m的分辨率水平，并且能够具有高定位、快速灵活、机动的能力等特点，对于提升我国空间卫星水平、数据的自给率等这些方面具有非常重要的意义。并且高分O畹某晒κ凳涌炝宋夜空间信息产业的发展，有利的推动了我国国民经济建设与社会的进步。

遥感影像的预处理即为影像数据的纠正与重建的过程，主要是纠正遥感成像过程中，由于传感器外在原因：如姿态的变化、高度、速度等因素造成的遥感影像的几何畸变与变形，并且遥感影像本身在空间、时间及光谱分辨率上的不足，在获取数据的过程中不能够精确的进行信息的记载，很大程度上会降低遥感数据的精度，因此，需要对遥感影像进行遥感数据的预处理。本文是在高分遥感数据的基础上，通过对高分一号卫星数据进行分析，将原始高分数据进行预处理的过程，得到在几何与辐射上真实的图像。

1 高分遥感影像的软件选取

本文中所涉及到的高分遥感预处理软件采用的是ENVI与ERDAS相结合的技术方案。采用这两种软件相结合的方式，其优势在于：首先，ENVI能够通过底层的IDL开发语言进行功能扩展，开发定制自己的遥感平台。其次，ENVI提供了光谱分析工具，使得基于波段与文件的遥感技术完美结合，并且通过图像的配准，可以提供多个图像窗口进行分析，清晰明了、易于操作。再次，通过两者相结合的方式可以将遥感影像与ArcGIS进行一体化整合，对遥感平台进行全方位的应用。最后，通过ERDAS软件进行数据格式的转换。本文首先是通过遥感处理软件对高分遥感数据进行预处理，然后通过photoshop工具对影像进行匀光匀色的调整，最终完成整个预处理过程。

2 高分遥感影像的预处理过程

2.1 预处理流程

文章以正定市高分一号遥感卫星影像为例，演示了高分卫星遥感数据预处理的全过程。

首先是对高分一号2m全色影像与8m多光谱影像进行正射纠正（Orthorectification），纠正影像的倾斜偏差及投影过程中产生的误差，第二步是将正射纠正后的多光谱整景数据与全色整景数据进行配准，是将全色影像作为基准对多光谱影像进行配准，第三步是对配准后的影像进行融合，对影像进行接边线的处理，使得融合后的影像在分辨率上能够达到非常高的精度，第四步利用Photoshop工具，对影像进行颜色平衡的调整，使其能够在色彩上达到较好的效果。通过以上步聚就完成了整个图像预处理的过程，并进行结果的输出。

2.2 正射纠正

正射纠正（Orthographical correction）是纠正了因传感器、地形的起伏不均衡等因素引起的像点元素上的偏移，并利用地面控制点通过相应的数学算法模型来进行实现的过程。正射校正后的影像无论在精度上、影像的特性上以及信息表达上都能达到很好的效果，而且其数据的结构相对简单，并能够改正因地势较大产生的误差。高分影像的正射纠正过程采用依靠高分影像自带的RPC文件和数字高程模型（DEM）来进行数据定位的校正方式。RPC文件实质上是通过将传感器的轨道参数及其他各种物理参数相结合并通过地面的控制点元素解算出来的变换矩阵。

本设计中选择二次多项式的方法进行校正，在ENVI中选择Geometric CorrectionOrthorectificationRPC Orthorectification模块进行纠正，并且选择30m的DEM进行数字高程的校正。

2.3 配准与融合技术

遥感影像的配准（registration）是通过选择地面清晰控制点并按照一定的变换函数及重采样方法对同名像元点进行配准的过程。对配准后的影像需要进行重采样处理以改正输出影像的像元偏差，以此来建立新的图像矩阵，常用的重采样方法有双线性法、三次卷积法、最邻近法等，对于高分一号卫星遥感数据采用双线性内插方法，其主要处理是将同一区域的2m全色影像作为基准对8m多光谱进行校准，该过程可以在很大程度上保留影像原有的几何特征，能够得到精度较高的配准影像。

遥感影像配准的过程是融合的先决条件，其融合过程是将不同传感器、分辨率、波段的数据通过一定的分析算法综合起来的技术。图像的融合算法有：

（1）空间色彩变化法：HIS、PCA等；

（2）代数运算方法：MLT、Brovey、加法运算、比值法等；

（3）空间滤波融合算法：SFIM、HPF、Bretschneider小波变换法等；

（4）其他方法：PCI、光谱响应融合算法等。

对于高分遥感数据，通常采用Pansharpen的融合方法，可以使得融合后的遥感影像既保持了较高的空间分辨率，又具有了多光谱特征的色彩信息，并且使融合后的影像在纹理色彩上信息丰富，空间细节特征上保持较好。

2.4 镶嵌

影像的镶嵌过程是将多于两景的影像进行无缝拼接，完成一幅完整的、大场景影像的过程。本文中利用ENVI软件的Georeferenced Mosaicking功能来完成，主要过程：进行颜色平衡的调整，将RGB的波段设为3，2，1；通过设置影像背景数值对影像的背景黑边进行忽略处理，即将背景值设为0；对两景相邻覆盖影像的镶嵌边缘进行处理，将羽化值设为10。

在镶嵌过程中要注意：

（1）镶嵌之前需选择一张基准影像（Fixde），作为镶嵌过程中对比度匹配及出现跨带问题时镶嵌后输出影像的地理投影、数据类型的基准，并以此作为颜色平衡参考（Adjust）对其他影像进行调整；

（2）镶嵌过程中，任一两景影像间能够有一定区域的重合面，以解决两张影像间的镶嵌线问题，得到视觉上完整的影像。

经过对遥感影像的正射纠正、配准、融合、镶嵌及色彩处理，得到预处理后的遥感影像，给出镶嵌前后的遥感影。

2.4.1 裁剪

图像裁剪的作用是保留所研究区域的影像，并且保证所裁剪部分信息丰富、易于表达等特点，主要分为两部分进行相应的裁剪：掩膜计算及矢量数据的栅格化。掩膜计算裁剪方法是通过已有的图像对被裁剪的影像进行遮掩，裁剪所需大小的影像；矢量数据的栅格化是将矢量数据（即裁剪线）转化为栅格文件，定义矢量数据投影，使其与栅格文件投影一致；在栅格数据中通过将所裁剪的区域设为1与被裁减的影像进行交集处理，输出即为裁剪的结果。

本文中用到的裁剪方式即为矢量数据的栅格化，其裁剪过程需要利用ArcGIS与ENVI协同完成，首先利用Polyline工具在ArcGIS中画出裁剪线，保持裁剪线与影像投影一致；其次将矢量数据的裁剪线保存到ENVI中，利用ENVI的裁剪模块对影像进行裁剪，完成裁剪过程。

2.4.2 大气校正

大气校正是消除了大气干扰、地形等因素的影响，从而获得真实的反射率数据，并对其进行动态监测的过程，这是预处理中比较重要的环节。本设计中通过选择ENVI Classic软件下的BasicTools工具中的Preprocessing―General Purpose Utilities―Dark Subtract进行大气校正，首先选择的是待校正的遥感影像，然后对影像的像素值进行选择，这里选择波段的最小值（Band Minimum），最后选择路径对影像进行的输出。

2.5 数据格式转换

投影变换（Projection Transformation），即为地图投影之间相互转换的方法及理论，根据遥感数据需求进行自定义投影设置。而本文采用的遥感数据是高分一号卫星数据，其影像本身自带WGS84坐标，通过正射纠正的过程，其地理坐标变为UTM投影坐标，利用ArcGIS中的投影变换工具，根据应用要求将其转为需要的投影信息。

3 结语

随着我国高分辨率对地观测系统应用的展开，高分的应用范围已经涉及到各行各业，极大的推进了我国空间信息技术产业的发展。而遥感卫星影像的预处理过程是高分应用在各行业展开的前提与基础，是一个非常重要的环节。

本文通过具体的实例，介绍了高分遥感卫星影像的预处理全过程，其中正射纠正消除了因卫星姿态及其地面起伏引起的缀伪湫蔚奈侍猓为后期影像信息的提取提供了影像的准确度；配准及其融合技术使图像能够达到很高的精度，消除了影像的误差，提高了影像的分辨率；而镶嵌过程则能够使影像更加完整和美观。整个预处理过程相辅相成，为后期的应用及分析过程打下了良好的基础。

参考文献

[1]高分一号.中国资源卫星应用中心[EB/OL].

[2]潘勇.遥感图像数据预处理研究[J].数字技术与应用，2010.

作者单位

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Abstract: Is big scale geography the diagram occupy the position of equal importance in economic development and the development, but the renewal of big scale geography diagram is more slow-moving, with as far as to can not satisfy the demand of social production.For the sake of the method and technique of the research and the study great scale geography diagram renewal, made use of QuickBird satellite image to carry on some mineral area about 400 square kilometers 1:2000 production of scale geography diagram renewals experiment.The problem met to the more recent process, method and in the interval carried on a study, put forward the conclusion and suggestion of function and drew lessons from for similar work providing.

关键词：遥感影像；1：2000 地形图；地形图更新；调绘

Keyword: Yao image;1:2000 geography diagrams;The geography diagram renews; Adjust to draw

中图分类号：R445 文献标识码：A文章编号：

0.引言

地形图是国家各个部门、各项工程建设中必需的基础资料，通过地形图可以获取多种、大量的信息。随着改革的进一步深入，国家加大了基础设施建设的力度，用于城市规划、工程设计、施工放样等的地形图需求量增多，且现势性要求高。为了满足城乡发展建设的需要,提高地形图现势性，地形图更新问题就显得尤为重要；然而地形图的更新情况不很乐观[1]。本文结合某矿区1：2000 地形图更新工程，探讨利用QuickBird卫星影像更新1：2000 比例尺地形图的方法、流程和其间遇到的问题。

1. 数据预处理

1.1 QuickBird 卫星影像处理

⑴ 遥感影像处理的工作流程：影像数据的处理是整个更新工作的关键，因此，确定影像处理的工作流程是十分重要的。影像处理的工作流程如下：

图1 遥感影像处理流程图

⑵ 纠正精度的控制：遥感影响的纠正过程中，X 残差、Y 残差、以及RMS(Root MeanSquare 即均方根中误差)都控制在1 个像素之内，很好的满足了技术规范的要求；如果纠正的精度超过标准，则回到纠正模式下，调整GCP 的输入重新进行几何纠正，直至达到需要的精度为止。

1.2 纸制地形图的矢量化

扫描纸质地形图时，要确保地形图的完整无损、无折皱；矢量化的过程中要按照地理信息系统的标准做好分层矢量化，以及属性数据的录入。具体流程如下：

图2 地形图矢量化流程图

1.3 遥感影像和数字线划图的叠加配准

将分幅后的遥感影像和数字化完毕的数字线划图导入测图软件或地理信息系统软件进

行叠加配准。

2. 地形图的更新

在更新系统中，经影像与矢量图叠加配准后，便可以采用屏幕数字化的方式进行变化地物(主要是居民地、道路、水系、植被等)的更新(增、删、减等)[2]。

2.1 建筑物的更新

建筑物是大比例尺地形图中的主要地物，因此，对于建筑物的更新是地形图更新工程中一个相当重要的部分。

由于工作区范围内的建筑物多为农村的四点平房，并不存在太多的边界线遮掩问题；所以在遥感影像上对建筑物的识别比较简单。但是，由于楼房以及工厂棚房与平房在遥感影像中并没有很明显的区别，所以，对于这些地物的判读必须由外业调绘人员到实地调查完成。

2.2 道路的更新

由于铁路以及高速公路的形状规则、特征明显，所以通过遥感影像很容易进行判读。但是对于等级公路、等外公路、大车路等，只能做大概的判断，由外业人员进行调绘处理时再做必要的补充。

2.3 水系的更新

按形状划分，水系大致可分为两种类型：线型水系(如河流、沟渠)非线型水系(如湖泊、池塘)。

⑴ 线型水系的更新：根据水与河岸在影像上呈现的色调不同，可以容易地确定水涯线的位置，然后利用屏幕数字化的方式直接进行更新。

⑵ 非线型水系的更新：工作区范围内存在大量的池塘，对于池塘的更新也是我们这次更新的一个重要环节。根据了解到的当地情况，集中分布的池塘多为鱼塘，而零星分布的池塘多为普通的池塘。依据这个经验，我们对工作区范围内的池塘进行了分类；经过后续的外业调绘发现，对于池塘的判读准确率是相当高的。

2.4 植被的更新

植被主要包括耕地、林地、草地等。由于工作区范围内多为农村，因此，对于耕地类型

的更新是植被更新的关键。

由于采用的QuickBird 影像成像于2005 年11 月，此时正值该地区的农闲时节，所以不能从影像中判读植被的类型。在实际的操作中我们基于以下两原则对植被类型进行了判读：

① 由于水田具有比较大的田埂，因此在影像上水田表现为具有明显的边界。

②水田土壤的含水量高于旱地土壤的含水量，所以在影像上呈现的色调较深。经过后续的调绘发现，通过以上两点原则较好地区分了耕地的类型。

2.5 外业调绘及补测

⑴ 调绘：更新矢量地形图时，影像上无法判读的地物必须借助外业调绘进行确定。外业调绘主要作用是：对室内解译成果进行验证，对线状地物宽度实地量测，对新增地物的名称注记进行实地调查[3]。调绘过程中主要进行了以下两部分的工作：

①不确定地物的调绘。很多相似的地物仅通过影像图是很难判读的，例如：平房与棚房、围墙具体界限、果园与林地等。对于这部分内容一定要到现场亲自调查以确定其类型，尤其是对于植被类型，要以地类界进行详细的划分。

②注记数据的调绘补充。其调查内容可分为以下几种：楼房的层数、企事业单位的名称、村名、公路名称及等级、河渠名称及走向等。

⑵ 补测：补测是地形图更新中相当重要的部分，起着数据补充的重要作用。在实际操作过程中我们针对以下两种情况进行了补测：①用户未提供矢量化地形图的地区。②地物变更范围比较大的地区。对所有需要补测的地区均采用GPS 和全站仪进行了补测，并把所有结果都记录在线划图上。将外业调绘和补测的修改、新增、和变化地物的信息添加到地形图中，通过编辑处理形成用户需要的最终成果。

3. 结论及建议

⑴ 作为更新数据源的QuickBird 影像，其质量的好坏直接影响成果的精度。工程中采用的该矿区QuickBird 影像清晰度好，分辨率高，倾角小，为工程的成功开展提供了良好的前提。

⑵ 使用本方法更新了该矿区约400 平方公里1：2000 地形图，作业时间短；精确度高（遥感影像的空间分辨率达到0.6m,用RTK 进行GPS 定位测量影像纠正后的点位绝对误差只在0.2m 左右）。满足了用户的需要，为地形图的更新提供了新的经验。

⑶ 实际操作中发现，仅凭影像图的目视解译判读地物是不可靠的，必须要亲自调查才能确定地物类型及其属性。因此，在地形图的更新中要加大调绘在整个更新工程中所占的比重。

参考文献

[1].江宏军，马永生.地形图更新方法初探[J].测绘通报，2004，(7)：54-56.

[2].康家银，利用QuickBird 高分辨率遥感影像更新城市大比例尺地形图的研究[D].辽宁省阜新：辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院、2004.

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关键词：GeoEye 1卫星 技术指标 卫星影像

中图分类号：P236 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（a）-0033-02

GeoEye系列卫星是IKONOS和OrbView的下一代卫星。2005年，SpaceImaging公司（IKONOS的所有者）因为竞标失败，未得到美国政府订单，被OrbImage公司（OrbView的所有者）收购。合并后的公司改名为世界上最大的商业高分辨率遥感卫星运营公司，其计划中的卫星OrbView-5继承了IKONOS和OrbView-3两颗卫星的设计优点，并在最近计划里改名为GeoEye 1。OrbImage公司2008年9月份发射成功，将GeoEye 1送入轨道，并于12月份开始提供商业影像产品。

GeoEye 1卫星的全色影像具有全色波段0.41 m的空间分辨率，4个波段蓝、绿、红和红外的多光谱影像1.64 m的空间分辨率，影像幅宽能够达到15.2 km。GeoEye 1卫星重访周期小于1.5 d，影像采集速度也有明显提高。在没有地面控制点的情况下，GeoEye 1单张影像能提供3 m的平面定位精度，立体影像能提供4 m的平面定位精度和6m的高程定位精度。

附：GeoEye 1卫星主要参数表1和表2

GeoEye 1遥感影像图1、图2、图3、图4、图5。

由于GeoEye 1数据具有高精度、高空间分辨率、高光谱等优势，在生产生活的各个领域都受到了极大的应用。

济南市勘察测绘研究院田永明、王鸿、张兴国、顾晓莉曾于2010年利用GeoEye 1卫星影像制作过济南市南部山区1：5000卫星影像图。他们采用4个单波段16bit影像和一个全色波段16bit影像进行制作，首先对影像进行了预处理，包括大气校正、控制点数据修正、多光谱数据与全色数据融合以及DEM数据采集，之后对影像正射纠正、镶嵌、裁剪、色彩调整和比例尺修正等，最后输出制作好的卫星影像图。

吉林省公路勘测设计院的胡雪峰、程海帆、李凤尊以及武汉大学的胡庆武和曾力也曾利用GeoEye 1立体像对对公路勘测进行辅助。因为GeoEye 1卫星具有高精度恒星定位仪、高精度GPS接收机和高精度惯导，所以能够对公路勘测进行立体定位。同时高分辨率的影像在公路勘测前期也可为公路选线提供影像图和带状地形图。在公路勘测中利用GeoEye 1立体像对还能够进行数字高程模型（DEM）、数字正射影像（DOM）、数字线划图（DOM）的生产等等。

该文提供的是分辨率为2m的GeoEye影像，区域为广西省玉林市兴业县南乡六连路段及其周边地区，该影像成像时间为2009年9月27日。

下图为GeoEye 1遥感卫星蓝色波段所获取的一景影像。

图2显示的是GeoEye 1遥感卫星绿色波段所获取的玉林市兴业县南乡六连路段一景影像。

图3显示的是GeoEye 1遥感卫星红色波段所获取的当地的一景影像。

图4显示的是GeoEye 1遥感卫星红外波段在同一时段同一地点所获取的一景影像。

图5显示的是GeoEye 1遥感卫星全色波段在所获取的一景影像。

参考文献

[1] 曹力，刘伟.Quick Bird影像制作1：10000 DOM方法探讨[J].地理空间信息，2008（6）.

[2] 张利平，崔永利，王宝山.不同地形条件下Quick Bird影像正射纠正精度分析[J].测绘与空间地理信息，2009（4）.

[3] 田永明，王鸿，张兴国，等.利用GeoEye影像制作济南市南部山区1∶5000卫星影像图[J].城市勘测，2010（4）.

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近年来，随着航天航空遥感技术的发展、高分辨率卫星遥感影像的民用化、遥感和GIS集成的关键技术取得突破以及“数字地球”计划的实施，遥感的应用领域正在进一步扩大。对于**这样经济高速发展的特大城市而言，城市面貌日新月异，土地利用、房屋类型和结构、地矿资源的变化也越来越快，对于行业管理部门来讲，如何利用现代空间信息技术，改造和优化传统的行业管理理念和模式，做到变被动管理为主动管理，变事后管理为事前管理，已经成为衡量管理水平的重要标志。

遥感影像以其直观性和现势性越来越受到许多行业和部门的青睐，如今，遥感技术已在国土资源管理、灾害预测、农作物估产、环境监测等领域得到了越来越广泛的应用。国土资源部自1999年开始，每年都利用卫星遥感技术对全国许多大中城市的土地利用情况进行了动态监测，**是调查和监测的重点城市之一。**市建委信息中心和**市航空调查办公室于2**0年初完成了**市第三轮航空遥感调查，并开展相关的应用和研究，为房地资源行业应用遥感技术辅助管理提供了启示。同时，随着现代计算机技术、网络技术、海量存储技术等同步、快速发展，也使得遥感技术“从实验室研究真正走向行业管理和应用”成为可能。

正是在这个背景下，20**年7月，我局列“遥感影像在房地资源管理中的应用研究”课题，旨在将新型遥感技术与日益发展变化的**房地资源管理结合起来，为行业管理提供一种科学、高效、快速的辅助支持决策工具。事实上，遥感技术的应用几乎可以覆盖到每个业务部门。通过遥感影像，我们可以以最快的方式了解周围环境的变化（如土地利用的现状及其动态变化的情况、旧区改造和房屋动拆迁的变化、沿海沿江滩涂增长等等）；为我们提供第一手的直接的信息，快速更新已有的GIS数据库信息，为行业管理服务，为政府决策支持服务。

在遥感技术和遥感影像的研究方面，**市建委信息中心和遥感办研究了“航空遥感信息在城市建设和管理中的综合运用破解研究”的专题，涉及到了“市区民居建筑类型和二级旧里”的研究，为我们开展进一步的研究提供了很好的帮助。在房地资源行业中的应用方面，主要有北京市利用IRS卫星遥感影像进行1:1****土地利用现状调查；天津市利用SPOT卫星遥感影像每季度进行土地利用执法监察，但是，效果并未达到预想的目的。将遥感影像与整个行业管理相结合，进行全面的、深入的应用研究则还没有。

经过三年来的研究和应用，我局利用遥感影像在房地资源的全方位应用和研究方面作了大量的工作（如遥感影像用于外环线内的旧区分布调查、房屋建筑类型调查、全市范围内的土地利用现状调查、沿江沿海滩涂调查等），有了明显的突破，成果均在行业管理中得到了很好的应用。

二、研究内容

课题在立项时提出的研究内容为：建立土地利用、房屋类型光谱特征库；在行业管理中应用、建立遥感影像库以及三维建模等研究。在课题研究和项目实施过程中，课题组负责、组织和参与了所有与遥感及其相关项目全过程的研究和应用，全面、出色、超额完成了课题既定的任务，为行业管理提供了全面、科学、真实、可靠的依据。主要研究内容如下：

（一）在基础研究领域，课题组在研究遥感信息源，比较卫片和航片异同，以及遥感影像处理方法的基础上，着重研究了解译标志库，制作了不同居住房屋类型的航空遥感影像标志库和不同土地类型的卫星遥感影像标志库。

（二）在土地利用现状调查和动态监测领域，我们利用不同分辨率的遥感影像进行了农用地本底调查和变更调查试验研究。在此基础上，创新性地采取了“利用高分辨率的遥感影像，结合权籍信息系统数据，以内业判读为主，外业调查为辅”的技术路线，在较短的时间内全面调查了**市土地利用现状，得到了科学、客观的土地利用现状数据，为新一轮土地利用规划修编奠定了良好的基础。同时，将不同时相的卫星遥感影像运用到土地执法检查和动态监测领域，利用人机交互、目视解译的方法，发现土地利用变化图斑，为现场快速调查和处理违法用地提供了依据。

（三）在房屋调查领域，开展了遥感影像应用于高层建筑分布调查和建筑密度调查的研究；开展了遥感旧区调查研究，并将研究成果运用于旧区改造日常管理和动态监测。

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关键词：遥感影像；并行计算；密集匹配；快速处理；流程研究

引言

随着遥感影像使用范围越来越广泛，现在已经成为提供空间信息的重要数据源。遥感数据的应用范围扩大到各个社会信息服务领域，发挥着重大作用。经过定向后的遥感影像数据可为测绘、城市基础地理信息动态更新、国土资源调查、生态环境监测、灾害监测、海洋资源、农业监测、快速响应等不同的领域提供相应的地理信息数据。

传统影像处理需要高性能的计算机，并且配备多种影像数据处理软件协同作业，各工序仅对流程负责，数据处理效率低，精度差。现代遥感影像的获取频率越来越快，同时数据量也越来越大，传统的基于串行计算的处理方式已很难满足高效率的生产需求和快速响应，因此必须采用并行计算来快速地对大区域影像进行处理，提高数据处理效率。

1. 并行处理技术简介

1.1 并行技术处理种类

现代计算机并行处理技术主要有基于CPU和基于GPU这两大类处理方法，各有相应的具体处理方案，如通过CPU加速的MPI、OpenMP、PVM等，还有Intel的TBB等；基于GPU的有NVIDIA的CUDA和ATI的Stream技术。本试验根据数据特点和计算机硬件配置情况，采用基于GPU方法的软件系统进行影像的快速纠正试验。

1.2 GPU并行处理优势

1.2.1 高效的并行性

在目前主流的GPU中，配置多达16个片段处理流水线，6个顶点处理流水线。多条流水线可以在单一控制部件的集中控制下运行，也可以独立运行。GPU的顶点处理流水线使用MIMD方式控制，片段处理流水线使用SIMD结构。相对于并行机而言，GPU提供的并行性在十分廉价的基础上，为适合于在GPU上进行处理的应用提供了一个很好的并行方案。

1.2.2 高密集的运算

GPU通常具有128位或256位的内存位宽，因此GPU在计算密集型应用方面具有很好的性能。

1.2.3 超长图形流水线

GPU超长图形流水线的设计以吞吐量的最大化为目标（如NVIDIA GeForce 3流水线有800个阶段），因此GPU作为数据流并行处理机，在对大规模的数据流并行处理方面具有明显的优势。

2. 遥感影像快速处理应用

2.1 应用区简介

试验区内覆盖46景P5影像，布设外业控制点68个、检查点17个，用于区域网平差的解算及精度检查；在立体模型中选取26个检测点，用于检测DEM和DOM成果精度。试验区范围及控制点分布（见图1）。

2.2 使用的软硬件

主要软硬件设备包括集群式影像处理系统PCI GXL软件及可进行图形、图像处理的高配置计算机等。

2.3 应用区生产

2.3.1 稀少控制区域网平差

（1）建立测区工程

建立测区工程，设置工程参数及投影坐标系、控制点文件、DEM格网间距及正射影像分辨率。同时根据影像之间的相互关系设置影像列表，导入卫星影像并建立模型。

（2）区域网平差

首先利用软件对所有影像自动进行连接点的量测，然后对控制点进行预测，人工辅助量测控制点，最后采用“RPC测区绝对定位”解算方法对区域网进行平差解算，剔除掉粗差点，得到满足精度的区域网平差结果，控制点平差结果见表1。

表1 区域网平差结果（单位：m）

[类型＼&个数＼&平面中误差＼&高程中误差＼&平面最大误差＼&高程最大误差＼&控制点＼&68＼&1.385＼&0.836＼&2.723＼&1.042＼&检查点＼&17＼&4.667＼&1.436＼&6.679＼&1.496＼&]

2.3.2 DEM及DOM生产

首先利用区域网平差定向后的影像进行DEM密集匹配，然后利用拟合、平滑、内插、定值等工具对密集匹配结果进行编辑，得到满足精度的DEM数据，最后利用DEM数据采用并行计算的方法对影像进行批量纠正，得到DOM数据。DEM及DOM批量镶嵌结果见图2。

2.3.3 精度统计

利用立体模型量测的检测点对DEM及DOM进行精度检测，检测结果见表2。

2.3.4 效率统计

数据处理整理耗时情况见表3。

3. 结论

通过生产试验表明，利用并行处理技术对大区域遥感影像数据进行区域网平差后制作的DEM与DOM精度能够满足不同比例尺规范的相关要求，同时并行处理技术能够简化生产流程，大幅度提高运算效率并减少运算时间，特别在对大区域遥感影像进行处理时，优势明显。

参考文献：

[1] 郑福海，杨木，宋红艳等.利用IRS―P5影像制作1：500003D产品的试验研究[J].测绘与空间地理信息，2011，34（6）：117―120.

[2] 肖汉，张祖勋等.基于GPGPU的并行影像匹配算法[J].测绘学报，2010，39（1）：46―51.

[3] O影，郑福海，王铁军等.PixelGrid集群式系统在影像快速纠正中的应用研究[J].测绘与空间地理信息，2014，37（10）：221―223.

[4] 李宏宽，杨晓冬，邹珍军.基于MPI并行的遥感影像系统几何校正快速处理技术研究[J].河南工程学院学报・自然科学版，2011，23（1）：49―52.

[5] 陈国良，孙广中.并行计算的一体化研究现状与发展趋势[J].科学通报，2009，（8）：25―27.

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关键词：现代科技发展、摄影测量、遥感

二十世纪发展起来的摄影测量学，特别是航空摄影测量是我国传统测绘重要组成部分，在大地、航测和制图三大组成部分中，航测是测制地形图的最基本手段。由于高科技的发展，摄影测量正受到史无前例的影响，正在经历一场深刻的变革，本文主要介绍现代科技发展对摄影测量与遥感技术的影响，目前发展方向，以及发展中存在的问题。

1计算机发展对摄影测量的影响

1.1摄影测量的回顾

摄影测量经历了发展的三个阶段，即模拟、解析和全数字测图。在计算机水平发展还不高时，测图无法用计算机来实现，只能用机械模拟的办法，例如多倍仪和各种精密全能测图仪，还有为了降低造价，利用简化公式设计的模拟仪器。这些仪器由于精度要求极高，因此制造困难，价格昂贵。这些仪器在测绘事业中起到了一定的历史作用。

1.2计算机发展对摄影测量的影响

航空摄影测量是传统地形图的基本手段，通过测量航空像片计算地面真实坐标。航空摄影测量工作者早就关注计算机在该领域中的应用，但是由于这种计算极为复杂，因此随着计算机的发展，计算机在摄影测量中的应用才逐步深入。

随着计算机的不断发展，摄影测量中最困难的测图部分用计算机来解决，从而使摄影测量步入计算机处理的新时代，使得摄影测量产生了巨大的变化，该变化可从下列四个方面得到反映。

（1）测量仪器的彻底改变

传统摄影测量仪器主要分二大类，一类用于测量像片的坐标，用于加密，提供测图时控制点坐标。第二类是用于测图，通常为机械模拟方式。这些仪器由于精度高，制造比较困难，过去大部分从德国、瑞士进口，价格自然昂贵。而现在只要有高精度像片数字化仪和基于计算机的处理系统，便可实现航测生产的全过程。这些仪器与原来仪器相比，具有结构简单、体积小、重量轻、价格低、效率高等特点。如果将来航空摄影采用数码像机，直接得到数字影像，到那时像片数字化仪都不要，利用基于计算机的一些处理系统便可实现地形图等测绘产品的生产。由此可看出，计算机的发展对航测仪器带来了彻底变革。

（2）产品形式的改变

由于计算机的发展，测绘生产的产品模式发生了根本变化，由过去的模拟表达方式改为全数字形式，即4D产品。在数字测绘产品生产中，首先应重视数据的格式，即制订数据生产标准。目前各国的标准不一致，因此在用数据前，必须先了解数据格式，否则无法应用。在数字测绘产品中，另一重要转变是产品的管理，在模拟图时代，利用仓库储存，用户亲自领取的方式。在数字时代，利用计算机管理，公用数据可以上网，用户从网上直接下载数据。在管理上更为科学，使用更为方便。

（3）生产工艺的改变

由于处理方法和产品形式的改变，使得生产工艺流程也产生重大变化，朝着简单、高效方向发展。模拟产品生产中一个重要缺陷是绘图结果不能有效利用，从生产原图到出版须重复标描多次，而在数字产品生产中该问题就不存在。由此也导致航测与制图无明确分界。现在的生产工艺流程主要包括下列部分：航片数字化，把模拟图像变为数字影像；影像处理和信息提取，包括影像几何纠正及产品信息的提取与编辑；建立数据库，实现数据的有效管理和应用。

（4）理论方法上的改变

在过去，摄影测量主要着重模型的研究，目的是为了提高测量精度，而现在计算机的水平，对摄影测量计算而言，已根本解决，可以用最严密的公式计算，解算精度能得到完全保证。摄影测量几何模型已不再是研究的重点，而转向影像匹配与信息自动提取方面。影像匹配是数字摄影测量的核心，数字摄影测量的效能能否得到充分发挥在某种程度上取决于影像自动匹配的水平。影像匹配不仅在数字摄影测量中占有重要地位，同时也是计算机视觉目标自动识别的核心，为此影像匹配引起许多学者的关注。经过多年研究，结合计算机发展水平，影像匹配已从理论研究走向实际应用，这是摄影测量取得的重大进展。由于地面影像极其复杂，影像匹配尚不能做到完全成功，目前当匹配失败时尚需人工干预。在信息提取方面，已进行了大量研究，有些进展，但距实际应用尚有较大距离，这方面是今后应努力研究的方向。

2 空间技术发展的影响

20多年来，航天遥感得到了较大发展，获得了大量卫星影像，并在许多领域已有成功的应用。

随着科学技术的发展，航天遥感不仅走向成熟，同时又提出了新的要求，其中有二个特点，其一是地面分辨率愈来愈高，美国在南斯拉夫所用军事侦察卫星地面分辨率为0.1m。在卫星发射计划中，许多国家或公司将要发射地面分辨率为1m的卫星。美国在“数字地球”计划中，分辨率为1×1m的全球影像是其中重要内容之一，这些高分辨率影像将来主要靠航天遥感来获得。

其二是面向全球变化监测，我们赖以生存的地球由于人类活动的影响正在发生不断变化，许多自然现象及变化规律尚不清楚，为了进行研究，必须获得大气圈、水圈和生物圈的各种数据，须对地球表面的陆地、海洋及大气层进行全面监测，为此美国提出了地球观测系统（EOS）计划，卫星上传感器共有19种。

雷达卫星也是以后发展的重要方向，信息获取不受气候影响的特点吸引着人们的普遍关注，雷达卫星的特有特性为应用开辟了广阔前景。我们在这方面研究尚不够，有待进一步加强。

为了应用需要，必须对航天遥感影像进行处理和分析，鉴于航天遥感影像具有数据量大、分析复杂等特点，因此对处理设备和方法提出了新的要求，对许多相关领域引起重要影响。

利用卫星遥感获取各种信息是目前最有效的方法。在实现数字地球的今天，卫星遥感更显示出它的重要性。数字地球可以看成是一个虚拟地球，把地球上的各种信息以数字形式表达，实现多分辨率、三维形式的地球的描述。要把整个地球上的信息数字化，进入计算机管理，其工作量极大，在开始阶段，可以从已成图的资料提取部分信息，但是从长远观点、从信息更新角度，卫星遥感是提供信息源的最有效手段和保证。

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关键词：无人机 影像数据 空三加密 土地利用变化监测

中图分类号：V279文献标识码：A 文章编号：

THE UNMANNED AERAIL VEHICLE IMAGE DATAAPPLIED TO

THE LAND USE CHANGE MONITORING

Abstract: This paper introduces the free-net automatic aerial triangulation encryption process by use of the Unmanned Aerial Vehicle (UAV) image data with GPS data, and then use the results to match the DEM ,and product DOM. Then contrast with the 2009 satellite orthophoto, extract the land use change monitoring map spots and area statistics analysis by image registration, overlay analysis, recognition, detection and localization. Finally, obtain the remote sensing map of the land use change monitoring after map decoration and overlaying the UAV’s DOM data with the change monitoring map spots data, the region's main administrative village name, road name and kilometer grid.

Key words: Unmanned Aerial Vechicle;image data;land use;change monitoring

1引言

人类利用土地的过程是不断变化的，各国政府一直进行着不同层次的土地资源及其利用， 土地利用动态遥感监测是基于同一区域不同年份的同一时相影像间存在着光谱特征差异的原理，来识别土地利用状态或现象变化的工作。随着经济的快速发展,我国土地利用结构发生了明显的变化,及时、精确掌握土地资源的数量、质量分布及其变化趋势,关系着土地资源的持续发展与规划.随着土地利用变化遥感动态监测研究的深入,特别是应用高分辨率遥感数据,进行不同时期土地利用类型转换的监测越来越重要。不仅要获得土地利用变化信息,而且要获得变化的类型,其实质是获得不同监测时期的土地利用变化信息。

在我国各领域信息化建设均飞速发展的形势下，数字城市、数字国土、数字林业、数字环保、数字公安、数字能源等数字化建设进程明显加快，并已经取得一定的成果。根据需要，及时的修编和更新地图，建立定期更新的地理数据库，动态监测土地利用变化情况，以及衍生各类最新时相的专题图都是需要迫切解决的问题。目前制约这类动态监测的首要因素是能否具备实用化的，高分辨率，连续稳定并能快速接收使用的监测数据源。近年来, 无人机数字低空遥感凭借其低成本、快捷、灵活机动等显著特点,已成为卫星遥感和常规航空遥感数据获取的有效补充手段，被广泛应用在地质环境与灾害调查、土地利用动态监测、地形图更新等领域。

2 无人机航摄的优势

无人驾驶飞机(简称无人机)是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机技术是由飞行平台载体、机载遥感设备和相应的地面辅助设备构成的一种高科技航空信息系统,它主要用于应急和抢险救灾,获取地理、地面地形信息,预警与军事,以及地下的地层、地质信息等方面。

无人机之所以深受青睐,追根结底在于它的优点多：

1）能快速够获取低空高分辨率影像。无人机可按预定飞行航线自主飞行、拍摄，航线控制精度高，飞行姿态平稳，飞行高度从50m至4000m，可以进行云下航摄飞行，从而能尽可能保证拍摄工作及时、准确地完成。无人机搭载的高精度数码成像设备，航拍的影像具有高清晰、大比例尺、小面积、高现势性的优点，特别适合获取带状地区航拍影像（公路、铁路、河流、水库、海岸线等）。

2）与传统的航天、航空遥感手段相比，其起飞降落受场地限制较小，在操场、公路或其它较开阔的地面均可起降，其稳定性、安全性好，转场等非常容易。另外其操作灵活、维护使用成本低，经济实用，飞行控制人员培训时间短，在获取航拍影像时不用考虑飞行员的飞行安全，对获取数据时的地理空域以及气象条件要求较低，能够解决人工探测无法达到的地区监测功能。

3）无人机平台自主性强，机载数据获取系统可设置不同的传感器，可用于应急和抢险救灾、环境保护、资源调查与监测等领域，易于推广且具有形成产业化的特点。

3 土地利用变化监测

笔者选取无人机拍摄的东莞市蒲田区的影像数据进行土地利用变化监测，测区位于东莞市左上角部位，绝大部分地区属于平地区域，局部地区属丘陵区域，测区内人口居住密集，经济发达，土地利用情况复杂多变。

测区使用无人机进行双拼相机航拍，在航拍后对同一曝光点拍摄的前、后视两张航片进行拼接得到曝光点的影像数据，该数据用于空三加密并制作DOM数据作为变化监测的后时相影像。

另外测区内收集有覆盖了全测区范围的Quikbird全色与多光谱融合的正射影像，地面分辨率为0.5m，获取日期为20090908，该数据是作为配准纠正控制点读取来源和土地图斑变化监测时的前时相影像数据。

利用无人机影像进行土地利用变化监测过程的总体技术路线如图所示：

3.1无人机影像影像处理技术

与传统航空影像相比，无人机影像使用工业级CCD改装的数码相机拍摄，这种相机为非量测相机，较之传统的测绘航空摄影仪存在着较大光学畸变差和CCD阵面非正交性所产生的误差，不能直接用于空三加密。这就要求在进行航空摄影前进行相机畸变检较，然后对获取的影像数据进行畸变差改正。由于CCD数码相机拍摄的影像像幅较小，像片数量多，影响后续处理工序，目前较多的是在进行航空影像拍摄时，使用检较过的相机进行双拼拍摄，获取同一曝光点的前、后视影像，然后再对同一曝光点拍摄的前、后视两张影像进行拼接得到曝光点的航摄数据。

无人机影像的空三加密过程与常规航空影像处理途径基本一致，针对无人机影像畸变大、重叠度不够规则、像幅较小、像片数量多、倾角过大且倾斜方向没有规律、航摄区域地形起伏大、高程变化显著等特点，使用高分辨率遥感影像数据一体化测图系统PixelGrid能够快速高效完成无人机遥感影像从空三加密到DEM/DSM、DOM等产品的生产任务。该系统采取了基于尺度/旋转不变特征和多基线影像匹配技术的全自动连接点选取及配准方法以及集群分布式并行处理功能使空三加密、DEM匹配以及正射影像纠正工序实现高度自动化处理。

区域网平差解算可以采用无地面控制点的GPS辅助空三加密，加密成果坐标系与GPS数据一致，加密精度与GPS数据精度相当。然后利用加密成果匹配生产数字高程模型（DEM），并进行DEM滤波处理后进行单片微分纠正，将单片纠正结果通过镶嵌裁切得到监测区域的DOM数据。

3.2 土地利用变化监测工作底图制作

利用收集到的前时相卫星遥感影像作为控制基础，选取同名点对镶嵌后无人机DOM数据进行多项式配准纠正，为了保证纠正精度，配准中误差不超过2个像素，同名点均匀分布于无人机DOM数据范围内。纠正后应进行无人机数据与卫星遥感影像进行套合检查，套合精度一般不大于5个像素，如达不到配准精度要求，应增加控制点重新进行配准纠正。对配准纠正后DOM数据按乡镇境界范围外扩100米进行裁切分幅，得到分乡镇DOM数据，作为变化监测的后时相影像数据。

3.3土地利用变化监测过程

利用Arc GIS软件，以卫星遥感影像为基础，根据配准后得到无人机DOM正射影像通过自动提取变化图斑和人机交互式提取变化图斑两种方法相结合来进行变化图斑的分析提取，按照实际影像的变化范围采集相应的变化图斑范围，并对每一图斑进行面积统计和赋予相应属性信息。图斑提取完成后制作图斑分析表格，表格中以图斑为单位，每个图斑为一条记录，并有唯一的标识码与图形数据相对应，有镇区、面积、中心点坐标、标识码等要素，通过统计表格分析，可清楚了解土地利用的变化情况。

每个图斑包含的属性信息见表1。

表1：变化图斑提取成果属性表

属性项 代码 属性值

行政区代码 XZQDM 441900128

县名称 XMC 东莞市

乡镇名称 XZMC 中堂镇

前时相 QSX 20090908

后时相 HSX 20100708

中心点东坐标 XZB 19768291.9

中心点北坐标 YZB 2553291.9

监测编号 JCBH 93

变化图斑监测面积 JCMJ 48.2

变化图斑备注 BZ 1

3.4 土地利用变化遥感监测图制作

将分乡镇提取的土地利用变化监测图斑数据、监测区内行政村名注记和主要道路名称注记叠加分乡镇DOM数据上，图斑的检测编号应在对应的图斑位置上进行表示，并叠加乡镇境界数据和公里格网并进行图廓整饰，然后按一定的比例尺打印输出成TIFF影像格式，输出影像像素分辨率为0.5米，得到土地利用变化遥感监测图。

3 结束语

无人机低空航摄具有灵活机动、高效快速、精细准确、作业成本低的特点,在小区域和飞行困难地区快速获取高分辨率影像方面具有明显的优势。随着无人机与数码相机技术的发展,基于无人机平台的数字航摄技术已显示出其独特的优势，无人机与航空摄影测量相结合使得“无人机数字低空遥感”成为航空遥感领域的一个崭新发展方向，在应急数据获取、地质环境与灾害调查、土地利用动态监测、地形图更新等领域有着广阔的应用前景。

参考文献

[1] 王俊，无人机航空摄影的空三评价分析[J].甘肃科技.2011-7,27(13):41-43

[2] 廖克，成夕芳，吴健生等.高分辨率卫星遥感影像在土地利用变化动态监测中的应用[J].测绘科学.2006-11,31(6):11-15

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关键词：数字化技术；全球卫星定位；数字摄影测量；遥感

Abstract: With the development of mapping technology, space technology, electronics and information technology are integrated into engineering measurement methods; the new mapping technologies not only improves the efficiency of the engineering survey, but also to reduce the burden of measuring staff, reducing thethe error and improve the measurement accuracy. This paper describes the application of the new mapping technology in the engineering survey.Key words: digital technology; global positioning satellite; digital photogrammetry; remote sensing

中图分类号：P237 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）02-

随着电子技术和激光技术的发展，光电结合型的测绘仪器对传统的测绘仪器方法产生了深刻的影响。以卫星遥感、全球定位系统为代表的空间测量方法对地观测技术在测绘科学中的应用日趋成熟，以计算机技术、系统科学为基础的地理信息系统的出现和应用为多源测绘信息的获取、分析、管理、处理及其充分应用提供了有力的技术支持和保障，现代测绘技术正在经历着一场深刻的变革。

1、测绘新技术的应用

（一）地图数字化技术

要建立GIS系统，须对原有地图进行数字化处理，对于精度满足工程需求的纸制地图，可通过数字化仪将其输入计算机，经软件处理后生成相应的数字地图，对于一些比例尺较大的地形图，可通过扫描矢量软件自动提取地图信息。

与以往的测图方法相比，地图数字化技术具有以下优点：

1）以往的测图方法需重复工作以绘制不同比例的地形图，而数字化测图可先测大比例地形图，在需要小比例尺测图时只需补充即可；

2）数字化测图的数据处理过程避免了人为的误差及误差传递，所测结果精度较高；

3）数字化产品便于保存，不易损坏，保证了地形图的不变形性，且图形易于修改，再次利用时对图形进行更新即可。

（二）数字化成图手段

数字化成图首先要查看有无原有图纸，若有则对图纸扫描以得到矢量电子地图，若无则需进行外业数据的采集，在采集时必须准确应用地物代码，按照要求对测站点进行检测，完整的记录下地形特点，制定出科学的矢量方案，在得到矢量版电子图后，根据地形的特点再对图形进行相应的修改，符合要求后，即可存储为电子地图并打印输出。

当前数字化成图技术采取的作业模式有两种：

1）内外一体化作业模式，其采用设备为全站仪及电子手簿等，作业的流程为：外业绘制草图及数据采集编制引导文件及数据通讯编码引导编码转换图形生成图形输出。采用此种作业模式的优点在于测得数据精度较高，人员分工明确。

2）电子平板的作业模式，它所采用的仪器为电子平板及全站仪，在现场测得数据后，直接输入电子平板进行绘图，并根据现场地形进行修改。

2、全球卫星定位技术的应用

全球卫星定位技术，简称GPS。 是美国研制的精密卫星导航定位系统。静态定位中，GPS接收机在捕获和跟踪GPS卫星的过程中固定不变，接收机高精度地测量GPS信号的传播时间，利用GPS卫星在轨的已知位置，解算出接收机天线所在位置的三维坐标。而动态定位则是用GPS接收机测定一个运动物体的运行轨迹。GPS信号接收机所位于的运动物体叫做载体。载体上的GPS接收机天线在跟踪GPS卫星的过程中相对地球而运动，接收机用GPS信号实时地测得运动载体的状态参数（瞬间三维位置和三维速度）。GPS 是一种可以定位 、 实时跟综的导航卫星系统，用在测量上可以测距 、 测时，并根据测定数据进行空间交会定点， 可向全球任何用户全天候地提供高精度的海、陆、空全方位三维导航与定位能力的卫星导航与定位系统。借助计算机及 GPS配套设备将提取的地面几何和 物理信息变换成一系列数据，依据数据制出各种实用的地图等 测绘产品 。

（一）CIS技术

GIS（地理信息系统）是利用计算机、空间科学信息、测绘遥感、环境和管理等采集 、 存储的地球空间信息数据，将这些数据经传输 ， 处理 、 分析 后转化为三维可视化显示，并应用到实际工作中的空间信息系统。其技术优势不仅在于它的集地理数据采集存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程，地理信息系统与其他信息系统的区别在于其存储和处理的信息是经过地理编码的，地理位置及与该位置有关的地物属性信息成为信息检索的重要部分。还在于它的空间提示、预测预报和辅助决策功能。目前，GlS不仅发展成为一门较为成熟的技术科学，而且已经成为一门新兴的产业，在测绘、地质矿产、农林水利、气象海洋、环境监测、城市规划士地管理、区域开发与国防建设等领域发挥越来越重要的作用。

（二）数字摄影测量技术

数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法。航空摄影测量是大面积、大比例尺地形测图、地籍测量的重要手段与方法，可以提供数字的、影像的、线划的等多种形式的地图产品。全数字摄影工作站的出现，加上GPS技术在摄影测量中的应用，使得摄影测量向自动化、数字化方向迈进。随着全数字摄影测量系统的应用，摄影测量产品已经从影像图等向4D产品转化（DEM，数字高程模型；DSQ，数字正射摄影图；DLG，数字线划图；DRG，数字栅格图），为建立各类专业的信息系统和基础地理信息平台提供了可靠的数据保证。

（三）RS技术

遥感技术是通过控制遥感卫星对地观测以获得基本地理信息的一种技术，也可以说是一种利用物体反射或辐射电磁波的固有特性，通过观测电磁波识别物体及物体存在环境条件的技术。多光谱航空摄影和高分辨率的遥感卫星将成为对地观测获取基础地理信息的重要手段。各种中小比例尺地形图都可以利用遥感影像来获取，主要应用于城市地形图，地籍图等地形图的影像及绘制，也可用于对水文地质，资源环境，土地等专题地图的绘制。

（四）3S集成技术

3S技术的结合，取长补短，是一个自然的发展趋势， 三者之间的相互作用行成了“一个大脑，两只眼睛”的框架，即GPS与RS为GlS提供区域信息及空间定位信息，而GlS进行相应的空间分析以便从GPS和RS提供的海量数据中提取有用的信息并进行综合集成， 使之成为科学的决策依据。诸如三峡工程、南水北调工程、西气东输、青藏铁路等工程，其施工范围大、物流量大、施工周期长等，而3S技术为该类大型工程提供了最有效的数据及信息采集、分析处理、表达决策的工具。

3、测绘技术的展望

新测绘技术不断涌现，使得测绘作业必将趋于内外一体，数据的获取及处理也将逐步转变为全自动化，其发展的目的是为了进一步提高测绘作业效率，在条件允许的情况下采用新的科学的测绘技术，可以提高测量精度，加快工程测量进度。所有，我们期待测绘技术有更快更好的发展。

参考文献

[1]刘海洋《测绘新技术与工程测量的内在联系》2010

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近日，加拿大遥感图像处理软件及解决方案系统提供商PCI Geomatics公司联合其中国独家商北京天目创新科技有限公司，推出其最新研发的桌面软件PCI Geomatica 10.2版本。该产品支持广泛灵活的地理图像工具，可进行空间数据处理及分析，还能帮助用户有效采集图像，为各个行业的应用提供支持。凭借自动化和全画面以及矢量积分功能，Geomatica 软件可与其他地理空间工具配合使用，将遥感、GIS、制图集成在同一界面下，以便于在任何工作流程中进行数据获取和分发，从而真正为用户提供一系列地理成像自动化工作流程解决方案。

北京天目创新公司总裁程晓阳表示:“PCI Geomatics 10.2版本不仅具有强大的功能，比如支持超过100种不同的栅格、矢量数据格式的读写以及强大的空间分析功能，同时还解决了以往遥感处理软件没有定义80坐标系，以及数据需要转换等诸多遥感影像处理中的技术难题。”

Geomatica V10.2的功能改进主要有: 对传感器的支持，包括对RADARSAT-2、TerraSAR-X传感器支持的强化和新增的对GeoEye-1 和 COSMO-SkyMed传感器的支持; 增加了数据获取的途径，添加了多个免费数据网址及一些大的数据供应商网站的链接; 支持原始的ALOS K&C 镶嵌文件及PNG 格式等GDB 更新; 通过影像与矢量或多边形匹配实现地面控制点（GCP）自动采集。

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关键词：测绘新技术　工程测量　应用与研究

一、概论

全球定位系统（GPS）是“卫星授时测距导航/全球定位系统"的简称。该系统由美国国防部于1973年组织研制，历经20年，耗资近300亿美元，于1993年建设成功，主要为军事导航与定位服务。GPS利用卫星发射的无线电信号进行导航定位，具有全球性、全天候、高精度、快速实时三维导航、定位、侧速和授时功能，并具有良好的保密性和抗干扰性。GPS已成为美国导航技术现代化的重要标志，被称为本世纪继阿波罗登月计划之后的又一重大航天技术。GPS不但可以用于军事上各兵种和武器的导航定位，在民用上也具有广泛的应用。GPS定位技术的引入，引发了测绘技术的一场革命，使得测绘领域步入了一个新的时代。

传统工程测量技术的服务领域主要包括水利、交通、建筑等行业。随着经济和社会的进步，现代的数字化技术、全球定位技术（GPS）、地理信息技术（GIS）、遥感技术（RS）等各种新技术在工程测量中得以应用和研究。

二、工程测量中的数字化技术

（一）地图数字化技术

在建立各种GIS系统时，对原有地图进行数字化处理，在建库工作中占据了相当大的工作量，各工程测绘部门都投入相当大的人力和财力。对于已有纸制地图，若其现势性、精度和比例尺能满足要求，就可以利用数字化仪将其输入计算机，经编辑、修补后生成相应的数字地图。当前有手扶跟踪数字化和扫描矢量化两大类仪器，针对大比例尺地形图，大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息，高效、便捷、保真的对地图进行数字化处理。

（二）数字化成图手段

大比例尺地形图和工程图的测绘是传统工程测量的重要内容，常规的成图方法野外工作量大，作业艰苦，作业程序复杂，同时还有繁琐的内业数据处理和绘图工作，成图周期长，产品单一，难以适应社会飞速发展的需要。而数字化成图技术具有精度高、劳动强度小、更新方便、便于保存管理及应用、易于等特点。目前，数字化成图技术有内外业一体化和电子平板两种模式。内外业一体化是一种外业数据采集方法，主要设备是全站仪、电子手簿等，其特点是精度高、内外业分工明确、便于人员分配，从而具有较高的成图效率。

三、工程测量中的全球卫星定位技术（GPS）

GPS是美国从20世纪70年代开始研制，历时20年，于1994年全面建成，具有海、陆、空全方位实施三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS接收机的改进，广域差分技术、载波相位差分技术的发展，加之美国SA技术的解除，使得GPS技术在导航、运载工具实时监控、城市规划、工程测量等领域有了更为广泛的应用。

RTK（Real　Time　Kinematics，实时动态）技术是在GPS基础上发展起来的、能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果，并在一定范围内达到厘米级精度的一种新的GPS定位测量方式，是GPS应用的重大里程碑。RTK测量是将l台GPS接收机安装在已知点上对GPS卫星进行观测，将采集的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上，再通过基准站电台发射出去；流动站在对GPS卫星进行观测并采集载波相位观测量的同时，也接收由基准站电台发射的信号，经解调得到基准站的载波相位观测量；流动站的GPS接收机再利用0TF（运动中求解整周模糊度）技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量来求解整周模糊度，最后求出厘米级精度流动站的位置。RTK测量可以不布设各级控制点，仅依据一定数量的基准控制点，便可以高精度、快速地测定图根控制点、界址点、地形点、地物点的坐标，利用测图软件可以在野外一次生成电子地图。同时，也可以根据已有的数据成果快速的进行施工放样。因此，RTK被广泛应用于图根控制测量，地籍、房地产测绘、数字化测图及施工放样等各种工作中。

四、工程测量中的地理信息（GIS）技术

GIS是集计算机科学、空间科学信息科学、测绘遥感科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴学科。已成为多学科集成并应用于各领域的基础平台和地学空间信息显示的基本手段与工具。其技术优势不仅在于它的集地理数据采集存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程，还在于它的空间提示、预测预报和辅助决策功能。目前，GIS不仅发展成为一门较为成熟的技术科学，而且已经成为一门新兴的产业，在测绘、地质矿产、农林水利、气象海洋、环境监测、城市规划土地管理、区域开发与国防建设等领域发挥越来越重要的作用。

五、工程测量中的数字摄影测量技术

数字摄影测量是基于数字影像与摄影测量的基本原理，应用计算机技术、数字影像处理、影像匹配、模式识别等多学科的理论与方法。航空摄影测量是大面积、大比例尺地形测图、地籍测量的重要手段与方法，可以提供数字的、影像的、线划的等多种形式的地图产品。全数字摄影工作站的出现，加上GPS技术在摄影测量中的应用，使得摄影测量向自动化、数字化方向迈进。随着全数字摄影测量系统的应用，摄影测量产品已经从影像图等向4D产品转化，为建立各类专业的信息系统和基础地理信息平台提供了可靠的数据保证。

六、工程测量中的遥感（　RS）技术

遥感（RS）技术由于大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性及经济性等优势，得到快速的普及，多光谱航空摄影和高分辨率的遥感卫星将成为对地观测获取基础地理信息的重要手段。各种中小比例尺地形图都可以利用遥感影像来获取，为应用于工程测量领域的城市基本地形图、地籍图以及各种大、中、小比例地形图的快速更新提供了十分便利的方法和手段。

七、工程测量中的3S集成技术

3S（GPS、GIS、RS）技术的结合，取长补短，是一个自然的发展趋势，三者之间的相互作用行成了“一个大脑，两只眼睛”的框架，即GPS与RS为GIS提供区域信息及空间定位信息，而GIS进行相应的空间分析以便从GPS和RS提供的海量数据中提取有用的信息并进行综合集成，使之成为科学的决策依据。诸如三峡工程、南水北调工程、西气东输、青藏铁路等工程，其施工范围大、物流量大、施工周期长等，而3S技术为该类大型工程提供了最有效的数据及信息采集、分析处理、表达决策的工具。