遙感衛(wèi)星影像在地理國情普查中的應(yīng)用

楊博錦

摘要??? 為摸清我國地理環(huán)境要素的基本情況，2012年國家啟動了首次全國性地理國情普查。這項工作數(shù)據(jù)量大，空間范圍廣，傳統(tǒng)的野外測繪方式難以勝任，因此本文對遙感衛(wèi)星影像在地理國情普查中的應(yīng)用方面展開了研究。

【關(guān)鍵詞】遙感衛(wèi)星影像地理國情普查應(yīng)用

我國國土面積高達960萬平方公里，地形環(huán)境復(fù)雜（不僅有山脈、高原，還有沼澤濕地、河流、平原、戈壁沙漠）。近年來，社會經(jīng)濟在加速發(fā)展，城市化不斷擴張，各種洪澇災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害又頻繁發(fā)生;因此，非常有必要對土地資源與環(huán)境開展大規(guī)模監(jiān)測。——2012年，國家測繪總局正式啟動全國地理國情普查監(jiān)測，這一重大項目標(biāo)志著中國地理測繪事業(yè)邁上了一個新的臺階。

1 地理國情普查

國情是一個國家自然地理環(huán)境、某一時期社會經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r等各方面情況的總和，是國家制定發(fā)展戰(zhàn)略和政府的客觀依據(jù)。地理國情，指的是本國領(lǐng)土范圍內(nèi)地球表層自然、生物和人文現(xiàn)象的空間變化以及它們之間的相互關(guān)系、特征。地理國情在內(nèi)容上，涵蓋本國國土概況、地形、地貌特征、地理區(qū)域特征、鐵路、高速公路、道路交通網(wǎng)絡(luò)、江河、湖泊、領(lǐng)海分布、地表植被覆蓋、荒漠的位置、范圍、面積，城市布局、城鄉(xiāng)空間分布、城市化擴張、環(huán)境與生態(tài)狀況、生產(chǎn)力空間布局等等。

地理國情普查，是重大的國情國力調(diào)查。這項工作需要運用GPS全球定位技術(shù)，GIS地理信息系統(tǒng)技術(shù)、遙感技術(shù)等先進測繪技術(shù)，綜合各時期已有的地理測繪成果，對本國地形、水系、交通、地表植被覆蓋等要素進行動態(tài)、定量、空間化立體監(jiān)測，并統(tǒng)計分析其變化量、變化頻率、變化趨勢，形成全面的監(jiān)測數(shù)據(jù)。地理國情普查，可以讓國家全面獲取本國地表自然、生態(tài)、人類活動的基本情況，為建設(shè)環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會提供重要的決策依據(jù)。

2 在地理國情普查中應(yīng)用遙感衛(wèi)星影像

地理國情普查意義重大，要求準(zhǔn)確、實時、大面積地獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的野外人工測繪（外業(yè)）顯然根本不可能完成這項重大任務(wù)。因此，航空遙感成為第一次全國地理國情普查的主力軍。但航空遙感受飛機飛行高度、續(xù)航能力、姿態(tài)控制的影響較大，難以進行全天候遙感測繪作業(yè)，難以實施大范圍的動態(tài)監(jiān)測。

而衛(wèi)星遙感的視點更高（衛(wèi)星運行高度遠在飛機之上），視域更廣，數(shù)據(jù)采集快、可進行重復(fù)、連續(xù)觀察。——所以，我們應(yīng)當(dāng)在地理國情普查中充分應(yīng)用衛(wèi)星遙感影像。

2.1 應(yīng)用高分辨率衛(wèi)星遙感影像

通過高分辨率衛(wèi)星對我國國土進行全面掃描，采集地理國情數(shù)據(jù)，作為地理國情普查的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。但高分辨率衛(wèi)星遙感影像可能存在較大的單景影像幅面，所以需要采用RPC校正法、衛(wèi)星控制點庫與DEM糾正法進行糾正，方能獲得精確的基礎(chǔ)影像。此外，還需要對衛(wèi)星遙感集影像的時點數(shù)據(jù)進行核查、更新，保證時點數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤。

技術(shù)人員獲取高分辨率衛(wèi)星遙感影像后，要通過坐標(biāo)、像元空間分辨率，對影像進行幾何校正，然后進行影像分割，計算機自動分類、人工解釋與編輯。

2.2 應(yīng)用中分辨率衛(wèi)星遙感影像

高分辨率衛(wèi)星（分辨率在2.5米以上）獲取數(shù)據(jù)的周期較長，而且費用較高，難以對某些地區(qū)進行長期遙感監(jiān)測。因此，可以應(yīng)用中分辨率衛(wèi)星（分辨率在15～30米）補上這一短板。

中分辨率遙感衛(wèi)星回收影像的周期較短（高分一號WFV傳感器回收數(shù)據(jù)只需4天），可以在時點時間內(nèi)及時獲取數(shù)據(jù)，而無須再對時點數(shù)據(jù)進行核查、修正;而且中分辨率衛(wèi)星像幅在130公里以上，可以獲取大面積的地理信息;中分辨率衛(wèi)星的光譜分辨率比高分辨率衛(wèi)星更高（中分辨率衛(wèi)星遙感影像有9個波段，而高分辨率衛(wèi)星只有4個波段），可以讓技術(shù)人員通過光譜影像快速識別地理信息的變化。

2.2.1 偵測變化點

利用中分辨率衛(wèi)星，可以在時點時間內(nèi)對地物進行核查，采集完整的數(shù)據(jù)，工作量小，周期短，費用較低。技術(shù)人員通過計算機分析衛(wèi)星獲取的遙感影像，可以快速發(fā)現(xiàn)某一地區(qū)出現(xiàn)了哪些地類變化，然后再采用無人機航空拍攝或外業(yè)測繪，采集地物的詳細信息。

2.2.2 具體流程

2.2.2.1 融合遙感影像

技術(shù)人員在采集到中分辨率衛(wèi)星的遙感影像后，要進行多光譜全成與全色光譜融合（包括432波段合成、543波段合成、753波段合成），獲取15米多光譜影像。

2.2.2.2 增強影像

一般不需要對影像進行增強處理，但若拍攝區(qū)域大氣中氣溶膠（霧、煙）過于濃重，可采用濾波處理方法增強影像。

2.2.2.3 色彩均衡化

采用均衡化方法處理影像的色彩，改善遙感圖像的視覺效果。

2.2.2.4 裁切影像

可按照1：50000標(biāo)準(zhǔn)圖幅劃分、裁切影像，盡可能將影像裁切成矩形。

2.2.2.5 進行對比分析

通過計算機進行對比分析，采用不同影像疊加、色彩差異分析獲取地物變化的具體區(qū)域面。

2.2.2.6 注意問題

在中分辨率衛(wèi)星遙感影像中，可能出現(xiàn)較多的云。技術(shù)人員可以采用拼接方法處理這些云團，把它們拼接為少云影像。

對于不同的地理信息要素，可采用不同的光譜波段：監(jiān)測地表植被變化，采用543波段合成效果較好;監(jiān)測水體變化，采用754波段合成或753波段合成效果較好。

3 結(jié)束語

在地理國情普查中，充分利用衛(wèi)星遙感影像，可以提高地表信息采集效率，節(jié)約人力、財力等成本開支，減少數(shù)據(jù)采集周期。因此，我們應(yīng)當(dāng)大力推廣衛(wèi)星遙感技術(shù)，以提升地理國情普查的質(zhì)量。

參考文獻

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