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    遥感摄影种类(遥感摄影像片的种类)

    创意和灵感  2023-02-071160

    1. 遥感摄影像片的种类

    、DTM(Digital Terrain Model)

      数字地面模型是利用一个任意坐标系中大量选择的已知x、y、z的坐标点对连续地面的一个简单的统计表示,或者说,DTM就是地形表面形态属性信息的数字表达,是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。地形表面形态的属性信息一般包括高程、坡度、坡向等。

      数字地形模型(DTM, Digital Terrain Model)最初是为了高速公路的自动设计提出来的(Miller,1956)。此后,它被用于各种线路选线(铁路、公路、输电线)的设计以及各种工程的面积、体积、坡度计算,任意两点间的通视判断及任意断面图绘制。在测绘中被用于绘制等高线、坡度坡向图、立体透视图,制作正射影像图以及地图的修测。在遥感应用中可作为分类的辅助数据。它还是的基础数据,可用于土地利用现状的分析、合理规划及洪水险情预报等。在军事上可用于导航及导弹制导、作战电子沙盘等。对DTM的研究包括DTM的精度问题、地形分类、数据采集、DTM的粗差探测、质量控制、数据压缩、DTM应用以及不规则三角网DTM的建立与应用等。

    二、DEM(Digital Elevation Matrix)

      数字高程矩阵。GIS、地图学中的常用术语。

      数字高程模型(Digital Elevation Model,缩写DEM)是一定范围内规则格网点的平面坐标(X,Y)及其高程(Z)的数据集,它主要是描述区域地貌形态的空间分布,是通过等高线或相似立体模型进行数据采集(包括采样和量测),然后进行数据内插而形成的。DEM是对地貌形态的虚拟表示,可派生出等高线、坡度图等信息,也可与数字正射影像图(DOM)或其它专题数据叠加,用于与地形相关的分析应用,同时它本身还是制作DOM的基础数据。

      DEM是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型,是数字地形模型(Digital Terrain Model,简称DTM)的一个分支。一般认为,DTM是描述包括高程在内的各种地貌因子,如坡度、坡向、坡度变化率等因子在内的线性和非线性组合的空间分布,其中DEM是零阶单纯的单项数字地貌模型,其他如坡度、坡向及坡度变化率等地貌特性可在DEM的基础上派生。DTM的另外两个分支是各种非地貌特性的以矩阵形式表示的数字模型,包括自然地理要素以及与地面有关的社会经济及人文要素,如土壤类型、土地利用类型、岩层深度、地价、商业优势区等等。实际上DTM是栅格数据模型的一种。它与图像的栅格表示形式的区别主要是:图像是用一个点代表整个像元的属性,而在DTM中,格网的点只表示点的属性,点与点之间的属性可以通过内插计算获得。

      建立DEM的方法有多种。从数据源及采集方式讲有:(1)直接从地面测量,例如用GPS、全站仪、野外测量等;根据航空或航天影像,通过摄影测量途径获取,如立体坐标仪观测及空三加密法、解析测图、数字摄影测量等等;(3)从现有地形图上采集,如格网读点法、数字化仪手扶跟踪及扫描仪半自动采集然后通过内插生成DEM等方法。DEM内插方法很多,主要有分块内插、部分内插和单点移面内插三种。目前常用的算法是通过等高线和高程点建立不规则的三角网(Triangular Irregular Network, 简称TIN)。然后在TIN基础上通过线性和双线性内插建DEM。

      由于DEM描述的是地面高程信息,它在测绘、水文、气象、地貌、地质、土壤、工程建设、通讯、气象、军事等国民经济和国防建设以及人文和自然科学领域有着广泛的应用。如在工程建设上,可用于如土方量计算、通视分析等;在防洪减灾方面,DEM是进行水文分析如汇水区分析、水系网络分析、降雨分析、蓄洪计算、淹没分析等的基础; 在无线通讯上,可用 于蜂窝电话的基站分析等等

    三、DSM(Digital slope Model)

      数字表面模型(Digital Slope Model,缩写DSM)是指包含了地表建筑物、桥梁和树木等高度 的地面高程模型。和DSM相比,DEM只包含了地形的高程信息,并未包含其它地表信息,DSM是在DEM的基础上,进一步涵盖了除地面以外的其它地表信息的高程。在一些对建筑物高度有需求的领域,得到了很大程度的重视。

    是最真实地表达地面起伏情况,可广泛应用于各行各业。如在森林地区,可以用于检测森林的生长情况;在城区,DSM可以用于检查城市的发展情况;特别是众所周知的巡航导弹,它不仅需要数字地面模型,而更需要的是数字表面模型,这样才有可能使巡航导弹在低空飞行过程中,逢山让山,逢森林让森林。

    2. 常见的遥感摄影像片的种类

    遥感扫描影像的判读

    1.遥感扫描影像特征和解译标志

    目前经常使用的遥感扫描影像都是卫星遥感影像,这些影像具有以下特征:多中心投影、像框扭动变形、信息量丰富、动态观测等特点。

    遥感扫描影像解译标志

    直接解译标志主要包括以下几种:

    (1)色调与颜色。这是扫描图像解译的基本标志。对于中低分辨率的扫描影像来说,图像中色调与颜色更是一个重要的判读标志。由于扫描图像多数为多光谱影像,同一地区多光谱扫描图像中的相同地物,在不同波段的图像上可能会呈现不同色调,组合可以有不同的颜色,这因为同一种地物在可见光和近红外波段上具有不同的反射率,它们在单波段扫描影像中表现为不同的色调。

    (2) 阴影 (shadow),在多光谱图像中,阴影是电磁波被地物遮挡后在该地物背光面形成的黑色调区域。在扫描影像中陡峭的山峰背面往往形成阴影,阴影的出现给山区的扫描影像增加了立体感,同时也造成阴影覆盖区地物信息的丢失。

    (3)形状(shape),目标地物的形状在不同空间分辨率的扫描图像上表现特点不同。在中低分辨率扫描影像上,地物的形状特征是经过自然综合概括的外部轮廓,它忽略了地物外形的细节,突出表现了目标物体宏观几何形状特征,如山脉的走向,水系的形态特征等。在中高分辨率扫描影像上,可以看到地物的较为详细的形状特征。但线状地物(如道路和河流)的宽度经常被夸大。在高分辨率扫描影像上,可以看到地物具有的形态特征的更多细节,如飞机场内的飞机与停机坪等。

    (4)纹理(texture),在不同空间分辨率的扫描图像上纹理揭示的对象不同。在中低分辨率扫描影像上,地物的纹理特征反映了自然景观中的内部结构,如沙漠中流动沙丘的分布特点和排列方式。在中高分辨率扫描影像上,纹理才揭示了目标地物的细部结构或物体内部成分。

    (5)大小(size),同一地物在不同空间分辨率的扫描图像上表现出尺寸大小不同。在低空间分辨率的扫描图像上该地物尺寸小,在高空间分辨率的扫描图像上该地物尺寸大。图像判读中,必须结合图像的空间分辨率(或比例尺)来认识地物大小。

    (6) 位置(site),根据目标地物在扫描图像上位置可以进行空间分析。制作规范的扫描图像(如MSS、TM)提供了两种形式的位置,一种是在图像周围边框上标注的地理位置,另一种是目标地物与周围地理环境的相对位置。

    (7) 图型与相关布局。在高空间分辨率的扫描图像上经常使用,对识别人造地物很有帮助,例如对城市街区和火车站等识别。

    3. 遥感摄影像片的特点

    答:1、探测范围大:

    航摄飞机高度可达10km左右;陆地卫星轨道高度达到910km左右。一张陆地卫星图像覆盖的地面范围达到3万多平方千米,约相当于我国海南岛的面积。我国只要600多张左右的陆地卫星图像就可以全部覆盖。

    2、获取资料的速度快、周期短:

    实地测绘地图,要几年、十几年甚至几十年才能重复一次;陆地卫星4、5为例,每16天可以覆盖地球一遍。

    3、受地面条件限制少:

    不受高山、冰川、沙漠和恶劣条件的影响。

    4、方法多,获取的信息量大:

    用不同的波段和不同的遥感仪器,取得所需的信息;不仅能利用可见光波段探测物体,而且能利用人眼看不见的紫外线、红外线和微波波段进行探测;不仅能探测地表的性质,而且可以探测到目标物的一定深度;微波波段还具有全天候工作的能力;

    遥感技术获取的信息量非常大,以四波段陆地卫星多光谱扫描图像为例,像元点的分辨率为79×57m,每一波段含有7600000个像元,一幅标准图像包括四个波段,共有3200万个像元点。

    5、用途:

    遥感技术已广泛应用于农业、林业、地质、地理、海洋、水文、气象、测绘、环境保护和军事侦察等许多领域。

    4. 遥感影像有哪些类型

    1、按搭载传感器的遥感平台分类

      根据遥感探测所采用的遥感平台不同可以将遥感分类为:

      地面遥感,即把传感器设置在地面平台上,如车载、船载、手提、固定或活动高架平台等;。2、按遥感探测的工作方式分类 根据遥感探测的工作方式不同可以将遥感分类为:

      主动式遥感,即由传感器主动地向被探测的目标物发射一定波长的电磁波,然后接受并记录从目标物反射回来的电磁波;

      被动式遥感,即传感器不向被探测的目标物发射电磁波,而是直接接受并记录目标物反射太阳辐射或目标物自身发射的电磁波。

    5. 遥感摄影像片的种类有

    南北极地区图和南、北半球图多采用正轴方位投影。

    顺便提供地图投影知识供你参考:

    由于我国位于中纬度地区,中国地图和分省地图经常采用割圆锥投影(Albers 投影)

    对于大中比例尺地图,一般来说大多数都采用地形图的数学基础—高斯-克吕格投影,尤其是当比例尺为国家基本地形图比例尺系列时,可直接判定为高斯-克吕格投影。其原因是,这些比例尺和基本地形图比例尺相一致,编图时,选用地形图的数学基础,既免去了重新展绘数学基础的工序,而且能够保持很高的点位精度。

    我国出版的世界地图多采用等差分纬线多圆锥体投影;大洲图多采用等基圆锥投影和彭纳投影;南北极地区图和南、北半球图多采用正轴方位投影;美国编制世界各地军用地图和地球资源遥感卫星像片常采用UTM(全球横轴墨卡托投影)等等

    地图投影选择的主要依据是目标区域的地理位置、轮廓形状、地图用途。世界地图常采用正圆柱、伪圆柱和多圆锥三种类型。大洲图和大的国家图投影选择必须考虑轮廓形状和地理位置。圆形地区一般采用方位投影;制图区域东西向延伸又在中纬度地区时,一般采用正轴圆锥投影。

    按照用途,行政区划图、人口密度图、经济地图一般要求面积正确,因此选用等积投影;航海图、天气图、地形图,要求有正确的方向,一般采用等角投影;对各种变形要求都不大的,可选用任意投影。

    等角横切椭圆柱投影—高斯-克吕格投影(Transvers投影)我国规定从1:1万到1:50万比例尺系列地形图分别采用这种投影。

    等积圆锥投影(Albers投影)中国地图和分省地图多采用这种投影。

    将经纬度刻划的地理坐标也看作一种投影。

    在球面和平面之间建立点与点之间函数关系的数学方法,称为地图投影。

    地图投影的实质是将地球椭球面上的经纬网按照一定的数学法则转移到平面上。

    选择球体还是椭球体取决于地图的用途和数据的精度。

    整体上看,大地水准面是一个很接近于绕地球自转轴(短轴)旋转的椭球体。所以在测量和制图中就用旋转椭球体来代替大地球体,这个旋转球体通常称地球椭球体。

    大地水准面:海洋静止时,它的自由水面必定与该面上各点的重力方向成正交,这个面叫水准面。那么一个静止的平均海水面穿过大陆和岛屿形成一个闭合的曲面,就是大地水准面。

    等角投影、等积投影、等距投影、真实方向投影。

    按承影面的形状分为:方位投影(平面投影)、圆锥投影、园柱投影

    按变形性质分为:等积投影、等角投影、任意投影

    按变形性质分为:等积投影、等角投影、任意投影

    按承影面与地轴的关系分为:正轴投影、横轴投影、斜轴投影

    按承影面与地表的关系分为:切投影、割投影

    变形是必然的--球面不可展

    变形的分类

    长度变形(主比例尺与局部比例尺)、面积变形、角度变形

    变形的表示

    变形椭圆、等变形线

    方位投影以平面为投影。

    特性:从投影中心向各个方向引出的方向线投影后方位不变。

    平面与球面相切或相割出无变形,故称标准点或标准线。

    等变形线是以投影中心为圆心的同心圆。

    常见方位投影及其特征

    方位投影一般使用球体代替椭球体

    方位投影可以划分为透视投影和非透视投影

    透视投影可以设想是利用某一光点进行投影,分为正射、平射(球面)、外心、球心投影

    非透视投影是依据特定的条件如等角、等积、等距等用数学方法推导而成。

    ·正轴等积方位投影--南北两极图

    ·横轴等积方位投影--东西半球图

    ·斜轴等积方位投影--水陆半球图

    ·斜轴等距方位投影--航空图

    等距:指从投影中心向某些方向长度变形为零。

    透视投影中的球心投影多用于编制航空图或航海图,因为它的特点是任一大圆投影后均为直线。在实际工作中,一般都采用图解法先定出航空线路上起终两点的大圆航线位置,然后用直线连接使成为大圆弧的投影,至此,该直线和其它邻近经纬线的交点即为大圆航线应通过之点。

    球心投影的缺点在于不能同时表示出半球的位置,并且其变形随着远离投影中心而剧增,解决的办法是选用多个不同的投影中心即几套不同的横轴或斜轴投影的经纬线格网以供使用。

    等角圆柱投影是16世纪荷兰地图学家墨卡托(Mereator)所创始,故又称墨卡托投影,该投影的特点是具有等角航线的性质,所以这类投影的地图在航空和航海方面广为应用。

    等角航线是地面上两固定点之间的一条具有特殊性质的定位线,即在此两点间的与所有经线处处均构成相同方位角的一条曲线。当按等角航线航行时,可沿一固定方位由始点直至终点而不必变更方向,鉴于这种特征,其实用价值是显而易见的。

    等角航线的特征:等角航线是两点间对所有经线保待等方位角的特殊曲线,所以它不是大圆(对椭球而言不是大地线),也就不是两点间的最近路线,它与经线所交之角,也不是一点对另一点(大圆弧)的方位角。等角航线是一条以极点为渐近点的螺旋曲线

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