QuickBird卫星全色和多光谱模式时间:2009-08-24众所周知,遥感是使用各种传感器远距离探测目标所辐射、反射或散射的电磁波,经加工处理变成能够识 别和分析的图像和信号,以获取目标性质和状态信息的综合技术遥感根据获取目标的手段不同可分为狭义遥感和广义遥感 狭义遥感以电磁辐射为感测对象,而广义遥感还包括磁力、重力等地球物理的测量和属于地球物理测量范畴 的地震波、声波等弹性波我们通常所说的遥感概念则专指以电磁辐射为特征的狭义遥感 不同的目标物受到太阳或其他辐射源的电磁 辐射时,它们所特有的反射、发射、透射、吸收电磁辐射的性质是不同的通过获取目标物对电磁辐射的显示 特征,可识别目标的属性和状态所以传感器谱段的设置与目标物的光谱特性有着密切的关系目前世界上用于卫星遥感的传感器有两大类:光学遥感和微波遥感光学遥感: 光学遥感指利用光学设备探测和记录被测物体辐射、反射和散射的相应谱段电磁波,并分析、研究其特性及 变化的技术光学遥感覆盖了红外、可见光和紫外三个谱段,常用的有以下三种:可见光遥感:其工作波长为0.4〜0.76微米,一般采用感光胶片或光电探测器作为感测元件,属于摄影成像遥感它主要 使用可见光远摄镜头 照相和可变焦距电视摄像等,感测的是目标及背景反射或自身发出的可见光,记录的信息 或拍摄的图像是物体反射光或发光强度的空间分布。
可见光遥感是光学遥感 中历史最长的一种,是对地观测和 军事侦察的主要手段之一摄影成像的分辨率(G)很高,可以近似地表示为:G=fXR/H其中 f 为镜头焦距, R 为镜头与底片的综合分辨率, H 为高度(或距离)红外遥感器: 主要包括红外扫描仪、红外辐射仪等红外遥感通过探测红外辐射获取目标和背景的辐射温度或热成像其 探测能力取决于目标、背景与周围环境的温度差红外遥感的最大优点是可获取无光照或薄云下目标和背景的 图像多谱段遥感: 使用几个不同的谱段同时对一目标或地区进行感测,从而获得与各谱段相对应的各种信息将不同谱段的遥 感信息加以组合,可获取目 标物更多的信息多谱段遥感是在可见光和红外遥感的基础上发展起来的,它能明 显地分辨多种目标和背景特性,兼有可见光和红外遥感技术的优点也为高光谱和 超高光谱的发展提供了依据 微波遥感:微波遥感是利用微波遥感设备,对地物目标和环境的微波辐射、反射或散射能量实施探测的技术,其波长为 1〜 1000 毫米.微波遥感按工作模式的不同可分为两种:有源微波遥感: 主要由成像雷达、微波散射计和微波高度计组成在卫星遥感中应用较多的是合成孔径雷达,它是利用平 台与目标的相对运动产生的多普勒频移,经二维相关处理或匹配滤波处理而获得高分辨率的图像。
无源微波遥感: 主要指各种微波辐射计,它是通过测量自然界各种物体发出的微弱微波辐射来测量目标的辐射特性和实际 温度QuickBird 全色和多光谱模式:快鸟卫星电磁波谱设置:• 蓝光波段 (450-520nm);• 绿光波段 (520-600nm);• 红光波段 (630-690nm);• 近红外波段 (760-900nm)*QuickBird 卫星全色光谱模式和多 光谱模式对比韜曲理社1⑶:灼DCA*圣地亚哥--全色影像全色 450-900nm(45-90 卩)-跨越整个多光谱波段长度*圣地亚哥--多光谱影像• 蓝光波段 (450-520nm);• 绿光波段 (520-600nm);• 红光波段 (630-690nm);全色产品即通常所见到的黑白影像,该影像的波段从可见光光谱波段到近红外光谱波段(450--900nm)QuickBird卫星数据在测绘制图中的优点与应用遥感图像有什么用途?遥感影像就像我们生活中拍摄的照片一样,遥感像片同样可以"提取"出大量有用的信息从一个人的像片中,我们 可以辨别出人的头、身体及眼、鼻、口、眉毛、头发等信息遥感影像一样可以辨别出很多信息,如水体(河流、湖 泊、水库、盐池、鱼塘等)、植被(森林、果园、草地、农作物、沼泽、水生植物等)、土地(农田、林地、居民地、 厂矿企事业单位、沙漠、海岸、荒原、道路等)、山地(丘岭、高山、雪山)等等;从遥感影像上能辨别出较小的物 体如:一棵树、一个人、一条交通标志线、一个足球场内的标志线等。
大量信息的提取,无疑决定了遥感技术的应用 是十分广阔的,据统计,有近 30 个领域、行业都能用到遥感技术, 如陆地水资源调查、土地资源调查、植被资源调查、 地质调查、城市遥感调查、海洋资源调查、测绘、考古调查、环境监测和规划管理等在测绘制图中随着高分辨率卫星技术的民用化,测绘制图的精度也发生着日新月异的变化,尤其是高分辨率卫星 QuickBird 的应用高分辨率卫星影像对专题图的制图与测绘是一种简洁高效技 术手段,目前 在很多相关行业中传统的测量与制图手段已经完 全被高分辨率卫星技术手段所代替通过对原始卫星数据的辐 射纠正、传感器的姿态引起的误差纠正、几何校正、正 射校正 地图投影、坐标转换等一系列处理,卫星数据能够很精确的与 当地已有的地图资料相嵌配,这样在非常清晰与自然的真实地 物信息资料基础上进行地图更新 以及通过地物分类来做专题 图,都能获得非常精确的成果图QuickBird 商业卫星数据测图在世界的多数区域,大比例尺和中等比例尺的地图尚未被生产出来或是过时和不精确美国QuickBird商业卫星所提供的目前世界上分辨率最高的卫星数据,能力从0.6米(2 英尺) 的成像中提取各种各样信息,地面定位精度可在 2.5 米(8.3 英尺)以内, 为测绘制图提供了一个史无前例的从小城市到整个国家的准确有效生产地图的机会。
在美国,平均每21分钟就有一所房子建成,通过QuickBird卫星提供的高精度和最新影像为您了解此信息提供保证 上图例子显示一张1999年0.6米航空相片和一张2003年0.6米QuickBird影像测绘制图的特点和优势特点优势最高分辨率0.6米容易辨别最新特点s最高精确度因获得数据迅速经济,有利于地图资料更新GIS Ready可以打开后直接在软件中应用自动化的生产工序保证可行性便于对目标地区进行周期性的监测测绘制图中的应用:- 与已有资料对比 , 可以掌握现状、预测发展趋势- 道路网管理 , 电力、电信管理- 与汽车导航系统以及 PNS 有关的基本图绘制- 道路交通图绘制- 其他各种专题图绘制 (土地利用现状图、绿化图等 ) 产品特色QuickBird正射影像DG DO产品QuickBird 卫星的是一种 0.6 米分辨率精度在 2.5 米以内的影像产品 , QuickBird 正射影像产品适用于各类制图行业 的各种比例尺地图制作,可从1:50000--1:4800 均广泛应用,并且提供多种应用类型的正射数字产品如:全色正射影像、 多光谱正射影像、捆绑正射影像(全色和多光谱)、自然真彩色正射影像、假彩色正射影像、 4 波段全色增强正射影 像等。
QuickBird 正射影像产品是地图制作行业中大比例尺或小比例尺地图制作的最佳基础数据的选择产品 QuickBird 卫星以史无前例的空间采集能力为全球用户提供着 0.6 米分辨率正射影像产品DG DO 产品(DigitalGlobe Digital Ortho Quarter Quad )美国Dig it alGlobe公司的Digi talGlobe DO产品是一项最新采集制作的高质量和高分辨率的卫星数据,适合于低 成本高效益的绘图区更新工程•专题DO产品提供了 0.6米无云、无缝镶嵌图像.适宜许多政府和商业客户解决各类 基础数据应用问题,包括地理信息系统(GIS)更新、创建、修测地图等,还广泛应用于应急管理、自然资源管理等遵 循以往应用的美国地质勘查局所规范的标准格式(USGS)DO产品测量精度为1: 2000比例(均方根误差-RMSE为6.2 米)现代测绘业就是地理信息产业和空间数据基础设施建设;地理信息主要表征地球上自然和人文要素的地理位置和空间分布关系,它主要有三类产品 一:是地理信息数据产品如数字地图二:是地理信息技术产品如GIS软硬件 三: 是地理信息工程(为土地变更动态监测) 空间数据基础设施是数字化的基础;我们经常提到的“数字地球”就是以信息高速公路和空间数据基础设施为依托的一个广泛概念,发展和形成“数字 地球”必须首先发展国家的信息高速公路和国家的 空间数据基础设施。
没有中国的信息高速公路和中国的空间数据基 础设施也就不可能有中国的“数字地球”基础地理信息数据更新模式的建立,技术进步和科技发展必须是可持续性 的,数据现实性的维护是体系正常运行的条件,而数据的更新的手段是多样的,这主要依靠 技术技术的发展可以使 多样化的数据更新手段成为可能,如利用航空像片和卫星影像制作数字正射影像(DOM),利用DOM更新数字线划图DLG 中的主要要素公路等;用地及建筑数据或工程的竣工数据对DLG进行要素的更新;通过数据采购制等方式,政府定期 定购更新的数据更新数字地图*地形图的成图方法已逐步地由传统的白纸法成图被数字测图代替特别是在我国的东部沿海发达地区,数字测图几乎 已占据了大部分的地形图测绘市场目前在我国获得数字地图的方法主要有三种:原图数字化、航测数字成图、地面数字测图但不管哪种方法,其主要 作业过程均为三个步骤:数据采集、数据处理及地形图的数据输出(打印图纸、提供软盘等)1. 原图数字化当一个城市(地区)需要用到数字地形图而一时因经费困难、或受到时间等原因的限制时,该方法是再适宜不过的 了它能够充分地利用现有的地形图,仅需配备计 算机、数字化仪、绘图仪再配以一种数字化软件就可以开展工作, 并且可以在很短的时间内获得数字的成果。
如一时连购买设备的经费也难以落实,也可让具备有图 纸数字化能力的测 绘单位代而为之它的工作方法有两种:手扶跟踪数字化 和扫描矢量化后数字化,其中后一种要比前一种的精度高、效率高 但是,利用该方法所获得的 数字地图其精度因受原图精度的影响,加上数字化过程中所产生的各种误差,因而它的精度要比原图的精度差而且 它所反映的只是白纸成图时地表上各种地物地貌,现势性不是很好所以它仅能作为一种应急措施而非长久之计 为 了可充分利用该法得到数字地图,可通过修测、补测等方法,实测一部分地物点的精确坐标,再用这些点的坐标代替 原来的坐标,通过调整,可在一定的程度上提高原有图的精度而随着地图的不断更新,实测坐标的增加,地图的精 度也就会相应地得到了提高2.航测数字成图 当一个地区(或测区)很大时,就可以利用卫星影像和航空影像,通过外业判读,在内业建立地面的模型,通过计 算机用绘图软件在模型上量测,直接获得数字地形 图随着测绘技术的发展,数字摄影测量已在我国的某一地区取得 了试验性的成功,在不久的将来将会得到推广它是通过在空中利用 卫星或数字摄影机所获得的数字影像,内业通过 专门的遥感和航测软件,在计算机上对数字影像进行像对匹配,建立地面的数字模型,再通过专用的软件来获得数字 地 图。
可以说,这将是我们今后数字测图的一个重要发展方向 该方法的特点是可将大量的外业测量工作移到室内完成, 它具有成图速度快、精度高而均匀、成本低,不受气候及季节的限制等优点它特别适合于城市密集地区的 大面积成 图但是该方法的初期投入较大,如果一个测区较小,它的成本就显得较高所以现在基本上由一些较大的单位来承 担3.地面数字测图在没有合乎要求的大比例尺地图的地区或该地区的测绘经费比较充足,可直接采用地面数字测图的方法,该方法也 称为内外业一体化数字测图,是我国目前各测绘单 位用得最多的数字测图方法采用该方法所得到的数字地图的特点 是精度高,只要采取一定的措施,重要地物相对于邻近控制点的精度控制在 5cm 内是可以做到 的但它所耗费的人力、 物力与财力也是比较大的注意:遥感分辨率取决扫描成象的和象元大小,所谓全色指(赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫)可见 光的光学合成照的象,其象元就是整幅图象,只要聚焦镜头好,整幅图象就很清晰,一幅清晰的图 象底片可以放大好多倍,不会出现方形雪花斑而多光谱则把可见光中的赤、橙、黄、绿、青、蓝、 紫单色光或近红外中的某些窄波段单独扫描成数字图象,象黑白摄相机和数码相机拍摄的图象一样 分辨率(即象元大小)受扫描频率的影响,图象放大几倍后,会看到象元方块(方形雪花斑)。
故 多光谱的分辨率比全色的低遥感拍的和我们平时数码相机拍摄的不同主要是前者采用多组镜头进 行多波段同时拍摄,然后再合成彩色,后者则是可见光分成蓝绿红三组感光镜头再合成,象彩色电 视原理由此可见,遥感的彩色不是真彩色,是人为合成的但由于肉眼看不到的某些物质的光, 能被遥感波段接收到,故遥感图象能发现更多平常人眼不能发现的东西遥感影像遥感影像可以通过对地表摄影或扫描获得摄影影像是摄相机对地面物体摄影,直 接在感光材料上记录地物的光像;扫描影像是地面信息通过探测器先变为电信号并记录在磁带上,然后回放磁带,在感光片上曝光而成遥感影像有黑白和彩色两种,由于彩色影像比黑白影像能提 供更多的地表信息,因此彩色影像在遥感中得到广泛地使用1) 多波段影像:多波段影像是用多波段遥感器对同一目标(或地区)一次同步摄影或扫描获 得的若干幅波段不同的影像与单波段影像相比,它具有信息量大,光谱分辨率高(遥感器能分辨 的地物的最小波长间隔)的特点,并且可通过各种影像增强技术,获得彩色合成影象,大大提高对 地物的识别能力Landsat上的MSS和TM影像都属多波段扫描影像2) 彩色合成影像:彩色合成是将多波段黑白图像变换为彩色图像的处理技术。
一般为三色合 成,也可两色或四色合成合成的方法有两种:直接使用光学方法和使用计算机的数字处理前者 是将一组黑白透明片放入配有特定的红、绿、蓝三色滤光片的光学系统中,投影到同一屏幕上,使 图像精确重合,形成彩色图像数字处理合成法是令三幅图的像元亮度值变换为红、绿、蓝三基色 的彩色编码去控制彩色显示设备,形成彩色图像根据合成影像的彩色与实际景物自然彩色的关系, 可分为真彩色影像和假彩色合成影像,前者是比较真实地反映地物原来彩色的影像,它可以通过彩 色感光胶卷拍摄获得,也可以用彩色合成方法获得;假彩色合成影像是通过彩色合成方法获得的非 真彩色影像在光学合成法中,是将多波段影像配合不同滤光片准确重叠合成影像的波段和滤光 片可有各种组合方案,所得的假彩色影像也各不相同解译时为了突出显示影像中的某种地物,可 选择最佳组合方案目前,用Landsat的MS-4,5,7波段影像的正片,分别配以蓝、绿、红滤光片, 重叠投影合成的是标准假彩色影像在这种影像上,植被显示为红色,城镇为蓝灰色,水体为蓝色, 雪和云为白色等等假彩色合成影像目前广泛用于专题制图、资源调查、地学研究和环境监测等方 面。