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地方经济建设中多源遥感影像的应用与影响

2021-03-20 308 上传者：管理员

摘要：多源遥感影像是空间采集和数据分析的重要基础，目前已经成为全球地理信息系统的主要信息源。遥感影像获取的资源不是单一的，它所涵盖的信息量极大。本文概括介绍了遥感影像在国土监测、城市规划、地图测制、应急处突保障等多领域中的应用，任何部门都可以根据需要，在同一遥感图像中提取有用信息，也可实现多方协作和共同开发，为地方的经济建设做出更大的贡献。

关键词：
全球地理信息系统
多源遥感影像
实时信息
经济建设
遥感影像
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多源遥感影像是空间采集和数据分析的重要基础，目前已经成为全球地理信息系统的主要信息源，可以说多源遥感影像在地方经济建设中正发挥着越来越重要的作用。

1、多源遥感影像一般作用

遥感影像是无图区获取信息的唯一方式;在遭遇自然灾害时，遥感影像是能够提供实时信息的最快捷方式;在城市规划和国家建设中，遥感影像是提供丰富、海量空间信息的最主要方式。

1.1 生产多用途数据

当前，使用多源遥感影像可进行地图修测，制作DEM、DLG、DOM数据等，如图1所示。其中，ADS影像在数字城市建设项目中使用广泛[1]，它在影像提供模式和生产DOM方面极具优势，使其在土地利用监测、遥感解译、建立GIS系统、三维建模、地籍调查、房产管理等多个领域得到广泛应用。我国无人机技术快速发展，因其具有机动性强、维护操作简便等优势[2]，目前，也被广泛应用于应急监测、灾情查看、地图数据局部更新等方面，但无人机本身自重小、飞行不稳定带来的影像拼接难、成图精度不高等问题限制了无人机影像的应用范围。

1.2 建立专题数据库

现实世界不断的变化发展，遥感影像的生产周期较短、进度更快、现势性强，表达的信息更为直观和丰富，且具备良好的判读性与可测量性。因此，利用多源遥感影像可以建立遥感影像数据库，还能为地理信息、空间目标数据库、地形测量数据库、专题图数据库等多种数据库提供支持，不仅能保证海量影像数据的调度、分发、共享和应用，还能满足信息多样化的需求，具有非常重要的实际意义。遥感影像数据库是目前管理和使用多源遥感影像的最有效方式[3]，一方面可以赋予影像准确的空间定位信息;另一方面数据库可以支撑影像数据与矢量数据的叠加显示，便于用户识别和使用遥感影像。

1.3 融合多源信息

影像融合是利用某种算法将不同空间分辨率的遥感影像合并为一幅新影像，由于多源遥感影像数据所包含的信息之间大多存在互补性和冗余性，因此，融合后的影像既具有较好的空间分辨率，又具有多光谱特征，从而达到影像增强的目的，是当前遥感影像应用的主要方式之一。影像分辨率融合的关键是融合前两幅影像的配准以及处理过程中融合方法的选择，只有将不同空间分辨率的影像精确地进行配准，才可能得到满意的融合效果;而融合方法的选择，则取决于被融合影像的特性以及融合的目的。以下主要介绍3个方面的遥感影像融合[4]:多波段影像融合、多光谱与全色影像融合、多光谱与高光影像融合。

1) 多波段影像融合

多波段影像的融合就是将多光谱影像的若干个不同的波段合并为单一波段影像，但同时保留多个波段的显著特征。以QuickBird数据为例[5]，在波段选择时要尽量选择物理意义良好、信息量大并处于不同光区的波段进行融合。

2) 多光谱与全色影像的融合

全色影像为单波段影像，空间分辨率高，但作为灰度图像，所包含的光谱信息有限[6]。因此，将全色影像的空间特征与多光谱影像的光谱特征有效合并，将得到具有高空间分辨率特性的彩色影像，可大大提高利用影像在地物判读、特征提取时的效率。

3) 多光谱与高光影像融合

高光影像在光谱分辨率方面极具优势，但大多数情况下，其空间分辨率仍低于多光谱影像。因此，二者融合后的影像将同时具有共空间分辨率和高光谱分辨率，主要用于目标的精确定位和分类识别，如图2所示。

2、多源遥感影像在经济建设中的应用

2.1 国土监测

遥感影像接收设备接收地物反射的电磁波成像，不同的地物由于其反射电磁波的特性不同，所形成的影像特性也各不相同[7]。因此，遥感影像可广泛用于土地资源管理、农林、地质等国土监测项目中。

1) 土地资源管理

近年来，由于盐碱化、自然地质灾害等原因，全球土地沙漠化严重，利用遥感影像实时监测土地的动态变化成为土地资源管理的一种快速、高效的方式。土地资源监测基于同一区域不同时相的遥感影像间存在光谱特征差异的原理，达到对影像时域效果量化，最终获得土地资源变化类型、位置、数量等内容的目的[8]。同时还可引入GIS和GPS技术，为土地资源监测和管理提供更加有力的技术支撑，如图3所示。

2) 植被研究

利用多源遥感影像对植被覆盖、分类、病虫害等进行研究，对气候、生态环境、水文、规划建设、防灾减灾等有着非常重要的意义。其中，彩色红外影像也成为假彩色影像，在红外影像上将绿光记录为蓝色、红光记录为绿色、红外光记录为红色。由于红外线较可见光波长较长，受大气分子散射影响小，故而假彩色影像比可见光彩色影像更加鲜艳清晰，也常将这一特性应用于植被研究中，见表1。

2.2 城市规划、建设

当前，遥感影像分辨率已达到分米级，运用多源遥感影像可迅速提取城市土地利用现状。进行城市规划和建设，在我国城镇化进程中更需要准确、详细、现势性强的遥感影像资料作为规划依据。通过对多源遥感影像进行处理、融合、纠正等操作，使其具备易判读、可提取、能量算等功能，可以在城市规划、道路建设、管网架设等项目中起到重要作用。如在城市建设过程中常有未批先用等违法建设项目，利用高清影像可直观监测城市土地使用情况，为相关规划部门及时发现违法行为提供帮助;利用遥感影像与GIS相结合的方法可以分析城市各个区域的居住密度，该方法已在国外得到应用。

2.3 地图测制、更新

遥感影像具有宏观、快速、准确、现势性强等特点，因此，使用遥感影像测制、更新地图成为目前最为经济、快捷的测绘手段。采用遥感影像测制、更新地图时易受到影像空间分辨率、成像范围、更新速度等因素的制约[9]。实际应用中常采用航测影像和卫星影像来进行地图测制、更新，由于二者成像原理不同且各具优缺点(见表2)，因此，航测影像多用于大比例尺地图，卫星影像多用于中小比例尺地图。目前，随着卫星影像技术的飞速发展，商业高空间分辨率卫星影像(如IKONOS、QuickBrid、SPOT5)的出现极大弥补了卫星影像分辨率低的不足，当然，在地图的测制和更新中，只有将二者结合使用，才能不断有新的进步[10,11]。

使用遥感影像进行地图更新时，通常会将影像与地形图叠加显示，这样便于对比，进而找出地形图上需要更新的部分。从图4中可知，棚房为新增地图，需要在地形图上增加相应的符号，无法直接判断的地物要根据影像进行实地调绘，判明该棚房的属性，标示在地形图上。值得注意的是:影像与地形图在套合前必须经过预处理，以保证二者具有相同的投影信息。

2.4 应急处突保障

1976年唐山大地震之后我国首次采用假彩色红外遥感影像进行震害的分级分类[12]。直至今日系列高分辨率商业卫星发射(高分一号等)，为我国利用多源遥感影像进行应急处突保障提供了有力支撑。主要方法是利用多光谱影像的光谱特性，获取地物在不同谱段上的影像，通过地物的差异识别从而进行灾害评估。如在2008年汶川地震后，有关部门利用北京一号获取的多光谱影像制作了震区影像图，并在此基础上进行了震区地质构造分析。

1) 目标地形分析

遥感影像包含丰富的地表信息，可全面反映目标区域的真实情况，在进行地形分析时比地形图更加直观，尤其是在应急处突中使用遥感影像进行地形分析，可以直观判断山体滑坡崩塌、道路阻断、堰塞湖等情况，更具时效性。

2)在洪水灾害中，可将历史洪水淹没痕迹转标于多源遥感影像生成的数字正射影像、数字栅格图形上，结合数字高程模型，即可得出洪水表面模型为防灾减灾提供依据。同样方法也可用于洪水灾害过程中进行灾情分析和洪水调度分析[13]。

在地震灾害中，红外遥感影像常用于地震监测，对比灾前、灾后遥感影像，并从遥感影像上提取震害特征参数，建立地震灾害模型，可对震害等级进行快速评估，分析建筑物和自然环境的受损程度，为抗震救灾和灾后建设提供依据。

3、结束语

本文系统概括了多源遥感影像在地方经济建设中的影响和意义，并详细介绍了其在国土监测、城市规划、地图测制、应急处突保障中的重要作用。遥感影像获取的资源不是单一的，它所涵盖的信息量极大，另外，我国遥感事业迅速发展，各类传感器对地观测可得到同一地区多时相、多光谱、多分辨率的遥感数据。丰富的遥感信息可以在多领域进行应用，任何部门都可以根据本部门的需要，在同一遥感图像中提取有用信息，也可实现多方协作和共同开发，为地方的经济建设做出更大的贡献。

参考文献：

[1]徐菁,言米娜.ADS40/80影像数据在数字城市框架数据建设中的应用[J].测绘标准化,2015,31(1):34-36.

[2]刘玉洁,崔铁军,郭继发,等.无人机航摄大比例尺测图的关键技术分析[J].天津师范大学学报(自然科学版),2014,34(2):37-40,48.

[3]欧立业.遥感影像数据建库技术比较研究[J].江西测绘,2007(S1):93-96.

[4]张易凡.多光谱遥感图像融合技术研究[D].西安:西北工业大学,2006.

[5]徐建辉,许晓静.QuickBird影像融合最佳波段选择及不同融合方法质量评价研究[J].资源开发与市场,2010,26(3):195-197.

[6]赵书河,张新明,曲鸿建.曲鸿建多光谱遥感影像与高分辨率全色影像融合研究[J].测绘信息与工程,2004,29(5):4-5.

[7]闫利,江维薇.多光谱遥感影像植被覆盖分类研究进展[J].国土资源遥感,2016,28(2):8-13.

[8]查显节,邢立新.“3S”技术在土地资源管理中的应用综述[J].世界地质,2000,19(4):402-407.

[9]张梦花.航测成图与卫星影像测图的比较分析[J].科技创新与应用,2014(16):293.

[10]张聪,刘春涛,李秉宇,等.基于航空影像的城市大比例尺地形图更新[J].国土资源科技管理,2013,30(2):80-83.

[11]张岩.基于卫星遥感影像的1∶5000地形图修测探讨[J].北京测绘,2014(1):75-78.

[12]王福涛,王世新,周艺,等.多光谱遥感在重大自然灾害评估中的应用与展望[J].光谱学与光谱分析,2011,31(3):577-582.

[13]林宗坚.测绘遥感在防洪救灾中的应用[J].中国测绘,1998(6):8-9,15.

翟辉琴.多源遥感影像在地方经济建设中的作用[J].测绘与空间地理信息,2021(03):98-100+103.

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