遥感影像技术在地图编制中的应用

赵营刚

（山西省测绘地理信息院）

1 引言

遥感与影像科技是促进地图编制工作进展的关键科技动力，借助于卫星影像技术与地理信息系统（GIS）等领先科学技术，可以为地图编制提供大量动态清晰的影像资源，从而提高地图编制效率。遥感制地图包括正射影像地图、遥感影像地图和三维遥感技术影像地图三个类别，三者各有优点，在各种类别和要求的地图编制工作中都具有不同程度的广泛应用。通过进一步探索中远程遥感影像技术在地图编制工作中的运用，可以为地图编制的针对性和科学性的提高指明方向。

2 遥感影像技术在地图编制中所运用的价值与意义

遥感影像技术在地图编制工作中的广泛运用，是基于当前计算机技术发达的客观条件驱动下的日益增长的地图编制工作所需推动的。首先，由于当前各行各业都开始进行自动化和智能化施工，而传统地图编制方法对人的依赖性程度也相对较高，因此要求把大比例尺的地图加以缩编，再缩减到小比例尺的地图，其中要花费巨大的人工成本和时间成本。且传统地图的编制工作比较稳定，缺少动态性，也没有定期性或即时性的更新要求，这也就构成了地图编制工作发展的客观软肋。再次，随着当前高德地图APP、百度地图APP 和一些地图定位应用软件的发展与使用，也产生了较以往越来越强大的地图编制需求。以往，地图绘制大多是应用专业范畴，而普通群众对地图绘制的要求很少；如今，巨大的地图绘制需求量促使地图编制创新与发展。遥感影像信息技术在地图编制工作中的运用，不但达到了在地图编制工作中的动态管理和地图绘制的实时性，还可以节约人工和时间成本，在一定程度上达到了地图编制工作的智能化和实时性。

3 遥感影像技术在地图编制中的应用

3.1 地理信息数据提取方面的应用

遥感图像方法在地理信息资料获取领域中具有广泛的应用，在地图尺度、区域清晰度和地相及其波谱分辨率和波段的选取上，可以针对各种地图绘制的特点和要求，适当调整图像的精度和尺寸。地图编制工作过程中可以借助GIS平台中的地理信息资料，并按照地图所使用的各种平台和方式，合理选取地图的尺度和其清晰度等重要因素。由于遥感图像方法在地理信息资料获取领域中的广泛应用，可以有效减少地图编制工作的复杂度，提升了地图编制工作的精确度，也可以更有效地向使用者提供地理信息参考与查询等信息。

3.2 图像处理方面的应用

图像处理同时也是地图编制工作中的关键部分，这主要是因为通过卫星摄影的遥感图像会受到卫星飞行轨道等多种客观因素的干扰，画面也容易产生几何畸变，因此必须进行预处理和强化处理。首先，在图像预处理流程中，可通过遥感图像手段在已获取的图像上添加行政区划的信息，方便为以后的图像处理确定区域和目标。然后，在图像增强过程中，可通过光学强化处理和数码强化处理两个手段，对遥感图像上的信息强化，以提高其清晰度和识别力（见图1）。

图1 图像处理示意图

3.3 遥感图像解译方面的应用

遥感图像解译方面，当前一般是通过电脑自动识别系统，对所收集的遥感影像资料实行手动数据处理，对当中的矢量数据分析加以数据分析整合。由于我国地理信息系统的蓬勃发展和卫星事业的进展，获得的遥感影像总量愈来愈多，因此地图编制的工作量也在相应增大。要提高地图编制的实时性和有效性，还必须借助已有的GIS 信息系统和模式识别信息系统，实现对地图编制中的遥感图像手动解译，以提高其效率和数据处理的精度[1]。

3.4 地图编制和复合方面的应用

在地图编排和复合方面，利用遥感影像技术可以合理地在地图中增加色彩设定和相关符号设定，还可以使地图边界线更严格，减少了人工编制的误差。与此同时，遥感影像信息技术的广泛运用也有利于我国地理信息系统大数据的建立与随时更新。通过自动化智能化的编制工作模式，大大减少了地图编制工作中的人工成本，提高了效率。

4 地图编制实例

宜昌是湖北省域副中心城市，发展步伐加快，社会管理和经济社会发展等方面要求内容丰富的地图支撑。基于位置图绘制的地图表现形式单调，而且其在技术上的准确性和现实性还无法确定。影像数据本身既能够作为地图的基础应用，还能弥补其他地方影像数据的缺失，从而挖掘出大量其他数据。但过去，人们往往通过航空摄影的途径收集大量影像资料，但因为时间周期较长、成本高昂、影片数据处理也相对复杂，加之宜昌的地势高差大、植物生长茂密、对空间条件要求较严，因此在短期内实现大规模的航空摄影难度较大（见图2）。

图2 宜昌市卫星影像图

4.1 编图资料准备

宜昌市城区地形图编制范围，以原宜昌市城市集中发展规划区内面积约四百平方千米的区域为中心向外扩展，总覆盖面积约为八百平方千米。需要提供的相关信息资源除卫星影像之外，尚有位置地图数据、新宜昌市行政区域示意图、新的城市规划路网资源、老版地图资料、新的地名网址录、自然地理环境命名、企事业单位命名等标注信息，另外尚有制定专题地图时要求的一些数据资料。

4.2 多源数据几何配准

卫星影像数据分析主要使用WGS 八十四椭圆参数、UTM 投影方法等，但由于宜昌地质图和路网等资源都是以中国地方五十四坐标系为基础的，需对卫星影像数据分析实行几何配准。将卫星摄像资源和地形图数据库中的数据分析加以比对，找出四个分布一致、定位精确的房角点为同名点并通过平差解算，从而对影像做出了几何配准。同名点位置数据及残差见表1。

表1 同名点坐标统计表 m

从表1可以看出，在几何配准的过程中误差R=经过几何配准后选择了十个测量位置计算实际精度，其偏差为0.8423m，已经能够达到宜昌市城区地形图编制的标准要求。

4.3 多源数据的套合

经几何配准后，将卫星影像与宜昌市路网、区域地形图数据、行政区域界线信息系统等数字资源套合表示，便于后期获得所要求的位置资源和特征资源。

4.4 卫星影像判读解译

利用地物的部位、形态、尺寸、色彩、质感等特征，可以通过经验或某种解译标志判断出地物的部位信息内容和部门属性信息内容，如水体、大桥、铁道和都市大道、建筑、居住区等部位信息内容，此外还有都市中的绿地、植物覆盖区域的部位信息内容和分布等，连带体育场馆的学校、大型的居民地和工业生产设备等部位和属性信息内容，也能够利用影像判读分析解译得出[2]。

4.5 卫星影像变化监测

使用卫星影像对新增住宅、建设道路、拆除改建小区等变化进行信息监测，从摄影地图中获取变更信号，并使用相应符号加以说明（见图3）。

图3 遥感影像动态监测

5 结语

综上所述，遥感摄影方法在地图编制工作中的广泛运用，不但可以提高其效率，而且有效提高了地图编制工作的准确性。遥感影像科技在地理信息资料收集、图像处理乃至地图综合等领域中都得到普遍运用。在这一技术驱动下，地图编制将逐渐朝着网络化、动态化乃至自动化方面推进。在信息技术强大的支持下，地图编制将可以更有效地运用遥感影像科技，为各行各业提供地图导航信息支持。