黄河中下游滩区遥感影像专题地图制作及精度分析马玉晓1,姬婧2
(1.河南理工大学,河南焦作 454000;2.平顶山工业职业技术学院,河南 平顶山 467001)
摘要:文中介绍利用RS和GIS集成技术制作黄河中下游滩区生产堤航摄影像专题地图的方法,
并对影像地图编制关键技术进行了论述。同时依据原始影像比例尺、影像扫描分辨率及成图比
例尺对该专题地图进行了精度估算。
关键词:遥感影像;编绘;河滩区;精度估算
中图分类号:P237 文献标识码:B 文章编号1001—358X(2005)02—0046—03
1 编制工作流程
该航空影像地图2004年4月成...
马玉晓1,姬婧2
(1.河南理工大学,河南焦作 454000;2.平顶山工业职业技术学院,河南 平顶山 467001)
摘要:文中介绍利用RS和GIS集成技术制作黄河中下游滩区生产堤航摄影像专题地图的方法,
并对影像地图编制关键技术进行了论述。同时依据原始影像比例尺、影像扫描分辨率及成图比
例尺对该专题地图进行了精度估算。
关键词:遥感影像;编绘;河滩区;精度估算
中图分类号:P237 文献标识码:B 文章编号1001—358X(2005)02—0046—03
1 编制工作流程
该航空影像地图2004年4月成图,编制基础资
料采用1:1万黄河河道地形图及黄委会信息中心
2003年9月所航摄的黄河小浪底至东平湖河段1:
2.5万黑白航空像片。结合现有微机硬件条件,地图
编制选用美国公司的Mapinfo 6.5中文版地理信息
系统软件;用人机交互方式进行RS和GIS信息集
成。该软件对GIS信息和阳信息整合能力强大,具
体编制工作流程如图1。
2 编制关键技术
2.1 地形图数字化
通过对黄河中下游地区的行政区边界、河道、河
堤、村庄、沟渠、道路等要素数字化,建立相应的地形
图1 影像专题地图编制流程
图图形数据库,作为遥感专题一部分与遥感图像作
精确地配准叠加。
①河道地形图扫描。以300DPI分辨率,按1:1
比例进行黑白二值扫描,把地形图上的地理数据扫
描转换为计算机可储存的光栅格式。
②栅格图像配准。在Maplnfo中以打开
的方
式打开栅格图像,进入配准图像对话框。首先设定
合适的投影方式及坐标系使用的地图单位,然后在
配准对话框图像上选择一控制点,单击鼠标,在弹出
的编辑控制点对话框中键人该点对应的实际坐标
值。要注意,若输入四个控制点时,应保证任意三点
不在同一直线上。此时Maplnfo以像素为单位计算
控制点输入误差。误差值与数字化仪图形分辨率一
致,然后按确定按钮,完成栅格图像配准。
③建立数字化图层。根据需要建立如下8个
黄河中下游滩区遥感影像专题地图制作及精度分析
黄河中下游历年来都是黄河防汛的重点河段,
尤其是近年来在黄河小浪底至东平湖段,滩区大面
积违章造林、修建生产堤,使平滩过流能力大大降
低,严重危及行洪安全,防汛形势严峻。按照黄河防
汛总指挥部的指示,进行“黄河中下游滩区现状遥感
调查”,并运用RS和GIS一体化技术编制该区域1:
10000航空遥感影像专题地图(航空遥感可以快速
获取小范围地区详细资料),以了解违章片林和生产
堤现状,为河道治理工作提供依据。
遥感影像专题地图是以遥感影像为基础资料,
采用综合制图的原理,依据一定的数学规则,按一定
的比例将地理基础信息及地图专题信息,以符号、线
划、注记符等形式综合缩编到以地球表面为背景的
平面上,从而形成的反映各种自然现象和社会经济
现象特征、地理分布及相互关系的一种地图形式。
下面详细介绍编制方法及制图精度分析。
层:行政区界、村名、黄河大堤、黄河、生产堤、鱼塘、
解译主要堤、图例。
④栅格图像矢量化。采用人机交互方式对栅格
图像进行矢量化。效率虽低,但便于编辑修改,能有
效地保证矢量化成果质量。
1.2 遥感影像处理及无缝镶嵌
①航片数字化扫描。其目的就是把记录在胶片
上的影像数据转换成计算机可存储处理的数字化形
式。为减少扫描信息损失,在对每条航线图像质量
相近的航片预扫时,应在充分尊重航片原始信息前
提下,不断地调整扫描的亮度、色彩饱和度和对比度
等参数,力求使扫描结果达到地物成像清晰、色调区
域平衡,反差均衡适中。各参数确定后,即可进行批
量扫描。
②航片的几何精度纠正。遥感影像必须以地形图
的地理数学基础为准进行几何纠正,才能使遥感影像与
地形图严格配准,以满足在遥感图像上精确量算。
在几何纠正中,要注意每幅原始遥感影像控制
点数目的选择及作为控制点的像素点确定。一般来
说,对几何畸变程度较小的原始遥感影像,控制点数
目可少一些,但应不少于15个,反之畸变程度大的
可多选一些,通常在30个以上。控制点位置一般选
在原始遥感影像明显点上。如道路交叉口、河流分
又或拐弯处等。
③影像的无缝镶嵌。经过数字化扫描及几何精
度纠后的数字遥感影像,均为一幅幅具有相同比例
尺且部分相互重叠的影像图,需进行无缝拼接处理,
去掉重叠部分。图像镶嵌的步骤为:首先进行色差
处理,借助Photoshop软件中的色彩调整功能,将需
要拼接的两幅相邻影像图的色彩调整到尽可能和
谐。其次是选择拼接线。在两幅相邻的影像图上,
用彩色线把需要进行拼接的界线勾画出来。当选好
拼接线后,由ImageeXuite软件沿着拼接线的轨迹,自
动进行拼接处理(包括匀光、匀色以及几何和色调的
自动过渡处理)。最后着重检查沿拼接线的接缝处
是否存在着错位,若存在错位,还需对拼接后的影像
作进一步修补。
2.3 无缝镶嵌图像和地图配准
以已校正的栅格地形图为参考文档,校正后的
无缝镶嵌遥感图像为校正文档,采集一定数量的控
制点,执行配准操作,实现二者的精确叠加配准。配
准操作过程与前述栅格地图配准类似。
2.4 遥感影像专题信息提取
①生产堤等影像特征分析。通过对片林、生产
堤等地物要素影像的定性分析
,归纳出这些地
物要素所具有的影像特征,建立解译标志,然后进行
实地校验,对不合理的部分进行修改,直至与实地相
符为止,并以此作为解译的标志和依据。
②遥感影像目视译。依据生产堤等基本地物要
素的影像特征,在遥感影像上辨认出各种地物;借助
MapInfo平台软件提供的绘图工具,用不同彩色线型
把被确认的各种地物边界勾画出来,如图2。
2.5 影像地图的整饰与输出
最后工序是专题影像地图的楚饰美化、输出工
作。主要有:制作图廓加注文字、注记、比例尺、图
例。编制成功的遥感专题地图可在显示器上放大、
浏览,或由绘图仪输出,还可输出PS或EPS文件,进
行照排印刷。
3 遥感影像地图精度
3.1 精度估算
影响遥感影像地图制作精度因素的主要点有:
原始影像纠正误差、航片及地形图扫描误差、影像拼
接误差及影像地图输出误差。一般用像素概念来估
计具有栅格数据结构的影像地图精度。对于黄河中
下游滩区遥感影像专题地图来说其采用的原始影像
(航片)比例尺1:M原为1:2.5万,成图比例尺1:M成
为1:1万,扫描分辨率为300dpi。因此,在不考虑比
例尺时0.1个像素误差r=2.5399999mm/300。由
于影像的数字图像纠正的几何精度为2~3个像元,
可估算纠正误差
;
扫描精度以0.1个像素计,可得扫描误差为
;在整个拼接过程中大概有3~4个像
素误差,所以拼接误差为
题地图,综合了遥感和地理信息,内容丰富,信息量大,在河道治理、环境监测等生产实践中具有广泛的应用前景。 ,
(2)传统的地形图精度分析是建立在对地物点
的点位中误差评估之上的,而对于栅格数据结构的
影像专题地图来说,用像素概念来估计它的精度是
较为适宜的方法。
;输出误差一般按0.1像素计算。
。由误差传播规律可知,
该影像地图中误差为:
显然
,其中纠正误差、
拼接误差占有较大比重。
3.2 影像地图精度估算的检验
对比所制作的黄河滩区影像地图及黄河局部地
段1:1000地形图上同名地物坐标的位移量(共采集
6
4个同名像点坐标),按照下式计算检测点点位中
误差
,式中
为检测坐标算
参考文献:
[1] 陈述彭,童庆禧等.遣感信息机理研究[M].北京:科
学出版杜,1998.
[2] 郝伦,刘瑜,张晶等.地理信息:原理方法和应用
[M].北京:科学出版杜.2001.
[3] 丁军等.城市犬比例尺数字影像地图的研制[J).地
球信息科学,2002(2).
出的位移量,n为检测点数。经检验
因此影像地图的精度估算,基本符合现实情况。
从以上分析可看出,影响遥感影像专题地图误
差主要来自纠正误差和拼接误差,因此在确定原始
影像比例尺,成图比例尺及扫描分辩率后,结合影像
地图点位中误差限差要求(图上0.5mm),按比例计
算出纠正误差限及拼接误差限,利用制图软件来控
制主要绘图误差.
结 语
(1)利用RS和GIS集成技术制作的遥感影像专
作者简介:马玉晓(1969-),男,汉族;河南镇平人,
师,
平顶山工学院教师。现为河南理工大学在读颐土,主要从事
摄影测量、矿山测最、地理信息系统的教学和科研工作。
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