遙感圖像處理技術(shù)在測(cè)繪領(lǐng)域中的應(yīng)用分析

喬燕英

山東省國(guó)土測(cè)繪院 山東 濟(jì)南 250013

引言

社會(huì)各個(gè)行業(yè)飛快發(fā)展，測(cè)繪工作成為支持城市化進(jìn)程的基礎(chǔ)性工作，做好測(cè)繪工作，需要與時(shí)俱進(jìn)引進(jìn)前沿的現(xiàn)代化科技手段，作為一項(xiàng)代表性技術(shù)，遙感圖像處理技術(shù)在測(cè)繪工作中應(yīng)用，可以大大提升工作效率和精度。遙感圖像處理技術(shù)中集合了光譜、攝像和微波等多項(xiàng)前沿技術(shù)，基于計(jì)算機(jī)技術(shù)來采集遙感資料，通過編輯處理來成圖，不僅可以減少工作強(qiáng)度和人為誤差，還可以大大提升測(cè)繪工作質(zhì)量，推動(dòng)測(cè)繪領(lǐng)域高水平發(fā)展。文章就此著手分析，希望在測(cè)繪領(lǐng)域中積累更多遙感圖像處理技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，便于為相關(guān)聯(lián)工作開展提供支持和保障。

1 遙感技術(shù)概述

遙感技術(shù)在諸多行業(yè)領(lǐng)域均有所應(yīng)用，其核心作用是獲取更加精準(zhǔn)的各類型書信息，通常遙感探測(cè)飛機(jī)起飛高度為10km，通信衛(wèi)星總高度910km最高，因此遙感技術(shù)可以在諸多領(lǐng)域中應(yīng)用來獲取信息。衛(wèi)星遙感技術(shù)優(yōu)勢(shì)鮮明，獲取信息時(shí)間短，加之衛(wèi)星長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，可以實(shí)現(xiàn)更新收集數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，為測(cè)繪工作開展起到更加積極的作用?；谶b感測(cè)繪技術(shù)，在數(shù)據(jù)采集方面可以摒棄人工采集模式的不足，降低測(cè)量偏差和人工成本[1]。同時(shí)，遙感測(cè)繪技術(shù)還可以彌補(bǔ)測(cè)繪技術(shù)的不足，確保畫面更加清晰。需要注意的是，基于衛(wèi)星遙感技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，需要嚴(yán)格把控?cái)?shù)據(jù)精度，同其他資料比對(duì)來提升信息精度，如果信息精度較高，可以充分發(fā)揮地理信息系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)來提供分辨率較高的衛(wèi)星影像資料，以此起到補(bǔ)充的作用[2]。遙感技術(shù)環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng)，可以打破環(huán)境限制，進(jìn)入到很多人員無法進(jìn)入的生物地帶，摒棄人工測(cè)量模式不足，無論條件多惡劣，地勢(shì)多險(xiǎn)峻，都可以拍攝清晰的圖像，提供精準(zhǔn)可靠的信息資源滿足相關(guān)工作開展。目前在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查和礦物勘探領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，遙感技術(shù)也在不斷整合前沿技術(shù)手段，結(jié)合不同任務(wù)靈活選擇不同技術(shù)手段開展工作，如紫外線和紅外線來探測(cè)，或是不間斷的波段來探測(cè)水下、沙漠和地下表層結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)全天候動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)[3]。

2 遙感圖像處理技術(shù)的內(nèi)容

就遙感圖像處理技術(shù)的內(nèi)容來看，主要是運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)來采集和處理數(shù)據(jù)資料，按照一定格式將其繪制成圖直觀呈現(xiàn)出來，對(duì)于后續(xù)的地理信息研究具有積極參考作用。遙感圖像處理技術(shù)應(yīng)用要求較高，主要包括波譜分辨率與波段、空間分辨率與制圖比例尺、時(shí)間和時(shí)相分辨率等方面內(nèi)容。

2.1 空間分辨率與制圖比例尺

遙感圖像處理技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中，需要考慮到空間分辨率和制圖比例尺技術(shù)有著各自不同的要求，但制圖對(duì)象規(guī)模是占據(jù)核心地位的[4]?？臻g分辨率和制圖比例尺之間聯(lián)系緊密，有助于促進(jìn)普通的地圖信息更新和完善，積極作用鮮明。

2.2 波普分辨率

本質(zhì)上波普分辨率屬于波長(zhǎng)范圍，應(yīng)用遙感圖像處理技術(shù)時(shí)離不開多個(gè)傳感器的支持，傳感器接收電磁輻射波來獲取信息，波譜分辨率則是傳感器可以接受最小波長(zhǎng)范圍。波普分辨率高低的一個(gè)核心影響因素，即波段，波段多，相應(yīng)的傳感器波普分辨率也會(huì)越高[5]。

2.3 時(shí)間與時(shí)相分辨率

在時(shí)間和時(shí)相分辨率方面，遙感圖像處理技術(shù)的應(yīng)用還是存在顯著差異，具體表現(xiàn)在遙感制圖方式在顯示制圖對(duì)象方面存在明顯差異，基于遙感圖像處理技術(shù)可以實(shí)時(shí)記錄地面情況，但地理現(xiàn)象呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化特性，因此一定時(shí)間段內(nèi)多時(shí)相遙感技術(shù)會(huì)有一個(gè)最佳時(shí)期，也是最能揭示地理現(xiàn)象具體情況的時(shí)期。結(jié)合實(shí)際情況來看，當(dāng)前較為常見的遙感信息，主要是基于美國(guó)陸地探測(cè)衛(wèi)星提供的信息，未來還有待進(jìn)一步研發(fā)和創(chuàng)新本土技術(shù)。

圖1 遙感圖像處理技術(shù)

3 遙感圖像處理技術(shù)的特點(diǎn)

遙感圖像處理技術(shù)具體應(yīng)用中，其任務(wù)可以劃分為圖像預(yù)處理和圖像后處理，對(duì)圖像處理本質(zhì)上是校正、反演和解譯遙感數(shù)據(jù)信息，挖掘和提煉地物特征，從而把握觀測(cè)對(duì)象的相關(guān)屬性信息。即便遙感影像無法提供十分精準(zhǔn)的物理屬性，但是通過一系列后期處理可以大大降低信息誤差，改善圖像質(zhì)量[6]。遙感影像軟件處理系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)鮮明，相較于常規(guī)的圖像處理系統(tǒng)，其特點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

①遙感圖像處理技術(shù)需要基于遙感數(shù)據(jù)特征機(jī)制應(yīng)用，遵循成像機(jī)理來采集和分析觀測(cè)數(shù)據(jù)信息。②遙感影像文件格式多樣，不可避免的增加I/O處理難度，需要加強(qiáng)遙感影像處理過程控制，提升精度的同時(shí)，降低數(shù)據(jù)損失和偏差。③遙感影像處理量大，對(duì)于一些高分辨率的影像數(shù)據(jù)，基于稀疏型大數(shù)據(jù)處理算法處理。④遙感影像采用數(shù)據(jù)密集型矩陣算法進(jìn)行處理，包括中低層次校正、增強(qiáng)與恢復(fù)，同時(shí)具有基元特征提取的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，賦予了處理算法較強(qiáng)的可并行性。⑤多數(shù)遙感影像處理算法針對(duì)性較強(qiáng)，很少可以通用，對(duì)于一些高層次遙感信息采集和提取，處理算法相較于復(fù)雜[7]。⑥遙感影像處理算法模塊性特點(diǎn)明顯，同時(shí)表現(xiàn)出鮮明的工作流時(shí)序關(guān)系。

4 測(cè)繪領(lǐng)域中遙感圖像處理技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)代社會(huì)飛快進(jìn)步和發(fā)展，地理信息的采集和處理十分重要，相應(yīng)的對(duì)處理技術(shù)提出了新層次的要求，成為推動(dòng)遙感技術(shù)高水平發(fā)展的不竭動(dòng)力。在社會(huì)生產(chǎn)生活中，遙感技術(shù)應(yīng)用范圍不斷延伸拓展，包括地質(zhì)測(cè)繪、土地勘測(cè)、礦產(chǎn)勘探等，在推動(dòng)社會(huì)持續(xù)發(fā)展方面有著積極作用[8]?；谶b感圖像處理技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息高效采集和處理，提升數(shù)據(jù)信息處理精度，降低測(cè)量偏差。同時(shí)，遙感圖像處理技術(shù)相較于單一遙感技術(shù)優(yōu)勢(shì)更加突出，可以更加直接地應(yīng)用到實(shí)處，起到更加積極的作用。目前遙感圖像處理技術(shù)在測(cè)繪領(lǐng)域中的應(yīng)用，主要有土地勘測(cè)領(lǐng)域和地質(zhì)測(cè)繪領(lǐng)域。

4.1 土地勘測(cè)

在測(cè)繪工作開展中，基于遙感圖像處理技術(shù)輔助土地測(cè)量工作開展，可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化土地測(cè)繪工作流程，同時(shí)關(guān)于路線設(shè)計(jì)和實(shí)施方面也可以起到積極作用，為大型工程設(shè)計(jì)提供可靠的數(shù)據(jù)信息支持。在地籍測(cè)繪中應(yīng)用遙感圖像處理技術(shù)，借助傳感器來采集目標(biāo)對(duì)象的信息，以數(shù)字或是圖形方式呈現(xiàn)，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行識(shí)別、分類和處理，將信息整理成可被識(shí)別的信息，做好數(shù)據(jù)信息記錄。在此基礎(chǔ)上，確定最佳的監(jiān)測(cè)周期，實(shí)時(shí)了解土地資源的利用情況。同時(shí)，將歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息匯總和比較，獲得最佳結(jié)果。在動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)中應(yīng)用遙感圖像處理技術(shù)，可以提供瞬間靜態(tài)圖像，在對(duì)象動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)中應(yīng)用，可以滿足重復(fù)觀測(cè)需要，尤其是一些交通不便、環(huán)境惡劣的偏遠(yuǎn)山區(qū)[9]。充分發(fā)揮遙感圖像處理技術(shù)優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)人眼無法觀測(cè)的光譜范圍，波段從X光到微波均可接收，接收范圍已經(jīng)超出可見光范圍。遙感圖像處理技術(shù)和雷達(dá)遙感技術(shù)有所差異，雷達(dá)遙感接收的主要是微波，可以規(guī)避氣候變化和晝夜交替的干擾影響，可以滿足全天候觀測(cè)需要，提升測(cè)繪工作效率和質(zhì)量。

測(cè)繪領(lǐng)域遙感圖像處理技術(shù)的應(yīng)用流程，主要有以下幾個(gè)環(huán)節(jié)。①數(shù)據(jù)選擇。數(shù)據(jù)選擇至關(guān)重要，基于遙感航拍獲取圖像數(shù)據(jù)，充分契合區(qū)域地貌特點(diǎn)，或是直接對(duì)比影像來引入生態(tài)人文指標(biāo)，便于測(cè)繪工作人員更加全面的了解區(qū)域地質(zhì)地貌情況，規(guī)范化開展測(cè)繪工作，切實(shí)提升測(cè)繪精度和效率。②數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理階段主要是針對(duì)較為表層的數(shù)據(jù)處理，很多數(shù)據(jù)無法精準(zhǔn)識(shí)別，還需要由專門人員負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)會(huì)綜合分析，并使用計(jì)算技術(shù)將其轉(zhuǎn)化為可識(shí)別信息，為測(cè)繪工作所使用，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)需求動(dòng)態(tài)修正調(diào)整。③提取信息。區(qū)域所產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)量較大，類型多樣，由于氣候和板塊等因素變化，地質(zhì)地貌可能會(huì)也會(huì)出現(xiàn)變化，基于遙感技術(shù)來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)全過程變化情況，便于對(duì)比差異，剖析淺層的原因所在。

4.2 地質(zhì)測(cè)繪

遙感圖像處理技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)收集的數(shù)據(jù)信息數(shù)字化處理，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)。在數(shù)字信息處理中可以重新編排復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息，依據(jù)識(shí)別不同識(shí)別方式來精準(zhǔn)生成圖像，而在這個(gè)過程中信息數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性和完整性可以得到保障。數(shù)據(jù)使用符合邏輯合理性，實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)資源的有效利用。圖形化系信息處理難度較大，內(nèi)容復(fù)雜，可能由于操作不當(dāng)或標(biāo)準(zhǔn)模糊出現(xiàn)信息失真情況，因此可以嘗試著將二維和三維信息精準(zhǔn)轉(zhuǎn)化，以平面信息形式呈現(xiàn)，盡可能保證信息真實(shí)性。伴隨著科技不斷發(fā)展創(chuàng)新，未來數(shù)據(jù)和圖形轉(zhuǎn)碼技術(shù)也將得到進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)，針對(duì)性改善圖像失真問題，而這一點(diǎn)也是遙感圖像處理技術(shù)未來發(fā)展主流趨勢(shì)。

5 結(jié)束語

綜上所述，遙感圖像處理技術(shù)作為社會(huì)前沿技術(shù)，在測(cè)繪領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，相較于傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)可以大大提升工作效率，更加高效的獲取圖像數(shù)據(jù)信息，減少人工成本和人工偏差，輔助相關(guān)聯(lián)工作高質(zhì)量展開，切實(shí)提升測(cè)繪工作效率和質(zhì)量。