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测绘学

遥感图像判绘

作者：冯伍法

出版社：科学出版社出版时间：2022-01-01

开本：其他页数： 312

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版权信息
内容简介
目录
节选

遥感图像判绘版权信息

ISBN：9787030397331
条形码：9787030397331 ; 978-7-03-039733-1
装帧：一般胶版纸
册数：暂无
重量：暂无
所属分类：
自然科学
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测绘学

遥感图像判绘内容简介

本书是一本系统、全面的介绍遥感图像判绘基本理论、技术和方法的教材。在介绍遥感图像及其特性的基础上，重点论述图像的判读特征、图像观察、目视判读方法，系统叙述综合取舍的基本原则、图式符号及其运用，详细介绍图像判绘方法及其适应条件，介绍各种地物和变形地貌的空间分布规律、影像特点和识别方法，系统论述各种遥感图像地形图测绘中各种地形要素的表示方法和要求。图文并茂，内容详实，理论与实验相结合，并注重学科的系统性与实用性。

遥感图像判绘目录

目录
前言
第1章绪论 1
1.1 图像判绘的地位和作用 1
1.2 图像判绘技术发展历史 4
1.3 图像判绘质量要求 8
第2章遥感图像及其特性 11
2.1 摄影图像的特性 11
2.2 扫描图像的特性 19
2.3 高光谱图像及其特性 27
2.4 侧视雷达图像的特性 31
第3章图像判读特征与判读方法 39
3.1 遥感图像判读特征 39
3.2 图像判读认知过程 52
3.3 图像观察 56
3.4 目视判读方法与程序 63
3.5 判读质量影响因素分析 66
3.6 计算机判读 69
第4章图像判绘与表示方法 78
4.1 地形图图式符号及其运用 78
4.2 地形要素的综合取舍 83
4.3 像片调绘 87
4.4 数字图像判绘 92
4.5 数字判绘系统简介 94
4.6 地形要素表示关系处理的原则 104
第5章居民地判绘 108
5.1 居民地分类及其表示基本要求 108
5.2 街区式居民地 109
5.3 散列式居民地 117
5.4 窑洞式居民地 121
5.5 其他类型的居民地 126
5.6 居民地与其他要素的关系处理 128
第6章工农业和社会文化设施判绘 131
6.1 工厂的基本特征 131
6.2 钢铁联合工厂 132
6.3 发电厂 138
6.4 化工厂 143
6.5 其他工厂 146
6.6 采矿场 150
6.7 农业设施 156
6.8 社会文化设施 158
6.9 其他设施 164
第7章交通运输设施判绘 171
7.1 铁路 171
7.2 公路 179
7.3 其他道路 182
7.4 道路附属设施 185
7.5 道路之间以及与其他地物的关系处理 194
7.6 管线与机场 198
第8章水系及其附属建筑判绘 202
8.1 水域岸线与岸 202
8.2 河流、湖泊与水库 204
8.3 运河与沟渠 210
8.4 海岸线与干出滩 213
8.5 航运设施 220
8.6 水源、沼泽和盐田 224
第9章植被判绘 230
9.1 植被分布规律 230
9.2 我国植被地理分布规律 232
9.3 植被分类及其判读 238
9.4 植被表示方法和要求 246
第10章地貌与土质判绘 252
10.1 地貌的成因与表示要求 252
10.2 岩溶地貌 257
10.3 冰川与冰川地貌 263
10.4 黄土地貌 275
10.5 风沙地貌 278
10.6 其他变形地貌与土质 286
第11章境界与地理名称调查 290
11.1 境界调查 290
11.2 地理名称的起源 291
11.3 地理名称调查方法 294
11.4 少数民族语地区地名的译写 295
11.5 地理名称的确定 297
11.6 地理名称注记 299
主要参考文献 303
彩图

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遥感图像判绘节选

第1章绪论　　遥感图像，是指通过非接触式传感器探测、记录地物目标电磁波辐射信息的图像，也称遥感影像。遥感图像是地面目标的客观反映，具有覆盖范围广、信息量大等特点，而且直观、形象、观察方便。不同的目标具有不同的电磁波辐射特性及空间分布规律，在图像上具有不同的影像特征。遥感图像判绘，是根据影像特征，将地图上需要表示的地形要素、军事目标或其他专题要素判读出来，经综合取舍后用规定的符号、颜色和文字绘制在图像、图纸或计算机屏幕上的技术。遥感图像判绘技术已广泛应用于地图测绘、资源调查、环境监测、灾害监测与评估、农作物病虫害监测和作物产量调查、城市及区域调查和规划、林业调查、海洋调查以及军事侦察、导弹预警等领域。　　本章主要介绍遥感图像判绘的地位和作用、发展历史、图像判绘成果质量的基本要求等内容。　　1.1 图像判绘的地位和作用　　1.1.1 数字摄影测量方法成图　　数字摄影测量是利用传感器获取地表图像信息，经过加工处理与分析，获取地物目标的空间信息和属性信息的理论、技术与方法。数字摄影测量方法是测制地形图、专题图*主要的技术手段，其一般技术过程如图1.1 所示。　　图1.1 数字摄影测量成图技术过程　　（1）遥感图像获取。遥感图像获取是指根据地形图成图比例尺、地区类型和成图精度等，获取满足测图要求的遥感图像。用于测绘地形图的遥感图像，必须在比例尺、分辨率、航向和旁向重叠度及影像质量等方面满足相应的技术要求。　　（2）野外控制测量。野外控制测量是指在成图区域范围内，按照布点方案和在图像上的位置、影像质量要求，选定一些像点并测定与之对应的地面点的平面位置和高程的技术。其目的是将图像与实地用数学模型联系起来，为数字空三加密和测图提供控制基础。　　（3）遥感图像判绘。遥感图像判绘的目的是确定地形图上需要表示的各种要素的属性信息。根据遥感图像资料情况和不同的成图方法，图像判绘作业采用的方法以及在成图工序中顺序也不相同。例如，当图像比例尺较大、分辨率较高和现势性较好时，可以采用内外业相结合的方法，即先由内业判读采集地物属性信息，再进行野外检查修改的方法完成判绘作业。　　（4）数字空中三角测量。数字空中三角测量是指在少量野外图像控制点的基础上，加密出测图所需要的内业图像控制点。其目的是为测区内每一个立体模型的绝对定向或平坦地区的每一幅图像的几何纠正提供已知的地面控制点坐标，包括数字影像的内定向、相对定向和绝对定向。　　（5）数字测图。数字测图包括建立数字高程模型、生成数字等高线以及采集地物要素，生成满足数据文件或数据库格式的矢量数据。　　（6）数据编辑与成果输出。数字地形图编辑的目的是按照测图规范和图式的要求，对原始采集数据的不合理之处进行修改和编辑。成果输出可以按照数据库要求的内容和格式经转换后直接输入数据库，也可以出版印刷成纸质地图。　　由此可以看出，遥感图像判绘是数字摄影测量方法成图技术过程的重要组成部分，是获取地形要素属性信息的基本方法。　　1.1.2 遥感图像与地形图的差异　　遥感图像能真实且详尽地记录地面情况。从遥感图像上，人们可以了解覆盖区域范围内地物和地貌的详细内容。但是，遥感图像不能作为地形图使用，因为两者之间存在差别，如图1.2 所示。　　图1.2 遥感图像与地形图的比较　　遥感图像与地形图的差异主要表现在以下三个方面。　　1.投影性质　　地形图是高斯正形投影，近似于正射投影（垂直投影）。其特点是投影面上任意两点间的距离与相应地面点的水平距离之比是一个常数，即具有相同的比例尺。遥感图像则根据其传感器的不同，投影性质各异。例如，框幅式摄影机和面阵CCD 相机获取的图像是中心投影，而线阵CCD 相机扫描图像是行中心投影，合成孔径雷达图像则是距离投影。　　遥感图像获取时，由于传感器姿态的变化而导致主光轴与地面不垂直，存在因像平面的倾斜而产生倾斜误差的现象。另外，因地面有起伏而致使图像存在投影误差。消除倾斜误差和投影误差必须依赖图像控制点，其实质是规划图像的比例尺。　　2.表示内容和方法　　地形图为线划图，是用各种规定的符号、注记说明、颜色等地图语言来表示地物地貌，而遥感图像则由影像的大小、形状、色调（或色彩）、纹理等特征来表示地表状态。另外，遥感图像表示地物地貌无选择性，它以其影像的表达能力将地面信息表达出来。但表示不出如居民地名称、道路等级注记、水深和流速等要素。而地形图是由测绘人员加工处理、综合取舍后，将那些需要表示的内容以符号、颜色、文字和数字注记等地图语言表示出来。　　采用图像判绘的方法，可以解决表示方面的差别，即根据遥感图像特征识别出地形要素，经综合取舍后按规定的图式符号描绘出来。　　3.现势性　　遥感图像记录的是图像获取瞬间的地面电磁波辐射信息，是某一固定时刻地物地貌的形态。而地形图表示的内容在时间上晚于图像获取时间，且能表现某一时间段的动态特征，如水系中的常水位宽、深和高水位宽、深等。要解决现势性问题，可以参考有关地理资料或进行实地调查，采用图像判绘的方法完成。　　1.1.3 图像判绘分类和内容　　1.遥感图像判绘分类　　根据判绘成果的应用领域，遥感图像判绘的目的和任务可以分为两大类，即地学信息判绘和专业应用判绘，如图1.3 所示。　　图1.3 遥感图像判绘领域划分　　地学信息判绘主要是为了获取地球圈层范围内的综合属性信息，常见的是地形要素判绘和地理景观判绘。地形要素是指测制地形图时需要表示的地物地貌，如居民地、工农业和社会文化设施、交通运输设施、水系及其附属建筑、植被、地貌与土质等。地理景观是指在一定范围内多个地学要素有规律的地域综合，一般用于区域性或分类性的地表区域规划，对地球表面研究有重要意义。　　专业应用判绘可以分为很多类，其目的是为了获取某个专业应用领域某些研究对象的属性信息，主要有地质、土壤、林业、土地利用类型、水文、气象、农业和军事目标判绘等。　　2.地形要素判绘内容　　不同的判绘任务和目的，需要识别的地物地貌类型和详细程度不同。就地形图测绘而言，图像判绘的基本内容包括地物属性、变形地貌属性、地形要素的数据质量特征、境界和地理名称注记等。　　变形地貌是指在地形图上用等高线符号不能反映其被切割、堆积和分布特征的地貌，如冲沟、陡崖、陡石山和冰裂隙等微地貌。地形要素的数据特征是对地面目标的定量描述，如桥长、桥宽和载重吨位等。　　1.2 图像判绘技术发展历史　　随着遥感技术及其应用的发展，遥感图像判绘技术也得到了相应的发展。而图像判绘是在图像判读技术的基础上演变而来的。因此，图像判绘技术的发展历史，也是图像判读技术的发展过程。为了使读者从发展的角度了解图像判绘技术的特点，根据对美国摄影测量与遥感协会编著的《相片判读手册》和阎守邕等编著的《遥感影像群判读理论与方法》进行的总结，并结合作者的理解，图像判绘技术的发展可以分为第二次世界大战之前的技术起步阶段、第二次世界大战期间的成熟应用阶段、1945~1960年的技术转型阶段、航天遥感起步阶段以及航天遥感发展阶段。　　1.2.1 技术起步阶段　　第二次世界大战之前，是图像判读技术的起步阶段。这种技术在应用需求的牵引下起步，也受到了摄影技术发展的影响，而且不可能超越摄影技术的发展。　　1839年，法兰西学院正式认定达盖尔（L.J.M.Daquelle）的银版摄影法，创立了摄影术之后，法国天文学家和物理学家阿拉戈（D.F.J.Arago）于1840年建议将摄影技术应用于测制地形图。　　1858年，法国摄影师陶纳乔（G.F.Tournachon）利用系留气球的方法拍摄了巴黎附近的**张航空像片，首开空中鸟瞰摄影之先河。此后，还有人利用风筝、鸽子等作为摄影平台拍摄地面的像片。　　1859年，被称为摄影测量之父的法国工兵团军官劳塞达特（A.Laussedat）上校历经8年，在巴黎利用地面正直摄影照片采用图解法逐点测绘地形图获得成功，从而诞生了摄影测量，目视判读技术也应运而生。　　1903年，莱特兄弟发明了飞机，为航空摄影的发展提供了稳定可靠的平台。1909年，威莱特（W.Wright）在飞越意大利西恩多西利（Centocelli）地区时，获得了世界上**张从飞机上拍摄的、可用于制图的航空像片。在进行了**次航空摄影以后，1913年，开普顿塔迪沃（C.Tardivo）在国际摄影测量学会会议上发表论文，首次描述了用飞机摄影绘制地图的问题。　　真正实用的航空摄影技术始于**次世界大战，如图1.4 所示。当时，航空摄影侦察为法国、英国和德国等交战双方所重视，都投入了大量的人力、物力为军队提供摄影设备、研发摄影处理和判读技术，航空摄影使大量军事设施暴露无遗，揭示了军队部署、兵员调动和战争态势对战争的方略和进程产生了很大的影响。　　图1.4 **次世界大战期间的航空摄影侦察　　**次世界大战之后，美国、加拿大和德国等的军用技术解密和转让，推动了民用航空摄影判读技术在土壤调查、森林资源调查、地质调查、地形测图和工程设计等领域的应用和发展。20世纪30年代，**个实用的黑白红外感光胶片（0.7~1.0μm）产品问世。彩色航空摄影技术也有了迅速的发展，只是其胶片感光速度、彩色改正镜头、大气灰雾影响、摄影处理稳定性等关键问题尚待解决。　　1.2.2 成熟应用阶段　　第二次世界大战期间，航空摄影技术得到了迅速发展，也促使图像判读技术进入了成熟应用阶段。在此期间，航空摄影胶片、相机和图像分析能力的显著改进以及在战争中大量成功的应用，对航空摄影和图像判读技术的发展起到了积极的推动作用。　　1.航空胶片、相机及其图像分析能力的改进　　1941年，在美国麻省理工学院顿特礼（S.Q.Duntley）博士的领导下，研究人员测量了大量处在不同生长阶段和条件下的各种类型植物叶子的光谱发射率，以确定植物的光谱特性和所涉及的光谱匹配问题，使人们首次认识到“叶绿素鞍部”可以作为识别军事伪装的重要光谱段。该项研究的成果直接导致了假彩色伪装识别胶片（或彩色红外航空胶片）的问世和应用。　　1944~1945年，英国开始试验以评估水深为目的的二色航空摄影技术。在理想的情况下，得到的摄影像片分析数据与实地探测水深数据很接近。　　与此同时，航空摄影设备和技术也在不断改进。其中，以成功研制出高质量航空相机的意义*为重要。它具有近乎无畸变的摄影镜头、快速且独立的摄影快门、能够减震和姿态平衡的相机座架以及像移补偿装置等。　　在图像判读分析能力方面的改进主要表现在判读特征分析和应用方面，它使判读人员能够从容、有效地应对各种复杂的判读对象和判读任务，尤其是对判读人员的训练，也因此变得有章可循、效果显著。　　2.图像判读在战争中得以成功应用　　第二次世界大战之前，德国总参谋部的瓦尔纳冯弗里奇（W.von Fritsch）将军曾预言“具有*佳图像判读能力的国家将赢得下一场战争”，可见航空图像判读技术的重要性。交战双方都把它作为获得对方军事情报*为重要，甚至是唯一的手段和来源，如图1.5所示。当时，盟军对敌占区的情报有60%~90%来自航空图像判读。许多重大战役，如1940年粉碎德国进攻英伦三岛的部署、1942年的斯大林格勒保卫战、1942年的所罗门战役、1944年的诺曼底登陆等重大战役，都是依靠航空图像判读所得情报而克敌制胜的范例。　　图1.5 第二次世界大战期间德军对英国的侦察和轰炸目标选择　　概括起来，图像判读在战争中发挥的作用主要表现在三个方面：**，侦察敌国的领土情报和行动态势，包括了解敌方有关的军事力量、设施、行动以及人力、物力部署及其变化等重要情况；第二，绘制敌占区的地形图，

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