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⑥模拟输出。
卫星影像解译是制图过程中的一个关键步骤(需要说明的是:
影像解译是一个庞杂的系统工程,它能达到的目的也远不止是制图),光谱增强仅仅是影像解译的一种手段。
在实际生产过程中,卫星影像的空间域处理一般可由ERDAS、ARCGIS、MAPINFO、ImageStation等软件单独或协同完成;
而影像的光谱域增强则可以通过多种途径完成。
使用ERDAS、ARCGIS等地理信息软件进行光谱增强的优势在于影像间的镶嵌方便而快捷,而且地理信息软件制图符号库能满足不同行业制图的需要。
但在真彩色影像图底图的生产过程当中,这些软件对于色彩的细微处理和影像局部的特殊要求(如去除影像上的雾霾)却往往不能得心应手。
本文探讨
利用TM、SPOT、ALOS卫星数据制作真彩
色影像图概述
遥感的成像过程是将地物的电磁波辐射特性或者地物波谱特性用不同的成像方式生成各种影像,卫星影像图的制作则是通过影像空间模拟地理空间的过
程。
这一过程通常包括:
①影像获取。
②原始影像空
间域处理(如地理纠正、正射纠正等)③影像初步解译。
山区、平原,干旱地区、潮湿地区,甚至同一地区不同季节的地表对不同颜色光的反射能力不同,体现在同一传感器对不同地区的表达千差万别,同一地区不
收稿日期:
2008—06—23
第一作者简介:
杜辉(1977一),男,2003年毕业于西南交通大学航测遥感专业,工学学士,助理工程师。
使用PHOTOSHOP进行影像光谱增强的一般方法,并
且寻求这一方法的普遍性和通用性。
2使用合适的卫星数据采取恰当的波段获得真彩色影像
制作不同用途的卫星影像通常采用不同分辨率的
万方数据
24
铁道勘察
2008年第4期
卫星数据。
例如:
制图比例尺小于1:
25万,一般采用
landsatTM一30
nl,或者ETM一30113的卫星数据;
制图
比例尺1:
10万,一般采用10rn分辨率的卫星数据;
制图比例尺大于等于1:
5万,一般采用5m和2.5m或者更高分辨率的卫星数据。
获取真彩色或者接近真彩色的卫星影像是真彩色卫星影像制图的先决条件。
在LandsatTM影像上,CH3(红外波段)对地表水体中沙的含量反映敏感,CH4(近红外波段)对植被反射强烈,CH7(中红外波段)对裸地、居民地有较好的反射,因此分别将7、4、3波段定义为R、G、B;
在SPOT影像上RGB采用4、l、2波段(或者2、1、3波段);
在ALOS影像上RGB采用3、4、1波段(或者3、2、1波段)。
如表1所示。
表1
RGB采用波段
卫星数据
卫二—匙兰,酱篙蔫B号
\(R)
(G)
()
备注田“
Landaat
TM一30111多光谱7(5)4
3
sPOTIo
ALOS・om多光谱。
4㈤-毳曩鑫主磊嬲
m多光谱4(2)・2(3)卺昌蠡杀茹髫时
找到恰当的波段后即可在ERDAS中将IMG格式的影像输出为TIFF文件,为后续操作提供原始资料。
为不损失影像原始信息,输出时一般不进行灰度拉伸,
如图1所示。
图1输出的ALOS一10rrl多光谱原始影像
在PHOTOSHOP中对原始影像进行光谱
域增强
下目套鬈哩矍冀翌妻曼言要.墨詈擎錾。
鼍曼璺
不同地区、不同季节所采用的方法是不同的,但是在解译初期,我们的工作是真彩色光谱增强,这就无外乎是对于三个颜色通道的操作,即R、G、B(红、绿、蓝)三通
万
方数据道。
在PHOTOSHOP中对颜色的区分更加细微,例如在“选取颜色”命令中就将颜色分为“红、黄、绿、青、蓝、洋红、白、中性色、黑”9种色彩。
因而寻找一种对不同卫星数据光谱增强的一般方法是可能的。
研究发
现,这一方法遵循:
整体一局部一整体的规律。
下面是
基于不同卫星影像采用不同方法归纳所得的一般规律。
3.1利用“曲线”进行整体亮度调节
影像输出时未进行灰度拉伸,其整体亮度往往不适当。
对影像整体感观进行目视解译,例如高山地有植被覆盖的,其真彩色应为绿色,而当前影像的绿色可能被压抑而显出红色、洋红色过饱和状态,此时需对影像绿通道进行“增强”(在曲线调整命令中进行),对红通道进行压抑。
而如果影像整体感观蓝色成分过分突出,则需在曲线命令中对蓝通道进行调节。
如果影像过暗,第一步骤有时需重复进行。
3.2利用“可选颜色”或“色相饱和度”进行调整
在此阶段洋红色和绿色往往过于饱和。
这个过程往往要经过多次细微调试方可达到理想目的。
应遵循“使用最少步骤得到最佳效果”的原则,尽量在同一步骤内完成尽量多的调整。
可以在同一个“可选颜色”图层蒙板中进行对洋红、绿、黄等颜色的调整。
我们发现,使用“可选颜色”对于绿色、黄色的调节是形成影像最终风格的重要环节,因为绿色和黄色是构成影像信息中“植被”和“裸露地表”的主要色系,其次就是红色和洋红色,它们将决定居民地的整体感观。
在对居民地进行调节时,要在第二步骤初期进行,而不要等到红色和洋红色在其他操作中已经部分或者完全损失后再进行调节。
图2是经过两次“曲线”、“选取颜色”调节后的影像。
……………”“…“”
图2两次。
曲线。
、。
选取颜色。
调节后的影像
3.3
重复利用以上两个步骤进行调节
在此阶段开始以前对影像基本色调的调节已经完
成,此时的调节将是十分细微的。
例如植被、裸露地表、居民地分别体现为:
绿色、淡黄褐色、或者淡灰褐色、灰白色、棕褐色偏洋红色或者灰黑色(对于高分辨率影像则显示居民地屋顶、街道等的真实颜色)。
我们讨论的卫星影像不用作地质判释,故不对地表土壤、岩石所表现出的光谱特征进行详细的量化分析,而只做大致的定性分析。
山峰、高大建筑物的阴影与水体的区分情况较为复杂(对于高分辨率影像来说)。
在对LandsatTM30影像(采用RGB一7、4、3顺序输出真彩色影像)的解译过程中,大多数时候其CH3(红外波段)对水体的表达较为准确,在第三步骤中如果水体的信息损失较少,应该尽可能单独对水体色彩进行调节(如图3),或者在曲线调节后即对其进行水体的调整,避免后续操作造成CH3部分信息损失。
图3
LandsatTM30
m影像水系解译前后对比
而ALOSl0、SPOTl0多光谱影像情况则不同。
在解译初期,对水体和图像阴影信息就难以区分(如图4左),且后期对B通道又进行了不同途径的压抑,此时的水体颜色已经演变成蓝黑色或者黑色甚至红褐色,它们与山峰以及其高屋建筑物的阴影更加难以区分(如图4右)。
限于篇幅,对水体的提取将在后续论文进行论述。
图4
ALOSl0多光谱影像在ERDAS中13、4、1波段)与PHOTOSHOP-RGB光谱增强成果比较
3.4对个别区域进行亮度及色彩矫正
由于自然条件和传感器自身的问题(如影像获取
方数据时天空中有雾霾甚至云)使影像上出现异常斑块,或者影像生产过程中的人为因素使得影像局部亮度或饱和不适当(类似于拍照过程中光圈或者快门使用不恰当)。
对于雾霾类问题,应尽量去除,而对于影像中面积较大的云,应尽量使用相邻影像遮盖,如无法遮盖的则应搜集该区域其他卫星的相近分辨率影像进行遮盖。
去除雾霾方法同(1)、(2)步骤。
3.5对影像整体感观作宏观调整
用途不同的真彩色影像对于其对比度、亮度、色相都有不同的要求。
例如用作铁路方案竞选带状图底图要求整体色彩较淡以突出线路诸要素;
用作城市规划或者灾害评价挂图底图要求居民地或者植被等个别地表要素突出,其他要素淡化;
用作环境评价则应对植被敏感波段(TM影像的CH4,近红外波段)或者绿通道进行详细调节以区分各种植被。
4使用“通用蒙板"实现大面积卫星影像快速解译
笔者在项目作业过程中积累了不同地区、不同季节、不同卫星获取影像的调色蒙板,在对其进行归类整理过程中发现:
不同地区、同一季节的同一卫星数据初步解译是有一定规律可循的,如表2所示(以华北地
区LandsatTM30、SPOTl0、ALOSl0多光谱影像为例)。
表2不同季节影像按获取月份归类
卫嘉≯芝兰?
冬;
青季筲筲备注
\/月
/月
田一
Landsat删多光谱
3、45、6、7、8
9旱耆鉴
sPOTlo多光谱
ll、128
淼’1、
ALOSl0
g光¥1、2、3、1l、127、8
9勰、4、
注:
未列入的月份为影像获取月份尚未涉及该月份。
上表给出了不同季节的3种卫星影像光谱增强时采用的色彩蒙板归类。
在同一类别中不同月份采用同一蒙板影像观感会略有差别,但色调基本一致,可以通过较简单的步骤实现多幅影像镶嵌。
其中LandsatTM30影像采用7、4、3波段对于同一季节的水系密集地区与干旱地区的表达差异较大,应加以区分。
由此可见,通过保存影像调节“通用蒙板”可以方
便快捷地实现大面积卫星影像快速初步解译。
5结论及建议
(1)阐述了使用PHOTOSHOP进行不同卫星影像
光谱增强的一般方法。
铁道勘察2008年第4期
道格拉斯一普克算法的改进及其在管线制图中的应用
杜婧
张献州
(西南交通大学测量工程系,四JII成都610031)
ImprovementofDouglas-PoikerAlgorithmand
ItsApplicationinPipeline
’DuJing
ZhangXianzhou
Map
摘要
首先对Douglas-Poiker经典算法进行了阐述,提出了对原有算法的一种改进方法,并对
Douglas—Poiker和改进算法进行了分析比较;
然后以Geomedia平台为基础,利用改进的算法对管线图的矢量曲线进行了压缩,对管线图进行制图综合,并对综合后的管线图进行精度分析,有效地提高了管线制图的工作效率。
关键词Douglas—Poiker算法
制图综合
管线图
应某石油公司的要求,进行指定区域内油气管线的数据采集及其专题图的绘制,建成油气管线管理信息系统。
由于油气管线数量众多(最长的有300多公里,最短的也有50多公里),为了能在地图上绘出管线及其各种附属设施(如各个中间站、阴极保护桩、集输站、装车站等)的准确位置,则相应需要采集的GPS数据量相当庞大。
在图形输出显示的过程中,为满足不同的要求需要采用几种不同比例尺输出,当进行小比例尺输出显示时,由于数据节点显示太过密集,不仅显得数据臃肿,而且数据量过于庞大,不利于后处理,这时有必要对数据进行压缩,删除部分对管线形状作用相对较小
的点。
11.1
Douglas-Poiker算法及其改进Douglas—Poiker算法
道格拉斯.普克(Douglas.Poiker)算法是矢量曲线
压缩的经典算法,它从整体的角度来考虑一条完整的线或某一确定的线段。
首先选取线段的两端点,然后计算线段内其余各点到连接两端点的直线的距离。
如果这些点到直线的垂直距离中最大者仍小于设定阈值,则所有这些点都被舍去,若最大距离大于阈值,则此点保留,并以此点将线段分为两段,对这两段重复计算垂距,分别检查最大垂距是否大于阈值。
重复此过程直到没有多余的点需要被舍去为止…。
如图1所示,先分别计算C、D、E三点到直线AB的距离,得到最大值,与之对应的点为C点,如果最大值小于规定的阈值,则C、D、E三点都舍去,此连续曲
2008—06—12
杜婧(1980一),女,.2004年毕业于武汉大学测绘学院测绘工程专业。
在读硕士研究生。
线用AB取代;
否则,保留C点,分别计算D到AC和层到BC的距离,大于阈值则保留,否则舍去;
依次下去,
参考文献
[1]
周成虎,等.遥感影像地学理解与分析[M].北京:
科学出版社。
1999
[2]
[美]Ka伍ll
Eismann
(2)通过保存典型地区、典型地貌、典型季节的PsD蒙板文件可以实现大面积卫星影像快速解译。
(3)在PHOTOSHOP中对SPOT、ALOSl0多光谱影像的水系提取较困难,使用ERDAS提供的多个“Enhancement”功能对指定波段操作获得指定要素是有可能的。
wa”ePalmer.Photoshop图像修复与润饰
[M].北京:
人民邮电出版社,2006
使用PHOTOSHOP进行卫星影像光谱增强的方法和优势
作者:
作者单位:
刊名:
英文刊名:
年,卷(期):
被引用次数:
杜辉,周世弘,DuHui,ZhouShihong铁道第三勘察设计院集团有限公司,天津,300142铁道勘察RAILWAYINVESTIGATIONANDSURVEYING2008,34(4)2次
参考文献(2条)
1.KatrinEismann;
WaynePalmerPhotoshop图像修复与润饰2006
2.周成虎遥感影像地学理解与分析1999
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研究和计算土地面积意义重大。
由于种种原因,土地面积是个不确定的动态变化的数。
应定期计算海陆各类面积。
该文应用珠海地区的TM卫星影像数据用计算机处理,得出珠海市近期的少陆总面积为11145km<
'
2>
,陆域与海岛面积为
1617.9km<
,海域面积为9528.0km<
。
该次计算采用的技术方法先进,法理依据充分,其计算结果作为今后研究城市规划、城市建设和发燕尾服的重要参考数据,具有较高的可信度和使用价值。
10.期刊论文茶枝义TM卫星影像图目视判读的难点及解决方法-中南林业调查规划2002,21
(2)
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引证文献(2条)
1.杜辉一种基于光谱增强的遥感影像地面特征表达评价方法[期刊论文]-铁道勘察2010(3)
2.潘倩.杨武年.邵怀勇川西高原上地利用/土地覆盖分类方法[期刊论文]-地理空间信息2009(4)
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408db7b9-03be-4da4-82b4-9ed700c16407
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