行业应用

国土测绘

  测绘在整个国民经济发展链条中处于"基础、前期"的位置,其成果是国家和地方经济发展的重要基础资料。测绘与国土资源管理就是服务与被服务、保障与被保障的关系,只有把测绘与国土管理紧密结合起来,才能更大范围地发挥彼此的作用。适普公司作为全球优秀的全数字摄影测量软件和行业解决方案提供商,将充分利用测绘的技术、成果等优势,为国土资源管理提供服务和保障。

  典型用户

  黑龙江测绘局、陕西测绘局、四川测绘局、国家基础地理信息中心、马来西亚国家测绘单位Instrun、建设部遥感制图中心、福建地质测绘院、新疆地矿测绘院、浙江省测绘大队、江西煤田地质局测绘大队、浙江有色测绘院、国土资源航空物探遥感中心、辽宁国土资源信息中心、宁波市测绘设计研究院、湖北省测绘局第一测绘院、黑龙江地理信息工程院、辽宁省第二测绘院、广西基础地理信息中心、,以及日本最主要的几大测绘生产单位D.M.S、中日本航空、亚洲航测、京都INGS、朝日航洋等。

  基于高分辨率遥感卫星数据的应用工程介绍

  适普软件有限公司

  随着信息技术和传感器技术的飞速发展,现代遥感数据源不断丰富,卫星遥感影像分辨率正朝着更高的空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率方向发展。1972年以后美国发射了一系列陆地卫星(陆地卫星1号至7号),所携带的传感器由四波段的多光谱扫描仪(MSS,分辨率为80m)发展到80年代初投入使用的专题制图仪(TM,7个波段,分辨率除第6波段的120米外,其余皆为30m),1999年4月发射升空的陆地卫星7号所搭载的增强型专题制图仪ETM+(增加了分辨率为15米的全色波段)。80年代后期至90年代初,法国发射的SPOT卫星上载有20m(10m)的高分辨率传感器(HRV分辨率为20m,全色波段为10m)。印度发射的IRS卫星上载有6.25m分辨率的全色波段。1999年9月,美国空间成像公司(Space Imaging Inc.)发射成功的小卫星上载有IKONOS传感器,能够提供1m的全色波段和4m的多光谱波段,是世界上第一颗商用1米分辨率的遥感卫星。此外,SPIN-2卫星数据由俄国返回式卫星从80年代至今获得,它提供2米和10m分辨率全色影像数据及DEM和立体像对。由韩国太空研究院所有的KOMPSAT卫星数据从2000年开始可以提供6.6米分辨率的全色波段数据和13米多光谱(四个波段)数据。2001年即将发射的OrbView卫星将能同时提供更高空间分辨率和光谱分辨率的数据,包括1m全色波段影像和4m或5m的多光谱波段及空间分辨率为8m的200个波段的高光谱数据。此外,许多具有更高空间分辨率和更高波谱分辨率的军事应用卫星也已发射或即将发射,其分辨率甚至能达到0.1米。

  多平台、多种传感器、多种分辨率、多光谱、多时相、多角度的遥感影像数据随着新世纪的到来,以惊人的数量快速涌来,在同一地区形成了多源的影像金字塔。为遥感定量化、动态化、网络化、实用化和产业化及利用遥感数据进行地物特征的提取提供了丰富的数据源。海量遥感信息的分析处理,尤其是遥感信息的定量化处理,是遥感领域当前面临的重要研究发展方向之一。遥感信息的定量化处理,可以在现有遥感数据的基础上,获取位置更精确、地物识别率更高的信息,从而扩大遥感信息的应用深度和广度,有效地提高数据的使用率,为大规模的遥感应用定量化研究提供一个良好的基础,使花费大量经费获得的遥感数据得到充分利用。

  遥感信息的定量化研究,主要目标是实现地物空间位置定量化和空间地物识别定量化,即需要利用数字摄影测量技术和遥感地物波谱分析和模式识别技术来精确定位地物并判别地物特征。基于高分辨率遥感影像信息定量化研究的应用需求也非常迫切,如国土资源调查、灾害评估、自然环境监测、政府决策以及城建规划等领域,其对军事领域应用的重大意义更加可想而知。要准确地实现地物空间位置的定量化,并使其能与GIS、GPS数据准确套合,高分辨率遥感影像的高精度正射纠正及多重遥感数据的配准、纠正及融合,则是实现空间位置定量化应用的重要基础。

  利用DEM对遥感影像进行纠正处理,是获取遥感正射影像的主要途径之一。基于DEM的正射纠正处理过程,相对说来比较简单;关键是如何高效获取大范围的DEM,这是遥感影像定量化应用中的重要制约因素之一。如果高分辨率卫星影像具有立体像对,则可以利用全数字摄影测量系统VirtuoZo NT的自动和快速大规模生产DEM和正射影像纠正的强大功能生产正射影像。数字摄影摄影测量系统VirtuoZo NT是一个全软件化设计、功能齐全、高度智能化的摄影测量解决方案,提供从自动定向、自动空中三角测量,到快速自动生产数字高程模型(DEM)、自动进行正射影像纠正、自动进行DEM拼接和任意影像镶嵌等整个作业流程。VirtuoZo NT在遥感影像定量化处理中,可提供如下解决方案:

  1、高效获取高分辨率影像的定向参数。VirtuoZo NT的自动空三模块与著名的光束法平差软件PATB集成在一起,构成了世界先进水平的自动空中三角测量系统。该系统具有与机载GPS定位数据联合平差功能、先进的粗差检测功能、区域内可使用多个航摄仪焦距以及区域大小不受限制等特点,区域内只需少量的已知地面控制点,可以高效和高精度地加密大面积的控制点和定向参数,为大规模地自动生成DEM和影像正射纠正,创造良好条件。VirtuoZo NT的自动空三可以免除遥感影像的定向过程,从而保证大规模、自动化地生成DEM,形成高效实用的数字地形模型生产模式。

  2、大规模、自动化地生成DEM。如何高效获取大范围的精确DEM,乃是长期困惑遥感应用领域向定量化发展的控制因素之一。 数字摄影测量系统VirtuoZo NT,提供了自动、快速、大规模生产DEM的先进技术和实用平台。它对于打破这一控制因素,使遥感影像定量化向前推进具有重要的现实意义。VirtuoZo NT的技术特点包括:世界领先的影像匹配技术,适于城区和平坦地区、基于TIN(不规则的三角网) 生成DEM,以及顾及地形特征线生成DEM等。

  3、高效自动生成正射影像。VirtuoZo NT的正射影像纠正模块,可以根据DEM实现多影像的高效自动纠正和无缝镶嵌.系统提供多种灵活的操作模式和方便实用的影像修补工具, 包括提高影像质量的影像自动匀光处理和提高配准成功率的Wales变换。VirtuoZo NT还能将生成的DEM与原有高分辨率卫星影像叠合,生成三维景观图。

  高分辨率卫星影像应用的另一趋势是建立正射影像数据库,在一些先进的欧美国家,已经建立了大范围的正射影像数据库,例如法国和美国的大多数州都建立了SPOT正射影像数据库。目前,更高分辨率的IKONOS(1米分辨率)卫星影像已经投入商业化使用。据悉,美国将利用IKONOS影像全面更新SPOT正射影像数据库,这将是一项规模巨大的工程。VirtuoZo NT高效自动生成DEM和正射影像的强大功能,将在未来的生产实践中发挥不可忽视的作用。

  在多重遥感影像匹配纠正方面,一些商业化的遥感图像处理软件提供的影像相互校正功能均是基于纯交互式的手工识别选取同名点并预测的方法,效率较低且精度也难于达到实用要求,尤其是对于山区,效果更强差人意。的遥感影像的校正。国际著名的数字摄影测量学者张祖勋教授等提出的小面元微分纠正算法利用了数字摄影测量中影像匹配的研究成果,即影像特征提取与基于松弛法的整体影像匹配,全自动地获取密集同名点对作为控制点,由密集同名点对构成密集三角网(小面元),利用小三角形面元进行微分纠正,实现影像精确配准。试验结果验证,小面元微分纠正法不仅适用于平坦地区,也适用于山区遥感影像的配准与融合。可以认为基于密集同名点对的小面元微分纠是一个通用的精确配准算法。本文介绍的基于小面元微分纠正的多重遥感影像高精度配准、纠正、融合理论和算法,从理论和实践上已经解决了影像间自动匹配的关键问题。适普软件有限公司根据该算法开发的实用软件CyberLand,提供了一个进行多重遥感影像高精度配准、纠正、融合的自动化的高效实用平台。

  CyberLand适于任何影像之间的配准、纠正、融合处理。其中包括各种航空、航天影像和雷达数据。Cyberland的配准过程可分为预处理、粗匹配、精匹配。可以在有重复区域的多源影像之间,快速高效地自动配准出上千个同名点,利用小面元进行微分纠正,从而实现对被纠正影像的高精度几何校正,获取高质量的配准与融合影像。尤其对于山区影像,可克服现有遥感软件配准并融合后带来的影像模糊甚至出现重影的缺点,从而得到高质量的处理影像。

  综上所述,数字摄影测量系统VirtuoZo NT以及其相关产品CyberLand影像精确配准融合系统,可以提供遥感影像定量化处理中多种实用解决方案,包括自动快速生成DEM,对原始影像的高效正射纠正处理以及多重遥感影像的精确配准、纠正、融合等,为遥感信息定量化处理的广泛应用,创造良好的条件。

  另外,针对高分辨率卫星影像地物分辨率较高的特点和实际应用需要,诸如城市规划、政府部分及军事领域等部门迫切需要用现有的高分辨率卫星影像建立真正的三维地理模型,并在此基础上生成建筑模型,并能进行飞行浏览和简单的属性查询、以及三维分析及编辑功能。根据以上应用需求,适普软件公司自主开发了IMAGIS--三维可视地理信息系统,它结合了三维可视与虚拟现实技术,真正实现“所见即所得”。

  它能综合处理数字正射影像(DOM)、

  数字高程模型(DEM)、

  数字线划图(DLG)、

  数字栅格图(DRG)等4D产品。IMAGIS可将高分辨率卫星正射影像与数字高程模型(DEM)生成三维景观模型,

  可进行真实三维立体景观的漫游,具有三维几何重建,建筑物房顶、墙面纹理的提取和修复以及三维景观动画等功能。能实现基于三维景观的模型快速生成、漫游、编辑、虚拟设计以及3D属性信息的编辑、查询、浏览和修改等。该软件的强大功能为高分辨率卫星影像带来了广泛的应用前景。

  总之,随着高分辨率遥感卫星影像数据源的极大丰富,它将被广泛用于遥感定量化分析,为国土资源调查、变迁分析、环境监测、精准农业、水利、通讯、政府决策、灾害、林业等领域的深入研究提供数据资源,适普软件公司具有为高分辨率卫星影像的应用处理提供整套解决方案的专有技术实力,具有处理高分辨率遥感卫星影像的极大潜力。