高分辨率卫星影像挂图的技术方法及研究意义

王婷

（辽宁省自然资源事务服务中心，辽宁沈阳 110032）

地理挂图制作是遥感影像数据的重要应用领域之一。通过对影像数据选取、波段选择、图像前期处理、遥感影像几何校正、图像增强、图像镶嵌处理、整饰输出等关键技术研究，对高分辨率遥感影像进行处理，制作高分辨率遥感影像挂图。城市高分辨率卫星遥感影像图以其分辨率高、内容丰富、读取直观、信息更新周期较短等优点，越来越被市政部门、建设规划部门、交通道路管理部门及铁路勘测等领域所应用，能够较好的满足诸多用户的需求，具有非常广泛的应用前景。

一、高分辨率卫星影像挂图的内容及编制方法

影像挂图包括专题影像图和普通影像图，同时具备影像与地图的特征。影像图上表示出的内容主要有：比例尺及地图定向；地域地名、公路铁路、道路桥梁、山川河流、地貌植被等地理要素；以及图幅图廓等辅助要素。

影像挂图的编制方法，涵盖传统地图和影像地图的信息特点，制作挂图时充分利用已有的资料数据信息，获取更多的信息量，通过数据分析、版面设计、要素处理、图面合理性检查，最终形成影像图整体成图效果。

二、高分辨率卫星影像图的研究目的和意义

随着遥感技术的迅速发展，遥感影像的广泛应用，遥感应用的逐步深入，地图制作也发生了很大变化。由于卫星遥感影像图将遥感影像与地图的优点合二为一，比普通地图要直观真实许多，信息量也更丰富，日益受到各行各业的重视。因此，研究如何有效利用高分辨率卫星影像数据，得到信息丰富，直观读取的影像，制作出符合各行各业人群需求的遥感影像图，在实际应用中十分必要，是今后研究探索该领域的一个方向。

影像挂图涵盖信息完整性强、数据准确度高、使用更为便捷、特点更加突出，被越来越多的人们所应用。近几年，随着高分辨率卫星遥感技术的迅速发展，逐步改变人们对传统航天遥感的认知，其应用领域也在不断拓展。城市高分辨率卫星遥感影像图以其分辨率高、信息丰富、读取直观、生产更新周期短等优点，越来越被市政部门、建设规划部门、交通道路管理部门及铁路勘测等领域所应用，能够较好的满足诸多用户的需求。

三、数据资料来源的选择

在制作卫星遥感影像挂图时，选择什么样的影像分辨率在影像数据来源的选择中十分重要。影像分辨率决定着影像成图精度的标准，分辨率达不到要求就很难将细小的地物地貌进行读取，形成不了准确逼真的成图效果。选择数据来源还要考虑其稳定性、品质等级，还有现势性，选择成像拍摄日期距离现在较近的，并且选择阴影较少、不是阴天的、地物地貌不被遮挡的拍摄图像的数据源。

四、挂图制作的技术手段

1.图像的前期处理

卫星影像在成像过程中会受一些因素的干扰，这样形成的影像图就不是地物地貌的真实反映，造成影像图失真，影响图形成像精度。所以在遥感影像挂图处理前进行图像前期的校正，进行前期预处理显得十分有必要。图像的前期处理一般会用到以下几种方法。

(1)大气反射校核更正

由于大气层反射出的光线会和地物形成反射能量一起进入遥感影像探测设备中，这些能量会使探测设备获取的影像失真，使呈现出的图像分辨率降低，仿佛进行了雾化处理一样，导致遥感影像图形不清晰，对于之后数据获取的准确度会造成影响。由于大气层反射光线导致图像失真的解决方法就是大气反射校核更正，在影像图形的前期处理中是十分重要的。

(2)图形匹配

进行图形的匹配，是通过影像的直观图上所呈现出的影像的灰级分布，周边影像与其直观图上呈现出的图形的重合部分应该是相同的特征，使一幅图像的直观图与另一幅图像的形态分布相近，这样使图像与图像间的形状差别减小，进而形成图形匹配的效果。

(3)遥感影像图像的镶嵌

遥感影像图像的镶嵌是将两种地貌或多种地貌的图形相互衔接相连到一起，最终形成一幅结构性强、完整度高的遥感图像的处理方法，是将多个影像数据无缝对接在一起形成一幅完整的遥感卫星影像图。由于遥感影像图形镶嵌涉及到多种地貌的图像，因此对多种地貌的遥感图形进行了镶嵌处理，从而呈现出完整的遥感影像图像。

在同一个影像区域，影像数据连接比较简单，当影像区域不同时，连接时就会出现一些情况。大气反射校核更正解决了由于大气层光线干预引起的影像失真，提高了后期数据获取的精准度；图形匹配使图像之间存在的形状差别减小，进而形成图形匹配的效果，提高后期提取参数的一致性；遥感影像图形的镶嵌则呈现出完整直观的遥感影像图像。

通过上述遥感影像图形的大气反射校核更正、图形匹配以及遥感影像图形的嵌入这三种方法，获得了前期处理之后的完整图像，为之后遥感图像的挂图处理打下基础。

2.遥感影像几何校正

遥感影像几何校正，就是消除遥感影像成像过程中形成的一些几何变形，同时获取影像的位置点的过程。几何校正在高分卫星影像图的制作时是很关键的一步，对卫星影像图的成图精准度起决定作用。

遥感影像图成像时，因为受到成像的形成方式、影像探测设备位置变化的因素、地形地貌的变化起伏、地球不停转动等一系列因素的影响，导致遥感图形成像产生几何变形，也就是图像上的各元素在图像坐标点之间存在差别。随着遥感技术的迅速发展，各行各业人群对遥感影像图有着越来越广泛的需求，为满足这些需求，那么影像数据就必须具备比较精准的定位，这样必须对初始获取的影像进行几何校正。所以，遥感影像几何校正是遥感影像图前期处理时的关键性工作。

3.图像增强

图像增强就是运用一些技术方法对图像的一些特性进行处理，达到获取图像中许多有价值信息的目的，并且消除一些无关紧要的信息来提高遥感影像图品质的技术手段。运过图像增强的技术处理形式，可以将图像中许多有价值的信息提取出来，达到提高遥感影像图的价值运用、增加图像品质，这样人们读取更加直观，视觉效果会更好。图像增强是增加了图像的特性中的动态数据，而不是单纯增多影像图数据中的静态信息，这样就使得图像特点的识别会更为轻松。高分辨率卫星影像数据因为分辨率非常高，不仅地物地貌等一些精细信息十分丰富，但同时影像数据上的地物地貌被遮挡部分、大气云层、微小颗粒物等干扰信息源也非常多。在平时的应用中，是否运用图像增强处理方法，需要我们考虑到影像数据的特性和实际应用的目的来做判断，毫无目的去使用图像增强或运用欠妥，就会损失影像原有的数据信息，使影像失去本身真实的状态。

4.图像成像调色处理

图像前期处理所采用不同波段会形成不同颜色的卫星影像成像，如果成像中植被的色彩是红色的，但是人类对植被的色彩认知并不是红色，呈现的效果违反了人类对自然事物的认识，所以，在制作读取性强、色彩逼真自然的高分卫星影像图，就需要对图像的成像进行调色。因此，我们可以利用一些图像处理软件如Photoshop 、Firework等的调色功能，调转地物植被的颜色变为绿色，鲜花的颜色调成红色、粉色等等，这样形成的卫星影像图会遵循自然事物相符的规律。处理色彩时应注重成图效果的感观视觉，形成逼真自然的色彩效果。色彩的真实呈现在高分影像挂图或旅游、导航方面的指导图制作中起着决定性的作用，这样一幅色彩完整、逼真自然的影像挂图，会使读取者获得准确的图像信息。

5.图像整饰输出

可以将事物的元素如公路、地名、街路名称、建筑景点名称等信息叠加在制作后的高分卫星影像图中，呈现出街路、建筑、水流、地物地貌等内容十分清楚、真实、完整的卫星影像挂图。也可以按照不同需求添加相关专题性信息数据，制作出满足各行各业的多元化的专题挂图。通过对卫星影像图添加一些装饰效果，运用艺术字、花边图形，整饰出一幅悦目且别具一格的高分辨率卫星影像图。

五、结语

高分辨率卫星影像图的应用领域越来越广泛，影像挂图融合了影像和地图的双重特征及优势，具有分辨率高、图像清晰、内容丰富、数据真实、读取直观、信息更新的周期较短等优点，被市政部门、建设规划部门、交通道路管理部门及铁路勘测、测绘等行业越来越多应用到这种影像图，而且人们在旅游出行、交通指导等方面也会需求多元化的专题地图。所以对高分辨率卫星影像图的技术方法进行不断地研究是十分有必要和有意义的，需要我们在今后不断地进行改进、学习、总结和完善。