基于數字攝影(yǐng)測量的(de)虛拟地形生成技術

發布日期：2018-05-08 00:00 浏覽量：10588

　　二十世紀發展起來(lái)的(de)攝影(yǐng)測量學，特别是航空攝影(yǐng)測量是我國傳統測繪重要組成部分(fēn)，在大(dà)地、航測和(hé)制圖三大(dà)組成部分(fēn)中，航測是測制地形圖的(de)最基本手段。由于高(gāo)科技的(de)發展，攝影(yǐng)測量正受到史無前例的(de)影(yǐng)響，正在經曆一場(chǎng)深刻的(de)變革，本文主要介紹現代科技發展對(duì)攝影(yǐng)測量與遙感技術的(de)影(yǐng)響，目前發展方向，以及發展中存在的(de)問題。
　　1.計算(suàn)機發展對(duì)攝影(yǐng)測量的(de)影(yǐng)響
　　1.1攝影(yǐng)測量的(de)回顧
　　航空攝影(yǐng)測量是傳統地形圖測繪的(de)基本手段，通(tōng)過量測航空像片計算(suàn)地面真實坐(zuò)标。攝影(yǐng)測量工作者早就關注計算(suàn)機在該領域中的(de)應用(yòng)，但是由于這(zhè)種計算(suàn)極爲複雜(zá)，因此随著(zhe)計算(suàn)機的(de)發展，計算(suàn)機在攝影(yǐng)測量中的(de)應用(yòng)才逐步深入。
　　攝影(yǐng)測量中的(de)航片與地面關系公式是攝影(yǐng)測量中最基本公式，該公式爲［1］：
　　x=-fa1(X-Xs)+b1(Y-Ys)+c1(Z-Zs)a3(X-Xs)+b3(Y-Ys)+c3(Z-Zs)
　　y=-fa2(X-Xs)+b2(Y-Ys)+c2(Z-Zs)a3(X-Xs)+b3(Y-Ys)+c3(Z-Zs)
　　式中a、b、c爲方向餘弦，與航向、旁向傾角和(hé)旋角有關，其關系式爲：
　　a1=cosφcosκ+sinφsinωsinκ
　　b1=cosφsinκ-sinφsinωcosκ
　　c1=sinφcosω
　　a2=-cosωsinκ
　　b2=cosωcosκ
　　c2=sinω
　　a3=-sinφcosκ+cosφsinωsinκ
　　b3=-sinφsinκ-cosφsinωcosκ
　　c3=cosφcosω
　　f 爲攝影(yǐng)機焦距。
　　x、y 爲像點坐(zuò)标。
　　Xs、Ys、Zs 爲攝站投影(yǐng)中心坐(zuò)标。
　　X、Y、Z 爲地面點坐(zuò)标。
　　攝影(yǐng)測量中的(de)其它許多(duō)公式可(kě)由此公式推導而成，因此該公式是攝影(yǐng)測量的(de)基礎，從該公式中可(kě)清楚看到計算(suàn)關系的(de)複雜(zá)性。在此介紹該公式的(de)目的(de)是爲了(le)說明(míng)解算(suàn)該公式的(de)方法确定了(le)攝影(yǐng)測量發展的(de)三個(gè)階段，即模拟、解析和(hé)全數字測圖。在計算(suàn)機水(shuǐ)平發展還(hái)不高(gāo)時(shí)，測圖無法用(yòng)計算(suàn)機來(lái)實現，隻能用(yòng)機械模拟的(de)辦法，例如多(duō)倍儀和(hé)各種精密全能測圖儀，還(hái)有爲了(le)降低造價，利用(yòng)簡化(huà)公式設計的(de)模拟儀器。這(zhè)些儀器由于精度要求極高(gāo)，因此制造困難，價格昂貴。這(zhè)些儀器在測繪事業中起到了(le)一定的(de)曆史作用(yòng)。
　　在60-70年代，由于容量和(hé)計算(suàn)速度的(de)限制，計算(suàn)機僅用(yòng)于攝影(yǐng)測量的(de)加密。到80年代，計算(suàn)機的(de)發展，使得(de)解析測圖儀問世，将計算(suàn)機用(yòng)于測圖領域，把原來(lái)模拟儀器的(de)機械交會求解改用(yòng)計算(suàn)機計算(suàn)，從而簡化(huà)了(le)儀器結構，降低儀器造價。測圖過程與模拟儀器相仿。到90年代，計算(suàn)機有了(le)飛(fēi)躍發展，特别是1995 年以後，其計算(suàn)速度和(hé)存儲容量有了(le)明(míng)顯提高(gāo)，使數字攝影(yǐng)測量成爲現實。

基于數字攝影(yǐng)測量的(de)虛拟地形生成技術1.jpg

　　1.2計算(suàn)機發展對(duì)攝影(yǐng)測量的(de)影(yǐng)響
　　随著(zhe)計算(suàn)機的(de)不斷發展，攝影(yǐng)測量中最困難的(de)測圖部分(fēn)用(yòng)計算(suàn)機來(lái)解決，從而使攝影(yǐng)測量步入計算(suàn)機處理(lǐ)的(de)新時(shí)代，使得(de)攝影(yǐng)測量産生了(le)巨大(dà)的(de)變化(huà)，該變化(huà)可(kě)從下(xià)列四個(gè)方面得(de)到反映。
　　(1)測量儀器的(de)徹底改變
　　傳統攝影(yǐng)測量儀器主要分(fēn)二大(dà)類，一類用(yòng)于測量像片的(de)坐(zuò)标，用(yòng)于加密，提供測圖時(shí)控制點坐(zuò)标。第二類是用(yòng)于測圖，通(tōng)常爲機械模拟方式。這(zhè)些儀器由于精度高(gāo)，制造比較困難，過去大(dà)部分(fēn)從德國、瑞士進口，價格自然昂貴。而現在隻要有高(gāo)精度像片數字化(huà)儀和(hé)基于計算(suàn)機的(de)處理(lǐ)系統，便可(kě)實現航測生産的(de)全過程。這(zhè)些儀器與原來(lái)儀器相比，具有結構簡單、體積小、重量輕、價格低、效率高(gāo)等特點。如果将來(lái)航空攝影(yǐng)采用(yòng)數碼像機，直接得(de)到數字影(yǐng)像，到那時(shí)像片數字化(huà)儀都不要，利用(yòng)基于計算(suàn)機的(de)一些處理(lǐ)系統便可(kě)實現地形圖等測繪産品的(de)生産。由此可(kě)看出，計算(suàn)機的(de)發展對(duì)航測儀器帶來(lái)了(le)徹底變革。
　　(2)産品形式的(de)改變
　　由于計算(suàn)機的(de)發展，測繪生産的(de)産品模式發生了(le)根本變化(huà)，由過去的(de)模拟表達方式改爲全數字形式，即4D産品。在數字測繪産品生産中，首先應重視數據的(de)格式，即制訂數據生産标準。目前各國的(de)标準不一緻，因此在用(yòng)數據前，必須先了(le)解數據格式，否則無法應用(yòng)。在數字測繪産品中，另一重要轉變是産品的(de)管理(lǐ)，在模拟圖時(shí)代，利用(yòng)倉庫儲存，用(yòng)戶親自領取的(de)方式。在數字時(shí)代，利用(yòng)計算(suàn)機管理(lǐ)，公用(yòng)數據可(kě)以上網，用(yòng)戶從網上直接下(xià)載數據。在管理(lǐ)上更爲科學，使用(yòng)更爲方便。
　　(3)生産工藝的(de)改變
　　由于處理(lǐ)方法和(hé)産品形式的(de)改變，使得(de)生産工藝流程也(yě)産生重大(dà)變化(huà)，朝著(zhe)簡單、高(gāo)效方向發展。模拟産品生産中一個(gè)重要缺陷是繪圖結果不能有效利用(yòng)，從生産原圖到出版須重複标描多(duō)次，而在數字産品生産中該問題就不存在。由此也(yě)導緻航測與制圖無明(míng)确分(fēn)界。現在的(de)生産工藝流程主要包括下(xià)列部分(fēn)：航片數字化(huà)，把模拟圖像變爲數字影(yǐng)像；影(yǐng)像處理(lǐ)和(hé)信息提取，包括影(yǐng)像幾何糾正及産品信息的(de)提取與編輯；建立數據庫，實現數據的(de)有效管理(lǐ)和(hé)應用(yòng)。
　　(4)理(lǐ)論方法上的(de)改變
　　在過去，攝影(yǐng)測量主要著(zhe)重模型的(de)研究，目的(de)是爲了(le)提高(gāo)測量精度，而現在計算(suàn)機的(de)水(shuǐ)平，對(duì)攝影(yǐng)測量計算(suàn)而言，已根本解決，可(kě)以用(yòng)最嚴密的(de)公式計算(suàn)，解算(suàn)精度能得(de)到完全保證。攝影(yǐng)測量幾何模型已不再是研究的(de)重點，而轉向影(yǐng)像匹配與信息自動提取方面。影(yǐng)像匹配是數字攝影(yǐng)測量的(de)核心，數字攝影(yǐng)測量的(de)效能能否得(de)到充分(fēn)發揮在某種程度上取決于影(yǐng)像自動匹配的(de)水(shuǐ)平。影(yǐng)像匹配不僅在數字攝影(yǐng)測量中占有重要地位，同時(shí)也(yě)是計算(suàn)機視覺目标自動識别的(de)核心，爲此影(yǐng)像匹配引起許多(duō)學者的(de)關注。經過多(duō)年研究，結合計算(suàn)機發展水(shuǐ)平，影(yǐng)像匹配已從理(lǐ)論研究走向實際應用(yòng)，這(zhè)是攝影(yǐng)測量取得(de)的(de)重大(dà)進展。由于地面影(yǐng)像極其複雜(zá)，影(yǐng)像匹配尚不能做(zuò)到完全成功，目前當匹配失敗時(shí)尚需人(rén)工幹預。在信息提取方面，已進行了(le)大(dà)量研究，有些進展，但距實際應用(yòng)尚有較大(dà)距離，這(zhè)方面是今後應努力研究的(de)方向。
　　2.空間技術發展的(de)影(yǐng)響
　　2.1 航天遙感的(de)發展
　　2.1.1 航天遙感發展過程
　　1972年美(měi)國開始發射陸地衛星Landsat，該系列共有7顆衛星組成，其中Landsat6發射失敗，最後一顆Landsat7于1999年4月(yuè)15 日發射，4月(yuè)18日己傳送回第一幅圖像，證明(míng)發射已經成功。Landsat1～3的(de)主要成像儀器爲多(duō)光(guāng)譜掃描儀（MSS）,爲4個(gè)波段，地面分(fēn)辨率大(dà)約爲70m，Landsat4,5的(de)主要成像儀器爲專題制圖儀（TM），由7個(gè)波段，除波段6外，地面分(fēn)辨率爲30m, Landsat7除30m的(de)多(duō)光(guāng)譜圖像外，增加了(le)一個(gè)15m分(fēn)辨率的(de)全色波段。Landsat圖像的(de)地面複蓋範圍爲185×185km2，由于光(guāng)譜波段設計合理(lǐ)，價格合适，得(de)到全球的(de)廣泛應用(yòng)。
　　1986年法國開始發射SPOT衛星，現在已發射4顆。SPOT的(de)成像儀器爲高(gāo)分(fēn)辨率可(kě)見光(guāng)成像儀（HRV），HRV觀測方法不是采用(yòng)掃描鏡，而是采用(yòng) CCD電子式掃描。可(kě)采用(yòng)多(duō)光(guāng)譜和(hé)全色二種模式，多(duō)光(guāng)譜，有3個(gè)波段，地面分(fēn)辨率爲20m。全色的(de)地面分(fēn)辨率爲10m。SPOT圖像的(de)地面覆蓋範圍爲60 ×60km2。試驗證明(míng)，多(duō)光(guāng)譜圖像的(de)3個(gè)波段，其中波段1和(hé)波段2數據嚴重相關，對(duì)應用(yòng)具有較大(dà)影(yǐng)響。其全色波段，由于分(fēn)辨率較高(gāo)，具有廣泛應用(yòng)價值，但是由于價格較貴，在應用(yòng)中受到一定限制。SPOT4 成像儀器性能進一步改進，多(duō)光(guāng)譜改爲4個(gè)波段，并增加了(le)地面掃描寬度爲2200km2、地面分(fēn)辨率爲1150m的(de) SPOT Vegetation，用(yòng)于植被調查。SPOT5多(duō)光(guāng)譜分(fēn)辨率将提高(gāo)到10m，全色提高(gāo)到5m。
　　1996年印度發射了(le)IRS-1C衛星，其多(duō)光(guāng)譜地面分(fēn)辨率有3個(gè)波段爲23.5m，1個(gè)波段爲70.5m，全色波段爲5.8m。圖像地面覆蓋範圍多(duō)光(guāng)譜爲141×141km2，全色爲70×70km2。IRS-1C衛星還(hái)帶有一個(gè)廣角傳感器（WFS），其圖像地面複蓋範圍爲770×770km2，地面分(fēn)辨率爲188m，用(yòng)于植被變化(huà)的(de)研究。
　　雷達衛星也(yě)有發射，如歐空局的(de)ERS1/2合成孔徑雷達（SAR），地面分(fēn)辨率約爲30m, 圖像地面覆蓋寬度爲102.5km2。加拿大(dà)的(de)RADARSAT，地面分(fēn)辨率爲10～100m，圖像地面覆蓋範圍爲從100×100km2至500× 500km2。日本的(de)JERS SAR，地面分(fēn)辨率爲18m, 圖像地面覆蓋範圍爲75×75km2。
　　20多(duō)年來(lái)，航天遙感得(de)到了(le)較大(dà)發展，獲得(de)了(le)大(dà)量衛星影(yǐng)像，并在許多(duō)領域已有成功的(de)應用(yòng)。
　　2.1.2航天遙感的(de)現代發展
　　随著(zhe)科學技術的(de)發展，航天遙感不僅走向成熟，同時(shí)又提出了(le)新的(de)要求，其中有二個(gè)特點，其一是地面分(fēn)辨率愈來(lái)愈高(gāo)，美(měi)國在南(nán)斯拉夫所用(yòng)軍事偵察衛星地面分(fēn)辨率爲0.1m。在衛星發射計劃中，許多(duō)國家或公司将要發射地面分(fēn)辨率爲1m的(de)衛星。美(měi)國在“數字地球”計劃中，分(fēn)辨率爲1×1m的(de)全球影(yǐng)像是其中重要内容之一，這(zhè)些高(gāo)分(fēn)辨率影(yǐng)像将來(lái)主要靠航天遙感來(lái)獲得(de)。
　　其二是面向全球變化(huà)監測，我們賴以生存的(de)地球由于人(rén)類活動的(de)影(yǐng)響正在發生不斷變化(huà)，許多(duō)自然現象及變化(huà)規律尚不清楚，爲了(le)進行研究，必須獲得(de)大(dà)氣圈、水(shuǐ)圈和(hé)生物(wù)圈的(de)各種數據，須對(duì)地球表面的(de)陸地、海洋及大(dà)氣層進行全面監測，爲此美(měi)國提出了(le)地球觀測系統（EOS）計劃，衛星上傳感器共有19種。這(zhè)些傳感器用(yòng)幾顆衛星發射，其中AM?1計劃在1999年7月(yuè)發射。下(xià)面介紹一些傳感器的(de)性能及用(yòng)途［2］。
　　*ＣＥＲＥＳ（Clouds and the Earth's Radiant Energy System 雲及地球輻射能系統），通(tōng)過短波和(hé)長(cháng)波輻射兩種方式對(duì)地球輻射進行測量。
　　*ＬＩＳ（Lightning Image Sensor 光(guāng)亮成像傳感器）,将搜集地球上光(guāng)亮的(de)變化(huà)與分(fēn)布信息。此傳感器覆蓋範圍６００×６００km2，空間分(fēn)辨率５km。
　　*ＡＳＴＥＲ（ Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer 高(gāo)級星載熱(rè)量發射及反射輻射計）,提供高(gāo)分(fēn)辨率（１５～９０m）的(de)地表及雲的(de)數據，供氣候學、水(shuǐ)文學、生态學及地質學進行研究。
　　*ＭＩＳＲ（Multi?angle Image SpectroRadiometer 多(duō)角度成像光(guāng)譜輻射計）,将獲得(de)全球各種反射光(guāng)線的(de)方向特性數據以及用(yòng)于地表的(de)地質特性和(hé)霧、雲及生态研究的(de)信息。掃描寬度爲３６０km，空間分(fēn)辨率爲２７５m、５５０m及1100m，４個(gè)波段，9天覆蓋全球。
　　*ＭＯＤＩＳ（Moderate?Resolution Image Spectroradiometer 中等分(fēn)辨率成像光(guāng)譜輻射計），共３６個(gè)波段，其中２個(gè)爲２５０m，５個(gè)爲５００m，２９個(gè)爲１km，１至２天覆蓋全球，将提供多(duō)種全球數據産品，包括１km分(fēn)辨率的(de)地表溫度、海洋顔色、植被／地表覆蓋等大(dà)量信息，可(kě)用(yòng)來(lái)進行全球生态及物(wù)理(lǐ)變化(huà)的(de)測量。
　　*ＳＡＧＥⅢ（Stratospheric Aerosol and Gas Experiment Ⅲ 對(duì)流層雲霧及氣體實驗室3号）,用(yòng)于對(duì)雲霧、臭氧、二氧化(huà)氮、水(shuǐ)蒸汽、溫度、壓力等的(de)研究，空間分(fēn)辨率爲１～２km。
　　*Ocean Color Instrument 海洋顔色儀，用(yòng)于進行全球碳循環的(de)研究。
　　*ＳＥＡＷＩＮＤＳ，對(duì)全球無冰的(de)海洋上空的(de)風進行連續、全天候測量，掃描幅寬爲１８００km，空間分(fēn)辨率爲５０km。
　　*ＡＣＲＩＭ（ Active Cavity Radiometer Irradiance Monitor 空洞變化(huà)輻射計及輻照(zhào)率監測器），用(yòng)于監測太陽總輻照(zhào)率的(de)變化(huà)。
　　*ＥＯＳＰ（ Earth Observing Scanning Polerimeter 地球觀測掃描極化(huà)儀），用(yòng)于提供全球雲及霧圖像，包括１２個(gè)多(duō)光(guāng)譜波段，空間分(fēn)辨率１０km。
　　*ＭＩＭＲ（Multi?frequency Image Microwave Radiometer 多(duō)頻(pín)成像微波輻射計），用(yòng)于獲得(de)水(shuǐ)循環的(de)重複參數，包括大(dà)氣中水(shuǐ)的(de)含量，雨(yǔ)量，土壤濕度，冰雪(xuě)覆蓋及海面溫度等，幅寬爲１２５０km，空間分(fēn)辨率爲５．６km、１４km、２４km、４５km及７０km。
　　*ＡＩＲＳ／ＡＭＳＵ／ＭＨＳ（Atmospheric Infrared Sounder大(dà)氣紅外探測器／ Advanced Microwave Sounding Unit 高(gāo)級微波探測單元／ Microwave Humidity Sounder 微波水(shuǐ)份探測器），用(yòng)于測量大(dà)氣溫度，提供大(dà)氣的(de)水(shuǐ)蒸汽,雲、海／陸地表面溫度及大(dà)氣濕度數據。幅寬１６５０km，空間分(fēn)辨率ＡＩＲＳ水(shuǐ)平爲１３．５km，垂直１km，ＡＭＳＵ爲４０km，ＭＨＳ爲１３．５km。
　　*ＴＥＳ（Tropspheric Emission Spectrometer 對(duì)流層散射光(guāng)譜輻射計），用(yòng)于對(duì)流層質量變化(huà)監測，包括對(duì)流層的(de)組成、變化(huà)及對(duì)流層－平流層交換以及對(duì)氣候和(hé)生态的(de)影(yǐng)響。
　　*ＨＩＲＤＬＳ（High Resolution Dynamics Limb Sounder 高(gāo)分(fēn)辨率動态探測器），利用(yòng)紅外輻射計對(duì)對(duì)流層上層、平流層及散逸層進行測量，包括溫度、臭氧、水(shuǐ)蒸汽等的(de)含量。　*ＭＬＳ（Microwave Limb Sounder 微波探測器），測量平流層下(xià)層溫度及對(duì)流層上層的(de)化(huà)學成分(fēn)及研究火山對(duì)全球變化(huà)的(de)影(yǐng)響。
　　*ＧＬＡＳ（Geoscience Laser Altimeter System 地球科學激光(guāng)測高(gāo)系統）,用(yòng)于測量冰山地形的(de)激光(guāng)測高(gāo)儀，同時(shí)用(yòng)來(lái)測定雲及大(dà)氣特性。
　　*Ｌａｎｄｓａｔ?7也(yě)并入ＥＯＳ計劃，主要的(de)儀器爲ＥＴＭ＋（Enhanced Thematic Mapping Plus ）增強型專題制圖儀。
　　雷達衛星也(yě)是以後發展的(de)重要方向，信息獲取不受氣候影(yǐng)響的(de)特點吸引著(zhe)人(rén)們的(de)普遍關注，雷達衛星的(de)特有特性爲應用(yòng)開辟了(le)廣闊前景。我們在這(zhè)方面研究尚不夠，有待進一步加強。

基于數字攝影(yǐng)測量的(de)虛拟地形生成技術2.jpg

　　2.1.3 航天遙感的(de)影(yǐng)響
　　爲了(le)應用(yòng)需要，必須對(duì)航天遙感影(yǐng)像進行處理(lǐ)和(hé)分(fēn)析，鑒于航天遙感影(yǐng)像具有數據量大(dà)、分(fēn)析複雜(zá)等特點，因此對(duì)處理(lǐ)設備和(hé)方法提出了(le)新的(de)要求，對(duì)許多(duō)相關領域引起重要影(yǐng)響。例如存儲設備，爲了(le)解決海量數據存儲問題，美(měi)國 NASA和(hé) EROS中心研制了(le)專用(yòng)存儲設施，存放5000盤磁帶，用(yòng)機械手自動取帶和(hé)存帶。下(xià)面主要從數字圖像處理(lǐ)和(hé)模式識别方面論述航天遙感的(de)影(yǐng)響。
　　(1)數字圖像處理(lǐ)
　　數字圖像處理(lǐ)是一門新興學科，自發展至今隻有幾十年的(de)曆史，除在遙感中應用(yòng)外，主要用(yòng)于空間探測、生物(wù)醫學、人(rén)工智能及工業檢測等領域［4］。該學科發展初期，由于計算(suàn)機水(shuǐ)平的(de)限制，主要是學術上的(de)理(lǐ)論研究，其理(lǐ)論基礎的(de)核心是 FOURIER變換。自衛星遙感發展後，由于實際應用(yòng)的(de)需要，使該學科有了(le)長(cháng)足發展，例如幾何糾正，從幾何糾正模型到影(yǐng)像取樣理(lǐ)論都得(de)到了(le)發展和(hé)完善。在影(yǐng)像增強、信息融合等方法上有了(le)重要發展，例如 KL變換，RGB與 IHS間的(de)色度變換等。在邊緣信息提取方面，盡管作了(le)大(dà)量研究，與數字攝影(yǐng)測量一樣，距實際應用(yòng)尚有較遠(yuǎn)的(de)距離。這(zhè)是因爲航空、航天影(yǐng)像的(de)複雜(zá)性決定的(de)，邊緣不能唯一和(hé)阈值的(de)确定問題始終限制著(zhe)實際應用(yòng)。目前最好發展一些半自動化(huà)方法，人(rén)工引導與自動提取相結合才能達到較好的(de)效果。
　　(2)模式識别目前衛星遙感的(de)重要應用(yòng)方向之一是利用(yòng)影(yǐng)像來(lái)識别物(wù)體，這(zhè)一領域是模式識别的(de)重要組成部分(fēn)。自衛星遙感發展以來(lái)，以統計爲基礎的(de)自動分(fēn)類方法得(de)到了(le)進一步完善和(hé)發展，例如，最大(dà)似然法的(de)實用(yòng)化(huà)算(suàn)法，神經元網絡在分(fēn)類中的(de)應用(yòng)，在聚類分(fēn)析中的(de)ISO法，利用(yòng)輔助數據提高(gāo)分(fēn)類精度的(de)各種方法，都給模式識别的(de)發展提供了(le)新的(de)活力。
　　2.2航天遙感的(de)特點
　　2.2.1航天遙感目前的(de)應用(yòng)方向
　　利用(yòng)衛星遙感獲取各種信息是目前最有效的(de)方法。在實現數字地球的(de)今天，衛星遙感更顯示出它的(de)重要性。數字地球可(kě)以看成是一個(gè)虛拟地球，把地球上的(de)各種信息以數字形式表達，實現多(duō)分(fēn)辨率、三維形式的(de)地球的(de)描述。要把整個(gè)地球上的(de)信息數字化(huà)，進入計算(suàn)機管理(lǐ)，其工作量極大(dà)，在開始階段，可(kě)以從已成圖的(de)資料提取部分(fēn)信息，但是從長(cháng)遠(yuǎn)觀點、從信息更新角度，衛星遙感是提供信息源的(de)最有效手段和(hé)保證。
　　根據我國國情，目前有二個(gè)方面的(de)問題從中央到地方都極爲關注，即環境變化(huà)監測和(hé)耕地保護，要想比較好的(de)解決這(zhè)些問題，要靠衛星遙感技術的(de)發展。因爲隻有該技術才能快(kuài)速提供有效的(de)信息。
　　2.2.2應用(yòng)中應注意的(de)問題
　　目前衛星遙感的(de)主要應用(yòng)是根據衛星影(yǐng)像來(lái)解釋人(rén)們所需要的(de)信息，應該屬于二維處理(lǐ)的(de)範圍，盡管利用(yòng)某些衛星遙感圖像可(kě)以進行高(gāo)程測量，但目前尚不是主流。
　　根據衛星影(yǐng)像來(lái)解釋出各種所需信息，主要根據影(yǐng)像的(de)灰度、顔色、紋理(lǐ)、結構、形狀等許多(duō)信息來(lái)确定，目前大(dà)部分(fēn)衛星遙感（SAR除外）根據光(guāng)譜成像理(lǐ)論來(lái)獲取信息，鑒于地物(wù)光(guāng)譜受到周圍環境、大(dà)氣衰減等許多(duō)因素的(de)影(yǐng)響，使得(de)影(yǐng)像特征與地物(wù)間的(de)關系極爲複雜(zá)，同時(shí)由于分(fēn)辨率的(de)限制，有些地物(wù)難以區(qū)分(fēn)，這(zhè)對(duì)影(yǐng)像解釋帶來(lái)極大(dà)困難。特别在中國，小農經濟的(de)耕作模式，使得(de)地塊小，作物(wù)混亂，對(duì)解釋更爲困難。
　　不論采用(yòng)何種方法，衛星影(yǐng)像解釋必須與外業調查相結合，否則很難保證解釋質量。航空攝影(yǐng)測量主要測量地球表面的(de)幾何形态，其精度主要取決于影(yǐng)像質量與測量儀器，人(rén)爲因素影(yǐng)響相對(duì)較小，在一定的(de)條件下(xià)，質量較易控制。而在衛星影(yǐng)像解釋中，人(rén)爲因素影(yǐng)響較大(dà)，對(duì)作業員(yuán)的(de)素質要求更高(gāo)。因此在産業結構的(de)調整中，應重視作業員(yuán)素質的(de)培養。
　　2.2.3計算(suàn)機自動解釋中存在的(de)困難
　　利用(yòng)計算(suàn)機來(lái)進行衛星影(yǐng)像自動解釋是科技工作者的(de)奮鬥目标，經過幾十年的(de)研究，已獲得(de)一定進展，但是距自動解釋的(de)目标甚遠(yuǎn)。
　　基于統計理(lǐ)論的(de)分(fēn)類方法已較完善和(hé)成熟，已在生産中得(de)到廣泛的(de)應用(yòng)，鑒于這(zhè)種方法主要根據光(guāng)譜特征，而光(guāng)譜特征與地物(wù)的(de)對(duì)應關系比較複雜(zá)，即異物(wù)同譜現象，因此分(fēn)類精度受到一定限制。使得(de)有部分(fēn)人(rén)甯願采用(yòng)目視解釋，而不用(yòng)計算(suàn)機分(fēn)類的(de)現象。當衛星影(yǐng)像分(fēn)辨率較低時(shí)，基于統計理(lǐ)論的(de)分(fēn)類方法較有成效，随著(zhe)分(fēn)辨率的(de)提高(gāo)，統計分(fēn)類方法将會失去其作用(yòng)。
　　要想提高(gāo)計算(suàn)機自動分(fēn)類精度，要注意二個(gè)方面的(de)問題，第一是二維特征的(de)分(fēn)析，目前基于統計的(de)分(fēn)類方法基本上利用(yòng)點的(de)特征，影(yǐng)像中的(de)關系信息利用(yòng)較少，而影(yǐng)像的(de)二維特征分(fēn)析首先要确定邊界，而地物(wù)邊界預先又無法确定，這(zhè)是目前分(fēn)類方法中存在的(de)主要問題。爲了(le)解決這(zhè)一困難，提出了(le)并行處理(lǐ)的(de)設想，當然這(zhè)對(duì)計算(suàn)機又提出了(le)新的(de)要求，要研制新一代計算(suàn)機。在算(suàn)法上也(yě)要作重要改變，要研究适合于平行處理(lǐ)的(de)新算(suàn)法。第二是多(duō)因素的(de)智能分(fēn)析，鑒于衛星影(yǐng)像解釋要依賴很多(duō)因素，在自動解釋時(shí)，最好把這(zhè)些影(yǐng)響因素都考慮進去，這(zhè)樣才能保證正确的(de)自動識别，這(zhè)就是所謂的(de)專家判讀系統或影(yǐng)像理(lǐ)解要解決的(de)内容。
　　目前在以上方面都進行了(le)一些研究，但僅僅是開始，離應用(yòng)目标相距甚遠(yuǎn)，有待我們深入研究。
　　3.現代科技發展在測繪變革中的(de)作用(yòng)
　　測繪技術由于現代科技的(de)發展正在經曆一場(chǎng)深刻的(de)變革，從該變革中我們可(kě)清楚看到科學技術的(de)發展對(duì)提高(gāo)勞動生産率所起的(de)作用(yòng)。
　　由于空間技術的(de)發展，使得(de)信息獲取手段得(de)到根本改變，例如大(dà)地測量，過去通(tōng)過測角、測高(gāo)來(lái)獲取基本信息，而現在通(tōng)過GPS衛星來(lái)獲取信息，過去利用(yòng)航空攝影(yǐng)來(lái)獲取地面信息，而現在可(kě)通(tōng)過衛星來(lái)獲取，并且是數字形式。由于信息獲取手段的(de)提高(gāo)，爲測繪的(de)變革提供了(le)重要保證。
　　由于計算(suàn)機的(de)發展，使得(de)測繪生産工具發生徹底變革，例如航測成圖生産中所使用(yòng)的(de)全能測圖儀将要進入曆史博物(wù)館，基于計算(suàn)機的(de)各種處理(lǐ)和(hé)管理(lǐ)系統登上曆史舞台。由于生産工具的(de)改進，使得(de)傳統的(de)生産方式得(de)到徹底的(de)改變。
　　由于測繪中引用(yòng)了(le)這(zhè)些高(gāo)科技，使得(de)信息獲取更爲方便，生産速度加快(kuài)，生産成本降低，勞動強度減輕。不僅如此，還(hái)爲測繪産品的(de)應用(yòng)提供了(le)廣闊前景。由于測繪産品爲數字形式，不僅使用(yòng)方便，經過适當組合和(hé)處理(lǐ)，便可(kě)生成形式多(duō)樣的(de)産品或其它形式的(de)副産品，例如，從DEM可(kě)以生成坡度圖、坡向圖、暈渲圖，利用(yòng)DEM和(hé)專題圖可(kě)生成暈渲專題圖。由于是數字形式，爲綜合分(fēn)析提供了(le)條件，爲深層次的(de)應用(yòng)提供了(le)可(kě)能。
　　測繪技術雖然得(de)到很大(dà)發展，但在發展進程中又面臨著(zhe)新的(de)問題和(hé)困難，例如航天遙感的(de)發展，可(kě)以大(dà)量獲取各種信息，如何快(kuài)速、高(gāo)效處理(lǐ)這(zhè)些數據，己擺在我們面前。目前計算(suàn)機的(de)水(shuǐ)平，對(duì)于數值計算(suàn)和(hé)文字處理(lǐ)己能滿足，但是對(duì)于數字影(yǐng)像的(de)信息提取和(hé)影(yǐng)像分(fēn)析尚不能适應，期望新一代計算(suàn)機的(de)研制。我們相信，随著(zhe)現代科技的(de)發展，攝影(yǐng)測量與遙感技術将會提高(gāo)到一個(gè)新的(de)水(shuǐ)平。