影像地圖

影像地圖

影像地圖(photographic map)是一種帶有地面遙感影像的地圖,是利用航空像片或衛星遙感影像,通過幾何糾正、投影變換和比例尺歸化,運用一定的地圖符號、註記,直接反映製圖對象地理特徵及空間分佈的地圖。影像地圖是具有影像內容、線划要素、數學基礎、圖廓整飾的地圖。

基本簡介


地圖特點

影像地圖是以航空或衛星遙感影像直接反映地表狀況的地圖。其影像通常是經過糾正了的正射像片,疊
加在影像之上的符號和註記是按照一定的原則選用的。影像地圖按其內容可以分為普通影像地圖和專題影像地圖兩類。影像是傳輸空間地理信息的主體,從影像上容易識別的地物不用符號表示,直接由影像顯示;只有那些影像不能顯示或識別有困難的內容,在必要的情況下以符號或註記的方式予以表示。和普通線劃地圖相比,影像地圖具有鮮明的特點:一是以豐富的影像細節去表現區域的地理外貌,比單純使用線划的地圖信息量豐富,真實直觀、生動形象,富於表現力。二是用簡單的線划符號和註記表示影像無法顯示或需要計算的地物,彌補了單純用影像表現地物的不足,因而減少了製圖工作量,縮短了地圖的成圖周期。
正是這種特殊的信息傳輸方式,賦予了影像地圖以獨特的可視化效果,從而使影像地圖在反映區域概貌,進行區域總體規劃方面具有重要作用。

應用發展

由於地表自然地理特徵千差萬別,影像地圖在製作技術、表現形式、規範化、標準化方面尚在探索和試驗中,主要應用於各種資源調查與專題製圖。隨著計算機輔助製圖的發展以及航天攝影測量的實用化,影像地圖作為一種“影像地圖化”方向和產品,勢必得到迅速發展和廣泛利用。除以上特點它還具有一下特點①它是既具有立體效應的豐富影像信息,又有一定地圖精度的組合圖型。這種形象逼真的影像地圖,具有影像和地圖的雙重作用。②地面信息豐富,內容層次分明,圖面清晰易讀。③簡化和革新了地圖編製工藝,改善了製圖條件,加快了成圖速度,縮短製圖周期,是現代地理製圖自動化的一個新途徑。④遙感資料周期快、現勢性強,是開展多時相遙感數據或多種信息源複合研究,建立地學編碼影像資料庫的重要基礎。
影像地圖的發展與航空攝影、航空測量技術、航天技術發展息息相關。航空攝影測量經歷了從30年代模擬測量到70年代的解析攝影測量;80年代末數字攝影測量,發展到當今的全數字化攝影測量階段。核心技術得益於計算機技術、通訊技術、航空(天)遙感技術和數字圖像理論技術的發展,由於“3S”(GPS、RS、GIS技術)高科技術的滲入,使得影像地圖充滿傳奇般絢麗色彩。現代影像地圖的概念較初期有了明顯不同。由平面走向立體,由立體走向可視動畫(漫遊)配以多媒體,前景廣闊。在我國,隨著數字攝影測量技術的不斷發展,可以預計今後,正射影像地圖將很快得到普及應用,可廣泛應用於現代國防軍事、農業可持續發展、精細農業、防災減災、城鄉建設與環境保護、重大基本建設工程、林業防護、交通指揮、土地規劃利用、國土資源勘查等等領域。

類型劃分


影像地圖
影像地圖
影像地圖依據遙感資料的不同,分為航空影像地圖和衛星影像地圖;按地圖的性質,分為專題影像地圖
和普通影像地圖;按分幅的形式,分為單張影像地圖、單幅區域影像地圖和標準分幅影像地圖;按出版的顏色分為黑白影像地圖和彩色影像地圖;按成圖制印的方法,分成光學合成影像地圖和制印合成影像地圖等。
影像地圖按其內容可以分為普通影像地圖和專題影像地圖兩類。
普通影像地圖是綜合了遙感影像和地形圖的特點,在影像的基礎上疊加了等高線、境界線、溝渠、道路、高程註記等內容,以需求的不同,可以製成黑白、彩色、單波段和多波段合成的影像地圖。按遙感資料的性質,又可分為航空影像地圖和衛星影像地圖兩種。前者的比例尺較大,影像解析度高,適用於工程設計、地籍管理、區域規劃、城市建設以及區域地理調查研究和編製大比例尺專題地圖;後者是由陸地衛星多光譜掃描儀掃描獲得的MSS4、MSS5 MSS6、 MSS7等波段的影像經糾正後編製的,屬於中小比例尺影像地圖,區域總體概念清晰,有利於大範圍的分析研究,適用於研究製圖區域全貌、大地構造系統區域地貌、植被分佈、制定工農業總體規劃,進行資源調查與專題製圖等。
專題影像地圖是以影像地圖作基礎底圖,通過解譯並加繪有專題要素位置、輪廓界線和少量註記製成的一種影像地圖。因像片上有豐富的影像細節,專題要素又以影像作背景,兩者可以相互印證,又不需要編製地理底圖,因而具有工效高、質量好等優點,是有發展前途的一種新型地圖。
目前代表影像地圖製作技術發展趨勢的一些新型影像地圖已經問世:
電子影像地圖 這種影像地圖以數字形式存貯在磁碟、光碟或磁帶等存貯介質上,需要時可由電子計算機的輸出設備(如繪圖機、顯示屏幕等)恢復為影像地圖。與傳統的影象地圖相比,它保留了影像地圖的基本特徵如數學基礎、圖例、符號、色彩等,只是載負影像地圖信息的介質不同。
多媒體影像地圖 是電子地圖的進一步發展。傳統的影像地圖主要給人提供視覺信息,多媒體影像地圖則增加了聲音和觸摸功能,用戶可以通過觸摸屏,甚至是聲音來對多媒體影像地圖進行操作,系統可以將用戶選擇的影像區域放大,直觀形象的影像信息再配以生動的解說,使影像地圖信息的傳輸和表達更加有效。
立體全息影像地圖 這種影像地圖利用從不同角度攝影獲取的區域重疊的兩張影像,構成像對,閱讀時,需戴上偏振濾光眼鏡,使重建光束正交偏振,將左右兩幅影像分開,使左眼看左面影像,右眼看右邊影像,利用人的生理視差,就可以看到立體全息影像。

製作方法


可採取常規的和計算機技術工藝。製作的技術途徑可歸納為:“影像的地圖化”,即從衛星影像上提取某種所需信息,以專題地圖的形式來表達;“地圖的影像化”,即直接利用衛星影像信息充實和更新地圖。
(1)遙感圖像信息的選擇
影像地圖
影像地圖
根據影象地圖的用途、精度等要求,儘可能選取製圖區域時相最合適、波段最理想的數字遙感圖像作為製圖的基本資料。基本資料是航空像片或影像膠片時,還需要經過數字化處理。
(2)遙感影像的幾何糾正與圖像處理
幾何糾正與圖像處理的方法前面已經講過,這裡需要注意的是,製作遙感影像地圖時,更多的是以應用為目的,注重圖象處理的視覺效果,而並不一定是解譯效果。
(3)遙感影像鑲嵌
如果一景遙感影像不能復蓋全部製圖區域的話,就需要進行遙感影像的鑲嵌。目前,大多數GIS軟體和遙感影像處理軟體都具有影像鑲嵌功能。鑲嵌時,要注意使影像投影相同,比例尺一致,並且圖像彼此間的時相要儘可能保持一致。
(4)符號註記層的生成
符號和註記是影像地圖必不可少的內容。但在遙感影像上,以符號和註記的形式標繪地理要素與將地形圖上的地理要素疊加在影像上是完全不同的兩個概念。影像地圖上的地圖符號是在屏幕上參考地形圖上的同名點進行的影像符號化,生成符號註記層,即在柵格圖像上用滑鼠輸入的矢量圖形。目前,大多數製圖軟體都具備這種功能。
(5)影像地圖的圖面配置
與一般地圖製圖的圖面配置方法一樣,在此不在贅述。
(6)遙感影像地圖的製作與印刷
目前,有兩種方法,一種是利用電分機對遙感影像負片進行分色掃描,經過計算機完成色彩校正、層次校正、掛網等處理過程得到遙感影像分色片。分色片經過分色套印,即可印製遙感影像地圖。另一種方法是將遙感數據文件直接送入電子地圖出版系統,輸出分色片或彩色負片,在此基礎上印製遙感影像地圖。

實例應用


2007年,河南省氣象科學研究所通過衛星遙感資料和野外調查的GPS數據相結合,並運用有關軟體對調查的玉米、大豆、花生、芝麻、水稻等作物受災狀況進行識別,實現定量分析,並適時提出各種應對措施,進行技術指導。經過科學分析,氣象部門最終出具了一份《7月份以來河南淮河流域洪澇災害對農作物的影響評估》,通過衛星遙感,清楚地查明了淮河洪水的受災情況,為指揮抗災奪豐收提供了科學的決策參考依據。
哈薩克境內的齋桑湖、阿拉湖巴爾喀什湖等3個湖泊周圍的大片區域是飛蝗發生的典型孳生地。全國畜牧總站從2005年正式對齋桑湖、阿拉湖、巴爾喀什湖等湖濱灘地進行遙感監測,通過分析境外飛蝗孳生地環境變化情況和該地區亞洲飛蝗發生情況的關係,為新疆阿勒泰地區農業提供了科學的影像資料。
四川汶川地震后,科技部下屬國家遙感中心啟動應急工作機制。5月12日晚,遙感中心應國家減災委員會的要求,安排北京宇視藍圖公司為國家減災委提供“北京一號”小衛星的存檔影像,並部署實拍,掌握災區最新影像信息,為災區抗震救災決策服務。中國科學院遙感所所屬北京國遙萬維信息技術有限公司於14日接收到四川汶川地區最新高解析度衛星遙感影像數據以及5米雷達數據,15日凌晨,完成北川東部、安縣北部真彩色衛星影像圖的處理與分析,完成茂縣什邡都江堰及成都雷達衛星影像採集與處理。在地震災區通訊、交通被嚴重破壞的情況下,衛星遙感技術能夠及時提供宏觀災情,有利於有關方面對災情作出科學評估,進而採取救災防災減災措施。
2008年5月,陝西省森林防火指揮部首次啟用“火場應急通信系統”。這個系統運用了目前最尖端的通訊科技,不僅能夠利用遙感技術在任何條件下傳輸照片、視頻外,還能夠連接後方電話和前方對講機,實現後方指揮部與前方撲火第一現場的直接聯繫。
最近,北京引進了22輛激光尾氣遙感監測車,這就是北京監測機動車尾氣的新式武器。車輛經過測試儀時,由於尾氣對光有一定的吸收作用,只要通過光譜分析,用0.7秒的時間就能把汽車尾氣的一氧化碳、碳氫化合物氮氧化物檢測出來,這些數據能同步顯示在遙感監測車內的微機屏幕上。一旦汽車的尾氣超標,監測儀就會拍下車輛牌照作為處罰依據。