卫星遥感资料制作大比例尺影像图的实验和研究

[摘要]随着互联网和国际商用卫星遥感资料的普及，民用卫星图象的应用将越来越广泛。此项技术以期达到实用、经济、快速为目标。此项技术的普及运用，将有利于村镇规划建设、防灾、救灾等应急测绘工作的开展。

[关键词]卫星影像图应急测绘

中图分类号： P2 文献标识码： A 文章编号：

一、卫星影像图的应用前景

众所周知影象地图由于具有信息丰富、直观，制作快速，成本低廉的特点，因此得到广泛的应用。卫星影像地图商业化近年来在全球公开，更使得这一高新技术应用推向高潮。卫星影象图用途广泛，例如我们可以在图上量算长度、面积，用于国土资源调查；村镇规划建设；制作旅游景点鸟瞰图，利用不同时间得到的卫星图像，我们还可以进行动态分析。作者利用网站的卫星影象资料进行试验，制作出多种大比例尺的卫星影象图。经用户使用，均达到满意的效果。

二、卫星影象图制作原理：

为了制作出高质量的图像，首先我们需要了解“图像分辨率”的概念。图像中每单位打印长度上显示的像素数目，通常用像素/英寸 (ppi) 表示。在 Photoshop 中，您可以更改图像的分辨率；而在 ImageReady 中，图像的分辨率始终是 72 ppi。这是因为 ImageReady 应用程序创建的图像专门用于联机介质而非打印介质。在 Photoshop 中，图像分辨率和像素大小是相互依赖的。图像中细节的数量取决于像素大小，而图像分辨率控制打印像素的空间大小。修改图像的分辨率，需要更改的只是图像的打印大小。但是，如果想保持相同的输出尺寸，则更改图像的分辨率需要更改像素总量。打印时，高分辨率的图像比低分辨率的图像包含的像素更多，因此像素点更小。例如，分辨率为 72 ppi 的 1 x 1 英寸的图像总共包含 5184 个像素（72 像素宽 x 72 像素高 = 5184）。同样是 1 x 1 英寸，但分辨率为 300 ppi 的图像总共包含 90,000 个像素。与低分辨率的图像相比，高分辨率的图像通常可以复现出更多的细节和更细致的颜色过渡。但是，提高低分辨率图像的分辨率并不会对图像品质有多少改善，因为那样只是将原来的像素信息扩散到更多的像素中。使用太低的分辨率打印图像会导致图像不清晰，输出的像素大而粗糙。甚至出现“马赛克”。使用太高的分辨率会增加文件大小并降低图像的打印速度。

为了得到清晰的卫星影象图，在制作的过程中就应该获取尽量高的图象分辨率。显然，简单的将测区卫星图象一次获取下载并放大打印，得到的是一个视场画面的像素，像素少，影象是不够清晰的，但如果我们将测区分为4个视场图象分别下载，测区的总像素将会增加4倍，影象就会更加清晰。如果继续增加视场的数量，影象清晰度将会进一步改善，这是提高影象清晰度的关键所在。当然如果视场的数量太多，将会增加拼接的难度。合理的划分确定视场数量，将依据比例尺和测区面积大小试验而定。

其次是要解决图象拼接的技术问题，让我们简要的回顾一下经典航空摄影测量是如何制作相片平面图的，首先进行航空摄影，一般沿第一条航线中心东西飞行进行航摄，相片编号为1-`1，1-2……然后返回，进行第二条航线摄影，编号为2-1，2-2……进行第三、第四……条航线摄影，每张相片选测出四个纠正点的坐标和高程，在纠正仪上进行纠正，最后将相片拼接成影象图。下面我们就模仿这一过程，制作卫星影象图。

三、利用通用计算机制作影像图的步骤如下：

在计算机上网连线的情况下，打开地图搜索网站，选择测区范围下载，文件名为〈测区名〉，注意该文件包括全测区范围，像素较低，放大后其影像欠清晰，因此不能直接放大成图，须要进一步提高像素；

设想全测区为一摄影区域，模仿对全测区划分数条航线进行航空摄影，逐条航线逐片下载，保存，文件名为11 ，12 ，13…. 此为第一条航线的相片编号；

继续第二条航线的下载，文件名为21， 22 ，23….航线和相片之间应有一定的重迭，直至下载完全部航线；

打开Photoshop绘图软件，建新文件，分辨率为300 像素/英寸；

打开〈测区名〉文件，〈全选〉—〈复制〉—〈粘贴〉；

打开文件11，〈全选〉—〈复制〉—〈粘贴〉；〈编辑〉，〈变换〉使用旋转，扭曲，透视….等工具，使11图像的地物同名点与〈测区〉图象相重合；

打开文件12，〈全选〉—〈复制〉—〈粘贴〉；〈编辑〉，〈变换〉使用旋转，扭曲，透视…..等工具，使12图像的地物同名点与〈测区〉图象相重合；同时还要使得11和12相片严密拼接；

继续13，14 ….21，22，….相同的拼接动作，直至全部相片拼接完成；

检查无误后〈合并图层〉，存入文件〈测区2〉，这是一幅全测区经过纠正拼接好，高清晰的自由比例尺影像地图，为了制作固定比例尺的影像地图，还要进行以下操作步骤；

卫星影象图比例尺的测定：在测区范围选择四个明显地物点，例如道路交叉点、房角，实地测量它们之间的长度，也可以在大比例尺地图上量得。卫星影象图上的相应长度可以在Photoshop绘图软件上量取，也可以在打印出的卫星影象图上量取，根据实地长度和图上长度，分别计算出四个点间的比例尺,取平均值即为此幅卫星影象图的比例尺，但这一比例尺不是整数，如果需要变成整数（如1：2000，1：5000），修改卫星影象图的〈图象大小〉即可。

四、操作示例

现以制作“郑州大学新校区”卫星影象图为例，详细叙述其操作过程。

打开“搜狗地图”网站 ，搜索到郑州市郑州大学新区；

点击“截图”，保存。文件名〈郑大〉；

放大郑州大学新区图像，使其图象清淅，从左上角开始下载，点击“截图”，“保存”。设想为航摄的第一条航线第一张航片，文件名为〈11〉，继续下载第二张航片，文件名为〈12〉，这样共下载六条航线，每条航线两相片，共计12张相片，如下图；

打开Photoshop绘图软件，新建空白文件，宽32厘米，长44厘米，分辨率300 像素/ 英寸，文件名《郑大影象图》；

打开文件〈郑大〉，点击“全选”，“复制”，“粘贴”于〈郑大影象图〉；

打开文件〈11〉，点击“全选”，“复制”，“粘贴” 于〈郑大影象图〉，并使同名地物点相重合；

打开文件〈12〉，点击“全选”，“复制”，“粘贴” 于〈郑大影象图〉，并使同名地物点相重合；

继续如上操作，直到12张相片全部粘贴完成；

合并图层，一幅图象清晰的卫星影象图即告完成。

消除不良图象信息，所谓“不良图象信息”，是指防伪防盗水印、不必要的文字注记，商标…..等，用图章和橡皮工具消除；

测定卫星影象图的比例尺，图上选定四个地物点分别测出它们的实地长度和图上长度，计算出平均比例尺为1：5430。

加注地名、路名等名称；

最后进行图内和图外修饰。试验图样图缩小附于文后。

五、质量检测

影象图内均匀选择若干固定地物点，实测它们之间的距离长度，和 图上量度进行对比，如下表；

按较差计算出卫星影象图测量的长度中误差为3.2米，相当于1：5000图上中误差为0.64毫米。

六、结束语

测绘工作随着社会经济的发展凸显出其独特的作用，社会在发展，测绘工作亦与时俱进，前辈们的测绘实践经验很宝贵，值得我们借鉴，但在实际测绘中需要我们勇于探索，力求用最简单、最经济、最合理的方法完成任务。