浅谈地理国情普查之遥感影像解译样本的制作方法

浅谈地理国情普查之遥感影像解译样本的制作方法（精选3篇）

篇1：浅谈地理国情普查之遥感影像解译样本的制作方法

浅谈地理国情普查之遥感影像解译样本的制作方法

[摘要]遥感解译样本是利用具有对照关系的照片和遥感影像来共同反应同一地物在实际和影像上的不同表达形式，从而提高内业解译人员的正确认识。而本文主要介绍外业采集、内业整理时的具体操作方法和注意事项。

[关键词]地理国情解译样本遥感影像实例

中图分类号：D670 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）11-0365-02

引言

遥感影像解译时，对地理环境的正确认知是保证解译结果正确的前提，而利用具有对照关系的照片和遥感影像为主的解译样本数据可以为内业解译人员建立对相关地域的正确认识提供支持，在解译结果的质量控制当中重要作用，同时也为后期长期监测积累实地参考资料。

1.遥感影像解译样本数据内容与属性

遥感解译样本数据包含两类，一是地面照片，二是要干影像实例数据。两类数据分别从不同的侧面反映地物影像形态特征，起到相互印证的作用，可以帮助解译人员更高效地认知遥感影像所蕴含的信息。两者之间根据位置和反映的内容具有明确的对应关系。对应关系有以下几种情况，都是合理的：

1）一对一关系：一张地面照片只对应一幅遥感影像实例。

2）一对多关系：一张地面照片对应多张不同类型或时相的遥感影像实例。

3）多对一关系：多张地面照片对应一幅遥感影像。

4）多对多关系：多张地面照片对应多幅遥感影像实例。

注：为便于操作起见，我们建议采用一对一关系。

2.1 地面照片的属性

除拍摄能够比较全面清晰反映一定范围内地物特征的地面照片，为了建立地面照片和遥感影像实例的对应关系，并有利于后期深入利用，每一张地面照片需要记录拍摄时的相机姿态参数、拍摄距离，以及由相机在照片中自动记录的拍摄时的35mm等效焦距、拍摄时间、拍摄者等信息。此外，需说明照片主体内容所属的地理国情信息类型，并尽可能对地面照片反映的内容提供文字说明。姿态参数中包含经纬度、高程、方位角、横滚角、俯仰角，此外，还需要尽可能记录影响获得这些姿态参数精度水平的属性，包括定位方法、采用卫星定位时观测到的卫星数量、平面定位精度，方位角的测量精度范围等.2.2 遥感影像实例的属性

要正确识读遥感影像实例所包含的的地物信息，需要更多的属性信息支持。因此，遥感影像实例还包含数据源类型、分辨率、波段数、拍摄时间等属性。另外，为了后期查询?z索方便，需要记录遥感影像实例四个角点的经纬度坐标。

2.外业采集

1）采集的地面照片需充分保证样本的典型性，地面照片反映的地表季相或覆盖状态应尽可能与遥感影像的时相接近，外业核查时，内业有疑问的图斑，以及外业发现分类错误的图斑，原则上都需要采集对应类型的解译样本数据，地面照片的拍摄，可先设计好路线，并大致确定拍摄位置，在外业调查中有目的性的拍摄

2）以影像数据源类型、时相比较一致（属于同一个季节）且连片、地理环境差异不大的区域作为范围，如果区域范围超过1000平方千米，每种覆盖类型（最细一级类）采样点数量一般平均不少于15个；若区域范围小于1000平方千米，每种覆盖类型采样点数量一般平均不少于10个，样点的分布应尽可能与图斑的分布相一致；难以到达的特殊困难地区，每种覆盖类型采样点数量一般平均不少于 3个；对于图斑数很少（100个以下）且图斑总面积很小的覆盖类型，若具有典型性，也必须至少采集1个样点

3）拍摄时应尽可能水平持握相机，使其保持正常姿态，避免照片信息失真误导使用者，应尽可能拍摄离相机 200米范围以内的景物

4）样本点采集应尽可能均匀分布整个范围

5）样本点采集符号红色拍照按钮，出现如图1的对话框

6）系统自动定位到你所在位置然后拍照选择对应CC码，如图2

3.内业整理

1）照片整理

首先需要整理所拍摄的照片，删除那些类似光线不好、角度不对、拍摄主体不明确的照片，同时也要删除文件夹shps里point层对应的点和样本点.mdb里对应的记录，因为它们三者都是一一对应的。接着根据照片ID号去对应其CC码是否一致；然后在PHOTO表里的拍摄时间字段里按照标准格式填上时间，例如2014-09-16T10：25：30；最后在拍摄者字段里写上自己的名字。

2）实例整理

因为裁切实例的影像投影是，所以首先我们要把shps里的point点层转换成相应的投影，接着选中拍摄点再根据插件裁切影像。由于拍摄点和拍摄主体之间存在一定的距离，所以影像实例存在两种情况。一般情况下裁切的实例大小为511*511像素，而当拍摄距离过大时会自动裁切成1023*1023像素。裁切数据会自动存放在SMPING文件夹里，每一个拍摄点对应三个实例文件。例如。而裁切结果会在SMPING表格里体现，与之前的PHOTO表格互相对应。其中影像类型字段、影像拍摄时间字段、影像波段数字段需要根据主要影像源填写，例如我们所采用的是WV2影像类型，影像时间为2013-07-24T00：00：00，波段数为3。

3）照片与实例对应关系

照片所反应的事物应该与实例所反应的影像要一致，而且其方位角也要大致相同，如图3，图4。

4.遥感影像解译样本数据库结构

遥感影像解译样本数据库由记录地面照片属性及文件名的 PHOTO 数据表、记录遥感影像实例属性信息及文件名的 SMPIMG 数据表、以及反映地面照片和遥感影像实例对应关系的关系表 PHOTO_IMG 三个表格构成。

5.1 数据表 PHOTO

PHOTO 数据表包含地面照片的 18 个属性和文件名共 19 个，如表1。

5.2 数据表 SMPIMG

SMPIMG 数据表包含遥感影像实例的 13 个属性和文件名共 14 个字段，如表2。

5.3 关系表 PHOTO_IMG

关系表 PHOTO_IMG 定义数据表 PHOTO 和 SMPIMG 之间的多对多关系，并记录这种关系建立的一些信息，如表3。

5.数据表之间的关系

PHOTO表、SMPIMG表、PHOTO_IMG表三者关系如图5。

6.结语

随着第一次地理国情普查的不断深入，遥感解译样本也在发挥着越来越大的作用。它可以更加直观的反应我国地表覆盖的分类样貌，也可以很好的反应每个地区、每个省份的地表分类情况，有助于国家更好的了解实际情况。总之，遥感解译样本在地理国情普查项目扮演着一个重要的角色。

参考文献

[1] GDPJ 01-2013.地理国情普查内容与指标.2013.8.[2] GDPJ06-2013.遥感影像解译样本数据技术规定2013.8.[3] GDPJ05-2013.《地理国情数字正射影像生产技术规定》2013.8.

篇2：浅谈地理国情普查之遥感影像解译样本的制作方法

[摘要]本文从实际角度出发，以WorldView-2影像数据为例，介绍了利用ERDAS IMAGINE软件对WorldView-2遥感影像进行正射校正的方法，再综合利用EPT等软件，生产标准DOM影像的制作流程和方法。

[关键词]WorldView-2 正射校正 影像融合 地理国情

[中图分类号] P2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-5-162-1

1引言

地理国情普查是一项重大的国情国力调查，是全面获取地理国情信息、掌握地表自然、生态以及人类活动基本情况的重要手段和基础性工作。DOM数据是地理国情普查中主要的调查数据源，同时也是普查成果数据的重要组成部分。目前，辽宁省正在开展地理国情普查工作，面对大量的遥感数据，对其进行快速高效的影像数据预处理是普查工作的当务之急。本文以WorldView-2影像数据为例，详细阐述了遥感正射影像的制作流程。WorldView-2卫星遥感影像简介

WorldView-2卫星能够提供0.5米全色图像和1.8米分辨率的多光谱图像。星载多光谱遥感器具有4个业内标准谱段（红、绿、蓝、近红外）和四个额外谱段（海岸、黄、红边和近红外）。WorldView-2卫星图像的周转时间（从下达成像指令到接收到图像所需的时间）仅为几个小时而不是几天。

3地理国情普查对遥感软件的选择

针对地理普查情况，合适的遥感软件非常重要，主要要求有如下几点：

（1）同时支持通用图像格式、遥感软件格式、卫星数据格式等多种栅格文件，以及通用的矢量格式，使各种文件格式能方便的进行交换。

（2）具备遥感图像处理的一些基本功能。如：波段组合、大气校正、地形校正、坏线处理、噪声消除、头文件编辑等。

（3）不仅需具备基于航摄高度、焦距等相机参数和利用DEM的正射纠正功能；还应具备专门针对SPOT-

5、WorldView-2或Quick Bird等卫星的RPC有理多项式系数严格轨道物理模型的正射纠正功能。

（4）具备很好的数据融合功能。

（5）具有栅格数据与矢量数据叠加套和功能，能方便的进行人机交互解译。

基于以上要求，经过综合考虑我单位选择了ERDAS IMAGINE软件和航天远景的EPT软件进行遥感正射影像图的生产。

4遥感正射影像图的处理制作

4.1本文使用的是Worldview-2数据，图1为ERDAS软件对Worldview-2数据的处理流程。

4.2利用LPS Core正射校正WorldView-2全色影像

（1）创建LPS工程文件，在这过程中，设置各项参数。并进行金字塔层计算。

（2）由于影像重叠区较小，且Worldview-2卫星定位已较精确，处理中使用连接点无太大意义，故不生成连接点，仅使用控制点完成校正。控制点的选取，分别在参考影像和待纠正影像上选取同名地物点刺点，若是控制点来源是控制点文件，可以首先导入控制点文件，然后点击图标中的自动预测图标，会根据控制点坐标自动计算影像点坐标，自动在影像上刺点。大大提高效率，节省时间。

（3）控制点数量不需太多，一般一景影像十几个控制点即可，主要要求为均匀分布。加完控制点后即可进行空三计算，显示的RMS值小于1可以接收此空三加密成果。至此完成了WorldView-2全色波段影像的正射校正。

4.3多光谱影像正射校正

利用AutoSync模块，以校正好的Worldview-2全色影像为参考，校正Worldview-2多光谱影像。由于地理国情监测的数据量比较大，并且Worldview-2的全色数据已经用LPS正射校正了，所以可以利用IMAGINE AutoSync Georeferencing Wizard进行批处理，提高效率。

4.4图像融合

本项目采用多种融合方法对Worldview-2影像进行了数据融合、自动解译试验。从主观定性和客观定量两个方面来分析，评价了Ehlers变换、Brovey融合、Wavelet融合、PanSharpen变换、Gram-Schimdt变换等融合结果，综合分析后得出：PanSharpen变换融合方法综合效果优于其他方法，融合的图像信息量更加丰富，且光谱特征保留较好。而且通过解译结果对比分析PanSharpen融合影像具有更好的影像解译效果。这对地理国情普查中遥感影像解译、分类精度的提高具有重要作用。

4.5图像的镶嵌及标准分幅

EPT根据影像的*.tfw等坐标信息能自动生成镶嵌线，所见即所得的功能，可以直接看到图幅成果，并且能灵活高效的编辑镶嵌线。

EPT改变了以往一定要先拼接再裁切的成图模式，而是直接针对单个图幅生成，镶嵌过程中直接生成所需的标准图幅。不再需要占用大量的空间来进行影像的处理，在DOM的生产过程中能更为高效、合理地分配磁盘空间。

5结论

篇3：浅谈地理国情普查之遥感影像解译样本的制作方法

第一次全国地理国情普查工作正在紧张有序进行着, 通过开展本次普查可以全面获取地理国情信息, 掌握我国地表自然、生态以及人类活动的基本情况, 分析其空间分布、基本特征及相互关系, 为开展常态化地理国情监测奠定基础。这是一项开创性的工作, 普查内容多、专业性强、产品质量要求高。因此制作出高质量的遥感解译样本库数据将大大降低内业解译的难度和外业调绘的作业成本。

1 遥感影像解译样本数据简介及内容

遥感影像解译样本数据是指用于辅助遥感影像内业解译而收集获取的地面实景照片和对应遥感影像等样本数据。这两种数据从不同的侧面反映了地物影像形态特征, 起到了相互印证的作用, 可以帮助内业解译人员更高效地获取遥感影像所蕴含的信息。地面照片与遥感影像之间根据位置和反映的内容具有一对一、一对多、多对一、多对多四种关系。为了便于操作起见, 每一张地面照片表示一个样本点。本文将以一对一的关系为例进行阐述。

2 遥感影像解译样本数据的采集要求

2.1 地面照片的采集要求

(1) 采集的地面照片应该充分保证样本的典型性, 每个样本必须与地表覆盖类型保持一致, 并且应尽量保持地表照片和遥感影像的季节时相接近。

(2) 如果区域范围超过1000平方千米, 那么每种覆盖类型采样点数量一般不少于15个;若区域范围小于1000平方千米, 那么每种覆盖类型采样点数量一般不少于10个, 并且样本点的分布应尽量与图斑的分布相一致;各覆盖图斑平均样本点数不少3个;对于有些图斑数少于100个且总面积很小的覆盖类型至少需要采集1个样本点。

(3) 在野外拍摄样本时应尽量保持水平持握相机, 避免相机记录的照片信息失真, 尤其是横滚角信息。尽量在200米范围内拍摄样本点实地景物, 避免照片与遥感影像之间的空间对应关系失真。

(4) 地面照片采用JPG格式, 后缀为“.jpg”, 照片名字用32位字符表示, 前2位以“PH”开头, 后14位表示时间, 接着后13位表示经纬度, 最后3位表示照片方位角。

2.2 遥感影像的采集要求

(1) 对应地面照片的拍摄信息, 从经过正射处理的遥感数据源图像中可以裁切2种格式, 即511*511或1023*1023像素大小的遥感影像, 并且应尽量把地面照片的拍摄主体地物置于影像中心部位, 同时保证拍摄点也位于遥感影像范围内。

(2) 裁切好的遥感影像名称前2位为“RS”, 后面30位与对应的地面照片名称相同, 后缀为“.tif”;利用TIFFWORLD文档 (后缀为“.tfw”) 记录影像坐标信息;利用投影信息文件 (后缀为“.xml”) 记录影像的投影信息。

(3) 在裁切好的遥感影像上应根据照片拍摄点经纬度坐标, 用与影像颜色反差较大的颜色 (一般用红色、蓝色或黄色) 表示的十字丝表明其位置, 并且根据照片方位角为视角中心标注照片视野范围。

3 遥感影像解译样本数据储存要求

(1) 地面照片和遥感影像的属性信息储存在统一的数据库中, 要求采用Access数据库格式, 后缀为“.mdb”。照片文件和影像文件应该分别存放在数据库文件相同目录下的PHOTO和SMPIMG目录中。

(2) 遥感影像解译样本数据库结构

遥感解译样本数据库 (即mdb文件) 由记录地面照片属性及文件名的PHOTO数据表、记录遥感影像属性信息及文件名的SMPIMG数据表以及反映地表照片和遥感影像对应关系的关系表PHO-TO_IMG三个表格构成。三个表格之间的关系如下:

遥感解译样本数据库采用Access数据库格式, 统一命名为:SMPDATA.mdb。

4 遥感影像样本库制作实例

笔者自2013年12月开始接触国情普查工作, 在国情普查的工作中不断地摸索制作遥感解译样本库的方法, 如今总结了一点经验, 在此与大家分享。笔者单位承接的是江西省某县的地理国情普查工作。地表覆盖内业解译采用的是南方软件公司开发的idata国情专版软件;遥感影像裁切工具使用南方公司开发的影像截取工具1.4.03版;遥感影像样本数据库使用南方公司的Export Collect Data7.0软件生成;外业样本采集使用的是南方公司在Android平台开发的S520工业级平板电脑。

在野外采集样本照片时, 作者严格按照上述地面照片采集要求进行采集, 如图一所示。

以上3张照片清晰, 主体明确, 可准确的判断出照片所摄主体分别是:竹子 (0340) 、无轨道路面 (0601) 、阔叶林 (0311) 。在实地拍摄样本照片时, 应做到照片拍在哪里, 样本位置点在哪里, 不可偏离太远, 以避免拍摄位置和样本点位置出现错误。

外业样本采集完毕后, 根据平板记录的样本各种信息, 通过南方公司的影像截取工具裁切遥感解译样本影像, 依次如图二所示。

以上3张遥感影像图斑类型突出, 拍摄位置和视角方向准确, 可作为遥感影像样本数据。结束野外采集工作之后, 根据S520平板电脑记录的样本点经纬度坐标, 用样本库生成软件Export Collect Data7.0生成该县的遥感样本数据库SMPDATA.mdb文件。

SMPDATA.mdb文件中包含3个表格, 如表一至表三所示。

至此, 遥感解译样本库基本制作完成, 接下来就是对表格的校对工作。

5 PHOTO、PHOTO_IMG、SMPIMG三表中常见错误及应注意的事项

(1) 在PHOTO表中, 经常出现“AZIM”中方位角与“FILE”中文件名不一致的错误。值得注意的是, “AZIM”中的方位角数字取整后再作为“FILE”文件名后三位数字, 而不是四舍五入, 所以应该仔细检查这一问题。

(2) 在PHOTO表中, “TILT”俯仰角和“ROLL”横滚角的角度应该在±0~±90度范围内。如果出现大于±90度的情况应该删除该样本点。两角通常情况应该控制在比较小的锐角范围。

(3) 在PHOTO_IMG表中出现的错误比较少, 通常就是“PHID”与“IMGID”中的名字尾数后3位不一致, 所以应该仔细检查。

(4) 在SMPIMG表中, “SRCTYPE”经常会填错影像类型, 这里应该填写“AD0”表示数码航空影像, 而不是图片类型“TIF”。

(5) 在SMPIMG表中, 如果四角点经纬度坐标保留小数位太少, 则经常出现四点坐标相同的错误。因此, 应该让四角的坐标保留足够多的小数位数, 通常保持在10位小数为宜。

6 外业样本采集时常见错误及注意事项

(1) 在外业拍摄地面照片时, 由于平板电脑GPS定位精度问题, 经常会出现拍摄点位置不准确的情况, 但是只要控制在15米以内, 并且照片方位角精度控制在5度以内, 那么该样本照片仍然可以作为样本点使用。

(2) 在野外拍摄地面照片时应该控制好拍摄点与样本点位置的距离, 尽量控制在200米范围内。要做到“拍摄哪里, 图斑就在哪里”, 以便防止拍摄距离错误。

(3) 拍摄地面照片时, 经常出现横滚角和俯仰角异常的情况, 所以应该等到两个角度数值基本稳定后才开始拍摄照片。

(4) 拍摄地面照片时, 经常出现画面曝光过度的情况, 那是因为相机镜头被阳光直射而造成, 所以作业者们应该尽量避免这种情况发生, 保证照片的清晰度。

7 遥感影像裁切制作中常见错误及注意事项

(1) 遥感影像裁切时经常会出现遥感影像上没有拍摄点位置, 或有拍摄点位置却没有拍摄视角范围线的错误。

(2) 遥感影像裁切完毕后, 经常出现地面照片与遥感影像反映的主体不一致, 这种情况很有可能是拍摄的位置与样本点的位置不一样, 也有可能是因为实地情况发生改变与遥感影像不一致。这种样本点只能删除不可作为遥感解译样本点。

(3) 遥感影像裁切完毕后, 有时会出现样本尺寸错误。作业者们的遥感影像样本尺寸只有511*511和1023*1023两种, 其他的格式皆为错误, 如果出现应该及时修改或者删除。

8 结束语

遥感解译样本库数据制作工作是一项复杂而繁重的工作, 在作业过程中必须要细心入微, 深入理解每一个步骤, 并且需要耐心的比对各项数据, 比如“核对地面照片与遥感影像是否一致, 样本库数据中CC码是否与地面照片所拍摄主体一致”等等。详尽地制作遥感解译样本库对于地理国情普查工作至关重要。遥感解译样本库的丰富与完善将大大提高内业图斑解译的效率, 给地理国情普查工作节省宝贵的时间。

摘要：遥感影像解译样本库数据对于第一次地理国情普查工作有着至关重要的作用, 是内业解译图斑的重要作业依据, 并为将来的自动化内业解译软件储备基础数据。本文对遥感影像解译样本库数据的制作原理和方法进行了初步的探讨。

关键词：国情普查,遥感影像,解译样本库

参考文献

[1]房龙, 高松, 于海洋.地理国情普查中遥感影像解译样本地面照片信息采集录入方法探讨[J].测绘与空间地理信息, 2014, 37 (06) :53-55.

[2]张岩, 边珍, 马钢.浅谈地理国情普查中的遥感解译具体实施方案[J].测绘与空间地理信息, 2014, 37 (06) :173-175.

[3]杨志刚, 赵喜春.遥感影像解译样本数据的检查方法[J].测绘与空间地理信息, 2014, 37 (06) :195-197.