[科普中國]-影像地圖

簡介

影像地圖的發(fā)展與航空攝影、航空測量技術(shù)、航天技術(shù)發(fā)展息息相關(guān)。航空攝影測量經(jīng)歷了從20世紀(jì)30年代模擬測量到20世紀(jì)70年代的解析攝影測量；20世紀(jì)80年代末數(shù)字?jǐn)z影測量興起，發(fā)展到當(dāng)今的全數(shù)字化攝影測量階段。核心技術(shù)得益于計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、航空（天）遙感技術(shù)和數(shù)字圖像理論技術(shù)的發(fā)展，由于“3S”（GPS、RS、GIS技術(shù)）高科技的滲入，使得影像地圖充滿傳奇般絢麗色彩。

影像地圖綜合了航空像片和線劃地形圖兩者的優(yōu)點(diǎn)，既包含航空像片的豐富內(nèi)容信息，又能保證地形圖的整飾和幾何精度。

在我國，隨著數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)的不斷發(fā)展，可以預(yù)計(jì)今后，影像地圖將很快得到普及應(yīng)用，可廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代國防軍事、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、精細(xì)農(nóng)業(yè)、防災(zāi)減災(zāi)、城鄉(xiāng)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)、重大基礎(chǔ)建設(shè)工程、林業(yè)防護(hù)、交通指揮、土地規(guī)劃利用、國土資源勘查等領(lǐng)域。1

功能表達(dá)、監(jiān)測和分析是影像地圖最主要的功能。

1．表達(dá)功能

影像地圖通過影像來直觀、有效地反映地理空間信息，以供用戶快速、準(zhǔn)確地認(rèn)識、了解地理環(huán)境和地理現(xiàn)象的空間位置、形態(tài)、分布、相互聯(lián)系及發(fā)展變化的相關(guān)信息。

2．監(jiān)測功能

影像地圖使用航空影像或巳星影像來表示地表事物變化，現(xiàn)勢性強(qiáng)、更新快，能夠?qū)Φ乇碛^象進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。

3．分析功能

通過對影像地圖上地理目標(biāo)的空間、屬性以及目標(biāo)間相互關(guān)系變化的研究，探索和揭小地理現(xiàn)象的分布、聯(lián)系和演化規(guī)律。2

特點(diǎn)影像地圖的特點(diǎn)在于以地表影像直接顯示自然地理要素和某些易于識別的地物，如地勢、地貌、水系、森林、耕地、居民點(diǎn)、道路網(wǎng)等；影像無法顯示或不易識別的地物，則用符號或注記表示，如等高線、高程點(diǎn)、特征地物、地名以及各種屬性注記等。影像地圖具有形象、直觀、富有立體感、易讀以及地物平面精度較高、相對關(guān)系明確、細(xì)部反映真實(shí)、成圖周期短等優(yōu)點(diǎn)。由于地表自然地理特征千差萬別，影像地圖在制作技術(shù)、表現(xiàn)形式、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化方面尚在探索和試驗(yàn)中，主要應(yīng)用于各種資源調(diào)查與專題地圖。隨著計(jì)算機(jī)輔助制圖的發(fā)展以及航天攝影測量的實(shí)用化，影像地圖作為一種“影像地圖化”方向和產(chǎn)品，勢必得到迅速發(fā)展和廣泛利用。除以上特點(diǎn)它還具有：①既具有立體效應(yīng)的豐富影像信息，又有一定地圖精度的組合圖型，具有影像和地圖的雙重作用；②地面信息豐富，內(nèi)容層次分明，圖面清晰易讀；③簡化和革新了地圖編制工藝，改善了制圖條件，加快了成圖速度，縮短制圖周期，是現(xiàn)代地理制圖自動(dòng)化的一個(gè)新途徑；④遙感資料周期快、現(xiàn)勢性強(qiáng)，是開展多時(shí)相遙感數(shù)據(jù)或多種信息源復(fù)合研究，建立地學(xué)編碼影像數(shù)據(jù)庫的重要基礎(chǔ)。1

類型影像地圖依據(jù)遙感資料的不同，分為航空影像地圖和衛(wèi)星影像地圖；按地圖的性質(zhì)，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(qū)域影像地圖和標(biāo)準(zhǔn)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(xué)合成影像地圖和制印合成影像地圖等。

1．普通影像地圖

普通影像地圖是綜合了遙感影像和地形圖的特點(diǎn)，在影像的基礎(chǔ)上疊加了等高線、境界線、溝渠、道路、高程注記等內(nèi)容，按需求的不同，可以制成黑白、彩色、單波段和多波段合成的影像地圖。按遙感資料的性質(zhì)，又可分為航空影像地圖和衛(wèi)星影像地圖兩種。前者的比例尺較大，影像分辨率高，適用于工程設(shè)計(jì)、地籍管理、區(qū)域規(guī)劃、城市建設(shè)以及區(qū)域地理調(diào)查研究和編制大比例尺專題地圖；后者是由陸地衛(wèi)星多光譜掃描儀掃描獲得的MSS4、MSS5、MSS6、MSS7等波段的影像經(jīng)糾正后編制的，屬于中小比例尺影像地圖，區(qū)域總體概念清晰，有利于大范圍的分析研究，適用于研究制圖區(qū)域全貌、大地構(gòu)造系統(tǒng)區(qū)域地貌、植被分布、制定工農(nóng)業(yè)總體規(guī)劃，進(jìn)行資源調(diào)查與專題制圖等。1

2．專題影像地圖

專題影像地圖是以影像地圖作基礎(chǔ)底圖，通過解譯并加繪有專題要素位置、輪廓界線和少量注記制成的一種影像地圖。因像片上有豐富的影像細(xì)節(jié)，專題要素又以影像作背景，兩者可以相互印證，又不需要編制地理底圖，因而具有工效高、質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，是有發(fā)展前途的一種新型地圖。

3．電子影像地圖

電子影像地圖以數(shù)字形式存儲在磁盤、光盤或磁帶等存儲介質(zhì)上，需要時(shí)可由計(jì)算機(jī)的輸出設(shè)備（如繪圖機(jī)、顯示屏幕等）恢復(fù)為影像地圖。與傳統(tǒng)的影象地圖相比，它保留了影像地圖的基本特征如數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、圖例、符號、色彩等，只是載負(fù)影像地圖信息的介質(zhì)不同。

4．多媒體影像地圖

多媒體影像地圖是電子地圖的進(jìn)一步發(fā)展。傳統(tǒng)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(jìn)行操作，系統(tǒng)可以將用戶選擇的影像區(qū)域放大，直觀形象的影像信息再配以生動(dòng)的解說，使影像地圖信息的傳輸和表達(dá)更加有效。

5．立體全息影像地圖

立體全息影像地圖利用從不同角度攝影獲取的區(qū)域重疊的兩張影像，構(gòu)成像對，閱讀時(shí)，須戴上偏振濾光眼鏡，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。

影像地圖的種類比較多，除了上面介紹的幾種外，還有黑白快速影像地圖、彩色快速影像地圖、多色正規(guī)影像地圖、彩色正規(guī)影像地圖、綜合影像地圖、雙面影像地圖、黑白影像地圖、重疊片影像地圖、互補(bǔ)色影像地圖、立體影像地圖和語言影像地圖等。1

制作對于影像地圖的制作，主要是采取遙感影像，因此下面只介紹遙感影像地圖的制作過程。

1．遙感圖像信息的選擇

根據(jù)影像地圖的用途、精度等要求，盡可能選取制圖區(qū)域時(shí)相最合適、波段最理想的數(shù)字遙感圖像作為制圖的基礎(chǔ)資料?；A(chǔ)資料是航空像片或影像膠片時(shí)，還需要經(jīng)過數(shù)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可參閱遙感圖像處理教程，在此就不進(jìn)行講述，這里需要注意的是，制作遙感影像地圖時(shí)，更多的是以應(yīng)用為目的，注重圖象處理的視覺效果，而并不一定是解譯效果。

3．遙感影像鑲嵌

如果一景遙感影像不能覆蓋全部制圖區(qū)域，就需要多景遙感影像鑲嵌。大多數(shù)GIS軟件和遙感影像處理軟件都具有該功能。鑲嵌時(shí)，要使影像的投影相同，比例尺一致，并且圖像彼此間的時(shí)相要盡可能保持一致。

4．符號注記層的生成

符號和注記是影像地圖必不可少的內(nèi)容。但在遙感影像上，以符號和注記的形式標(biāo)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(gè)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(diǎn)進(jìn)行的影像符號化，生成符號注記層，即在柵格圖像上用鼠標(biāo)輸入的矢量圖形。

5．影像地圖的圖面配置

影像地圖的圖面配置與一般地圖制圖的圖面配置方法一樣。

6．遙感影像地圖的制作與印刷

遙感影像地圖的制作與印刷有兩種方法，一種是利用電分機(jī)對遙感影像負(fù)片進(jìn)行分色掃描，經(jīng)過計(jì)算機(jī)完成色彩校正、層次校正、掛網(wǎng)等處理過程得到遙感影像分色片。分色片經(jīng)過分色套印，即可印制遙感影像地圖。另一種是將遙感數(shù)據(jù)文件直接送入電子地圖出版系統(tǒng)，輸出分色片或彩色負(fù)片，在此基礎(chǔ)上印制遙感影像地圖。1