摄影测量与遥感计算题,摄影测量与遥感基础知识

2024-05-04 摄影测量与遥感 192
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什么叫直线定向摄影测量与遥感概论 详细�0�3

什么叫直线定向摄影测量与遥感概论 什么叫直线定向摄影测量与遥感概论 作业一 1、简述摄影测量发展的三个阶段及其对地理信息系统技术的作用。 答:摄影测量的三个阶段是:模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量。作用:模拟摄影测量的直接成果为各种图件(地形图、专题等)他们必须经过数字化才能进入计算机中。解析摄影测量、数字摄影测量可以直接为各种 作业二 1、什么是航摄像片的内、外方位元素,各有何用? 答:航摄相片的内方位元素:表示摄影中心与相片之间相关位置的参数。 航摄相片的外方位元素:在恢复了内方位元素的基础上,确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数。 航摄相片的内方位元素的作用是:建立测图所需要的立体模型的基础。 航摄相片的外方位元素的作用是:建立立体模型。 2、为什么外方位元素中的角元素有三种不同的选择? 答:外方位元素中的角元素三种不同选择的原因是:根据不同仪器的设计需要。 3、摄影测量中常用的坐标系有哪些?各有何用? 答:摄影测量中常用的坐标系有两大类。一类是用于描述像点的位置,称为像方空间坐标系;另--类是用于描述地面点的位置.称为物方空间坐标系。 (1)像方空间坐标系 ①像平面坐标系 像平面坐标系用以表示像点在像平面上的位置,通常采用右手坐标系,轴的选择按需要而定.在解析和数字摄影测量中,常根据框标来确定像平面坐标系,称为像框标坐标系。 ②像空间坐标系 为了便于进行空间坐标的变换,需要建立起描述像点在像空间位置的坐标系,即像空间坐标系。以摄影中心为坐标原点,轴与像平面坐标系的轴平行,轴与主光轴重合,形成像空间右手直角坐标系 ③像空间辅助坐标系 像点的像空间坐标可直接以像平面坐标求得,但这种坐标的待点是每张像片的像空间坐标系不统一,这给计算带来困难。为此,需要建立一种相对统一的坐标系.称为像空间辅助坐标系,用表示。此坐标系的原点仍选在摄影中心坐标轴系的选择视需要而定。 (2)物方空间坐标系 ①摄影测量坐标系将像空间辅助坐标系沿着Z 轴反方向平移至地面点P,得到的坐标系称为摄影测量坐标系 ②地面测量坐标系地面测量坐标系通常指地图投影坐标系,也就是国家测图所采用的高斯-克吕格带或带投影的平面直角坐标系和高程系,两者组成的空间直角坐标系是左手系,用表示。 ③地面摄影测量坐标系 由于摄影测量坐标系采用的是右手系,而地面测量坐标系采用的是左手系,这给由摄影测量坐标到地面测量坐标的转换带来了困难。为此,在摄影测量坐标系与地面测量坐标系之间建立一种过渡性的坐标系,称为地面摄影测量坐标系,用表示,其坐标原点在测区内的其一地面点上。 4、摄影测量中,为什么常要把像空间坐标变换为像空间辅助坐标系?常用的坐标变换公式是什么? 答:由于将像平面坐标求像点的像空间坐标时,每张相片的像空间坐标系不统一,给计算带来困难。因此建立相对统一的像空间辅助坐标系。像空间坐标系和像空间辅助坐标系坐标之间的变换关系为 5、什么叫共线方程,它在摄影测量中有何应用? 答:共线方程是:共线方程即中心投影的构像方程 共线方程式包括十二个数据:以像主点为原点的像点坐标,相应地面点坐标,像片主距及外方位元素。 共线条件方程在摄影测量中的主要应用如下: 单片后方交会和立体模型的空间前方交会; ②求像底点的坐标; ③光束法平差中的基本方程 ④解析测图仪中的数字投影器; ⑤航空摄影模拟; ⑥利用DEM 进行单张像片测图。 6、空间后方交会的目的是什么?解求中有几个未知数?至少需要测求几个地面控制点?为什么? 答:利用一定数量的地面控制点,根据共线方程,反求像片的外方位元素,这种 *** 称为单张像片的空间后方交会。解求外方位元素时,有六个未知数,至少需要六个方程。由于每一对共轭点可列出两个方程,因此,若有三个已知地面坐标控制点,则可列出六个方程,解求六个外方位元素改正数.测量中为了 提高精度,常有多余观测方程。在空间后方交会中,通常是在像片的四个角上选取四个或更多的地面控制点,因而要用最小二乘法平差计算。 作业三 1、什么叫人造立体视觉?观察立体有哪三个基本条件? 答:人造立体视觉是:空间景物在感光材料上的构像,再用人眼观察构像的像片产生生理视差,重建空间景物的立体视觉,所看到的景物称为立体影像,产生的立体视觉称为人造立体视觉。 观察立体的三个基本条件是:1:两张相片必须是在两个不同位置对同一景物摄取的立体像对。 2:两只眼睛必须只能观察像对的一张像片。 3:两像片上相同景物(同名像点)的连线与眼基线应大致平行。ы 2、双像解析摄影测量测求地面点三维坐标的 *** 有哪三种? 答:用解析的 *** 处理立体像对,常用的 *** 有三种: 1、利用像片的空间后方交会与前方交会来解求地面目标的空司坐标。 2、利用立体像对的内在几何关系,进行相对定向,建立与地面相似的立体模型,计算出模型点的空间坐标。再通过绝对定向,将模型进行平移、旋转、缩放.把模型纳入到规定的地面坐标系之中.解求出地面目标的绝对空间坐标。 3、利用光束法双像解析摄影测量来解求地面目标的空间坐标,这种 *** 将待求点与已知外业控制点同时列出误差方程式,统一进行平差解求。这种 *** 理论较为严密.它把前面两种 *** 的两种步骤合在一个整体内。 3、解析相对定向的目的是什么?有哪两种 *** ?各种 *** 的定向元素是 5 个? 答:目的:恢复立体像对中两张像片的外方位元素即恢复其绝对位置和姿态,重建被摄地面的绝对立体模型。 两种 *** 是:1:连续像对相对定向元素。 定向元素5 个是: 2:单张像对相对定向元素 定向元素5 个是: 4、解析绝对定向的目的是什么?定向元素有哪些?如何解求绝对定向元素? 解求中至少需要几个地面控制点? 答:绝对定向的目的就是将相对定向后求出的摄影测量坐标变换为地面测量坐标,七个参数。7 个未知数至少需列7 个方程,若将已知平面坐标()和高程的地面控制点称为平高控制点,仅已知高程的控制点称为高程控制点,至少需要两个平高控制点和一个高程控制点,而且三个控制点不能在一条直线上。生产中,一般是在模型四角布设四个控制点,因此有多余观测值,按最小二乘法平差解求。 5、解析空中三角测量有哪些 *** ? 一、答:航带法解析空中三角测量 首先对航带中每个像对进行连续法相对定向,建立立体模型。然后.用航带内四个已知控制点或相邻航带公共点,进行航带模型的绝对定向.将各航带模型连接成区域网,并得到所有模型点在统一的地面摄影测量坐标系中的坐标。最后,进行航带或区域网的非线性改正。改正的 *** 是,认为每条航带有各自的一组多项式系数值.然后以控制点的计算坐标与实测坐标应相等以及相邻航带公共点坐标应相等为条件,在误差平方和为最小条件下,求出各航带的多项式系数.进行坐标改正,最终求出加密点的地面坐标。 二、独立模型法解析空中三角测量 它是基于单独法相对定向建立单个立体模型。由于各个模型的像空间辅助坐标系和比例尺均不一致,因此要用模型内的巳知控制点和模型公共点进行空间相似变换。首先将各单个模型视为刚体,利用各单个模型彼此间的公共点连 接成一个区域。在连接过程中,每个模型只能作平移、旋转、缩放,这样的要求通过单个模型的空间相似变换来完成。在变换中要使模型间公共点的坐标应相等,控制点的计算坐标应与实测坐标相等,同时误差的平方和应为最小,在满足这些条件下,校最小二乘原理求得每个模型的七个绝对定向参数。从而求出所有加密点的地面坐标。 三、光束法解析空中三角测量 该 *** 以每张像片为单元,以共线方程为依据,建立全区域的统一误差方程式和法方程式,整体解求区域内每张像片的六个外方位元素以及所有待求点的地面坐标,其原理就是光束法双像解析摄影测量。 6、GPS 辅助空中三角测量有何优点?试述其基本原理。 答:优点是:GPS 差分定位技术可获取亚米级精度的三维摄站坐标,有效地用于区域网乎差。解算出的加密点坐标精度优干GPs 摄站坐标自身的精度,可满足各种比例尺测图的加密规范。 在一个区域中,如GPS 观测值中没有失锁、周跳等信号间断的情况,在无须考虑基准的情况下.GPS 摄站坐标可完全取代地面控制点用于区域网平差。 ③为解决基准问题及有效改正由于周跳、失琐等导致的GPs 系统误差,需加飞构架航线或加入少量地面控制点。 ④大量的试验结果表明,GPS 辅助空中三角测量能用于不匠像片比例尺、不同区域大小的联台平差.完全可以生产实用化。

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《摄影测量学》试题九标准答案

一、 名词解释:

1.全数字摄影测量是指从摄影测量与遥感所获取的数据中,采用数字摄影影像或数字化影像,在计算机中进行各种数值、图形和影像处理,以研究目标的几何和物理特性,从而获得各种形式的数字化产品和目视化产品数字摄影影像是用数字摄影机(如CCD阵列扫描仪)直接获得数字影像;数字化影像是用各种数字化扫描仪,对已得到得像片进行扫描,获得数字化影像。而在计算机中进行全自动化数字处理得 *** ,称为全数字化摄影测量。

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2.根据像面,投影中心和物面三者之间的空间位置关系,按中心投影的规律,将物面(或像面)上的点、线或几何图形,表示在像面(或物面)上的工作称为透视变换的空间作图。

3.主垂面与地平面的交线称为摄影方向线以VV表示。显然像面上的主纵线与地面上的摄影方向线是一对透视对应线,都垂直于透视轴。

4.核面与像平面的交线称为核线。

5.

6.单航带航带法解析空中三角测量是常用三种解析加密 *** 的基础。它是利用一条航带内各立体模型的内在几何关系建立自由航带网模型,然后根据控制点条件,按最小二乘法原理进行平差,并消除航带模型的系统变形,从而求得各加密点的地面坐标。

7.把地面分成适当大小的有限单元,在单元内,用一个简单的函数来描述所求的曲面,并保证相邻单元之间有连续(或光滑)的过渡,这种内插 *** 称为有限元法。

8.调绘片是摄影测量内业绘制地形图,建立地物核地貌,标定注记内容的依据核来源,

二 填空题:

1.测制各种比例尺的地形图, 建立地形数据库, 地理信息系统 土地信息系统

2. 30m 3% 3%

3.53% 15% 60%~65% 15%~30%

4.摄影基线 地面任意一点 像主点 核面 像平面 摄影基线的延长线与像平面的交点

5.形状 大小 位置 特征 属性特征 空间特征 时间特征

6.像片倾斜引起的像点位移 像片起伏引起的像点位移 摄站点之间由于航高差引起的各张像片间的比例尺与图比例尺不一致。

7. 影像的色调是否均匀一致 切割线或光学镶嵌的拼接线是否密合,有无影像的重复合丢失 切割镶嵌打纠正点小孔时,是否打掉了重要地物 图面整饰与各项注记是否正确、齐全。

8. 切割镶嵌 数字镶嵌

9. 像片控制点的联测、像片调绘与补测、以及地形测绘等内容

10.频谱分析 *** 渐进采样法

11.栅格形式 矢量形式

三 简答题:

1.摄影测量学是通过影像研究信息的获取、处理、提取合成果表达的一门信息科学。传统的摄影测量学是利用光学摄影机摄得得影像,研究和确定被摄物体得形状、大小、性质和相互关系得一门科学与技术,摄影测量学得主要特点是在像片上进行测量和解译,无需接触物体本身,因而很少受自然和地理等条件的限制。

2.在恢复像片内方位元素的基础上,确定像片摄影瞬间在地面直角坐标系中空间位置和姿态的参数,称为像片的外方位元素.

一张像片有六个外方位元素.其中三个是描述摄影中心S(摄影物镜后节点)空间位置的坐标值,称为直线元素.另外三个是表示摄影光束空间姿态的三个角元素.

三个直线元素 三个直线元素是指摄影曝光时,摄影物镜S在地面选定的空间直角坐标系中的坐标值 .

三个角元素 它是描述像片在摄影瞬间空间姿态的要素.其中两个角元素用以确定摄影机主光轴So在空间的方向,另一个角元素,则确定像片在像片面内的方位.

3.三种 *** :

1)、用单张像片的空间后方交会与立体像对的前方交会方式求解物点的三维空间坐标。这种 *** 是以像片对内已有足够数量的地面控制点坐标为基础。

2)、用相对定向和绝对定向 *** 求解地面点的三维空间坐标。此法是用具有一定相互重叠。

3)、采用光束法求解地面点三维坐标。这种 *** 是把待求的地面点与已知地面点坐标,按照共线条件方程,用连接点条件和控制点条件同时列出误差方程,统一进行平差计算,以求得地面点三维坐标。

4.主要任务除为测图工序提供大量控制点坐标外,还可提供内业测图工序所需得各种定向数据和其他一系列副产品。

常规 *** 有:单模型解析空中三角测量,单航带解析空中三角测量和区域网解析空中三角测量三种。

5.基本思想:把像片分别装入与像片主距相同的两个投影器内,完成内定向,建立和摄影光束法,由于没有进行相对定向,两光束必不满足同名光线对对相交,若用一水平承影面的(交点)将会出现X方向和Y方向得差值。其值同名点得坐标差表示。当诸同名点的上下视差都为零时,相对定向即告完成。通过微动投影器得定向螺旋,消除承应面上同名点的上下视差来完成相对定向,就是模拟法相对定向的基本思想。

6.对于地物而言,数字测图总是采集地物廓角点坐标及属性特征,但有些地物还往往事先已知有外形条件的几何参数和条件。如建筑物、运动场、高速公路等等,具有垂直或平行等条件,如用直接采集的离散点连成图形,则由于获取的原始数据中包含有偶然误差,则满足图形往往不能满足图形的外形条。因此,在绘图之前,应对这些数据进行预处理,一满足图形的几何条件。

7.综合判调的主要工作是室内判绘和野外补调。

室内判绘是室内依据测区收集的各种资料,对像片进行观察、分析和比较然后判读出影像的内容、数量、性质,并着墨描绘在像片上,对于没有足够把握判读的地物用铅笔画出后供野外补调确定。室内判绘采用的凡是有直接目视判读描绘,立体判读描绘以及利用资料辅助判读描绘。

综合判调第二项工作是野外补调。野外补调是对室内判绘的检查和补充。补调要重点检查室内判绘没有把握的地物,室内判绘的地物在实地如果发现错误要马上修改补偿。

综合判调法可以将大量外业调绘工作转入室内完成,能减轻外业调绘的劳动强度和提高像片调绘的工效,与全野外调绘相比有明显的优越之处。

四 、问答题:

1.(1)原始数据的输入及像点坐标的预处理。由于像点坐标是在立体坐标仪上量测,不是像平面坐标系,需要作一定的换算。像点坐标的预处理是指对像点坐标的系统误差处理。

(2)确定相对定向元素的初始值。假定像对中左片是水平的,即外方位元素 在完成定向过程中总是取为零;而像对中右片的角元素 的初始值也均取为零,基线分量 取标准1点的左右视差,即 。

(3)根据确定的初始值,计算左、右片的方向余弦值,组成左、右片各自的旋转矩阵 和 。再变换坐标,计算左、右像片上同名像点的像空间辅助坐标 和 。

(4)逐点计算定向点的上下视差Q。

(5)逐点按相对定向方程式,组成定向点的误差方程式的系数矩阵A。计算各项a,b,c,d,e系数。

(6)逐点组成法方程式的系数矩阵( ),常数项矩阵( )。直到全部定向点组成法方程式。

(7)法方程式的求解。即按 求得各未知数的一次改正值。

(8)计算相对定向于是泥塑的新值,即

(9)计算判断所有未知数的改正值是否小于限差,即 当大于限差时则重复(3)~(8)步的计算,直到小于限差值为止。

2.外为了提高加密精度,除用精密立体坐标仪提高量测坐标精度外,还采取在地面上布设地面标志,提高分辨精度,在平差 *** 中加入残余系统误差的补偿和粗差检测,以及采用摄影测量与各种测量成果的联合平差。

主要作业过程:

1)、像点坐标量测与系统误差改正。

2)、连续法相对定向建立单个模型。左片的角元素 。航带中之一相对完成相对定向后,所得相对定向角元素 为像对中右片的像空间坐标系相对于像空间辅助坐标系的三个角元素。第二个像对以后的各像对中左片的三个角元素,均取前一像对中右片的角元素作为固定值在完成相对定向过程中保持不变,只改变像对中的右片。这样建立起的航带内各单个模型的像空间辅助坐标系,其特点是各模型的像空间辅助坐标系统,坐标 轴向都保持彼此平行,模型比例尺各不相同,坐标原点也不一致。

3)、航带内各立体模型利用公共点进行连接,建立起统一的航带网模型。航带内各单个模型建立之后,以相邻两模型重叠范围内三个连接点的高度应相等为条件,从航带的左端至右端的方向,逐个模型的归化比例尺,统一坐标原点,使全航带内各模型连接成一个统一的自由航带网模型。统一后的模型点坐标为摄影坐标系坐标。

4)、航带网模型的绝对定向。建立的航带网模型是摄测坐标系,需要根据地面控制点,把摄测坐标变换为地面摄测坐标。即将整个航带网按控点的摄测坐标核地面摄测坐标,进行空间相似变换,完成航带网模型的绝对定向,使整条航带网的摄测坐标纳入到地面摄测坐标中。

5)、航带网模型的非线性改正。由于残存系统误差和偶然误差在模型连接过程中传递累积产生航带网模型变形,一般采用多项式进行改正。

3. 数字地面模型是一个表示地面特征空间分布的数据库。一般用一系列地面点坐标X,Y以及该地面点上的高程Z或属性(如名称、目标类别、特征等)组成的数据阵列,以此组成数字地图。

在计算机中就是一个二维数组Z(M,N),任何一点高程就是一个下标变量Z(i,j),只表示地面高程的数字地面模型称为数字高程模型(DEM)。

应用:(一)、在公路、铁路选线设计方面的应用

(二)、地面坡度的计算与分类

(三)、由数字高程模型求真实的地表面积

(四)、根据不同时期的两个数字高程模型计算地表变化的体积

(五)、数字高程模型用于制作正射影像图

(六)、绘制透视立体图

什么是共面条件方程?利用它可以解决摄影测量中的哪些问题?

像对相对定向关系式 像对中所有同名光线都应对对相交所满足的条件方程式,即同名光线的共面条件方程式。利用该条件方程式可解求像对的相对方位元素,从而可计算出各模型点的空间坐标,即可用解析方式建立数字的单个立体模型。

解析空中三角测量已得到普遍的应用,数字地形模型技术和解析测图仪将逐渐地普及。解析摄影测量的原理将在地形和非地形摄影测量以及遥感图像的几何改正等各个领域中广泛应用,并为摄影测量的自动化打下了基础。

摄影测量与遥感计算题,摄影测量与遥感基础知识

西安交通大学仪器科学与技术专业考研分享?

1、关于择校和定专业

我报考的是西安交通大学仪器科学与光电工程学院,专业仪器科学与技术(080400),学硕,对应的专硕名称是电子信息。

选择这个专业的原因是我本科就在西安交通大学仪器科学与光电工程学院,这边的仪器科学与技术专业教育部评分是A+,属于双一流专业。

学硕要求考数一,专硕考数二,英语都是英一,专业课是仪器综合。

考研难度一般,350到360分就可以冲一波,370基本稳了。北航17系是个大系,招生名额很多,学硕专硕加起来,再加上前沿院,名额有一百多。

北航有一个政策就是学硕专硕没区别,在直博等方面没有区分。唯一区别就是专硕可以少上一两门课。

2、初试经验。

首先要明白的问题:为什么要考研?

或许是为了学术上的追求,或许是因为家里的期待,或许是为了圆自己的梦,又或许只是为了晚几年工作。具体原因并不重要,重要的是你的说服自己:我是有着充分的理由决定考研的,所以我应当有着足够的信心和坚定的意志,克服万难,争取胜利。如此,才能充分发挥自己的主观能动性,而不是随波逐流,走一步看一步。

考研时间节点

一般九月份报名,十二月份初试,二月份出成绩,三月份复试,导师联系要趁早。

学习 *** 要适合自己

有些同学属于刻苦型,头悬梁,锥刺股,从早学到晚,一秒钟都不走神;有些同学则属于效率型,神智清明的时候效率奇高,但容易走神犯困,一困就神志不清。我遇到过很多效率型的同学,被鸡汤灌了脑,用刻苦型的学习 *** 去学习,最后在桌子前坐了一天头昏脑涨却一无所获。

所以要找到适合自己的学习 *** 。学习 *** 因人而异,不可能有一种学习 *** 适合所有人。该采用什么样的学习 *** ,还需要在了解自身情况的基础上慢慢探索。

关于报班

报班的好处在于有人一起学习,有人替你规划时间,有人监督进度,有人检查效果。

如同上一条所言,要不要报班,还是看自己情况。有些同学习惯什么的比较独特,报了班反而不适应节奏,适得其反;有些同学有选择困难症,恰恰就需要有人把自己安排得明明白白的,那就比较适合报班。

关于研友

研友还是建议找一个的(虽然我没找到)。

关于辅导书

市面上辅导书种类很多,老师们各有特色。我数学用了张宇36讲,张宇1000题,冲刺四套卷,真题只做了两年的(因为题型变了),视频只看了基础三十讲的免费视频。政治用了肖秀荣的 *** 教材,视频看了精讲精练的配套视频,时政主要材料就是后期的补充资料。

英语因为基础比较好就没怎么复习,用了黄皮书刷题,然后背了两篇作文模板。专业课因为是考本校本专业所以有自己的笔记。

数学

张宇比较诙谐幽默,内容注重理解,追求高分(130以上甚至140以上)的同学可以选择高数和概统,因为数学想高分就一定要把知识点都理解透彻;

武忠祥也是很多同学的选择,武老师讲课平易近人,感觉就像是一个老教授在对你循循善诱。

李永乐,线代的神,学线代跟李永乐走不吃亏,李永乐是那种讲得很细很碎那种,掰碎了喂给你,很适合线代这种知识点散碎的科目,基础不好,不追求高分的同学也可以学李永乐的高数和概率。坏处就是知识点掰碎以后就没有了独立思考的空间,而拔高分恰恰需要自己去钻研。

其他老师如李林等等,具体还是看自己适合哪个风格,以及追求什么样的水平吧。

政治

考研中,政治学习的战线是比较短的,不像英语理论以及快题,需要大量积累、厚积薄发。因此不建议同学们过早的开始政治的学习,通常在九月份开始就差不多。(本人由于政治基础较好,到十月份才开始政治学习,也考了70分,所以政治的突击真的有用。)前期就不要浪费时间在政治上了,除非基础实在是差。

考研政治的学习以徐涛和肖秀荣为主,但是由于个人觉得徐涛比较搞笑,而且比较可爱,所以就跟的徐涛,他的课比较有意思。当然政治的学习跟紧一个人就好了,不要兼顾,不然会既浪费时间又会知识点很乱,在头脑中打架。下面就按照时间段进行说明:

(一)

9月前(可根据个人情况,非必要)

对于基础比较薄弱的同学,暑假期间可以提前进行学习,可以以徐涛的《核心考案》为教材,结合视频课的基础课程进行学习,夯实基础。视频课的来源比较多,网上找找都是有的,找不到可以加我,给你们分享19的。

(二)

9—10月

这个阶段需要两本教材

——《核心考案》和《优题库》,结合视频课中的强化课进行学习,这个课程里面涛涛会明确给你画出,什么是选择题考点,什么是分析题考点,哪些需要背诵,哪些只需要了解。条理十分清晰。每天花一个多小时听课,再画一个多小时做《优题库》中的习题(一定要及时订正)。在九、十月份的时候将教材过一遍,并完成习题。

(三)

11月

这个时候可以将教材中需要背诵的知识点进行背诵了,并且将做错的习题拿出来二刷,确保自己对课本上的知识点有一个较为全面的了解。基本上要能够列出每本书的提纲,这个至关重要,记得徐涛在课上说过,他就没有见过将提纲列的很好的同学,政治考的不好的。至于怎么列提纲不懂得也可以私聊学姐。

(四)

12月

12月份的时候肖四、肖八已经都相继出来了,徐涛的八套卷、四套卷也出了。虽然听课跟着一个人就好,但是做题的时候还是多做做模拟题吧,毕竟考点是一样的。所以可以开始题海战术了,基本一天一套卷,不然还真的来不及,因为发布的时间都比较晚。最后两周的时间背诵肖四的全部大题,以及徐涛的书(19年是20题),时间不够的只跟一个就好了,时间充沛的可以都背。

英语

早点开始背单词,每天或者隔一天练习一道题,坚持下来一定会有效果,英语这种科目需要很长时间的积累,厚积而薄发。

推荐的书是黄皮书,里面是历年考研真题,题都是一分一份拆散的,方便携带。(考研以后才知道自己书包有多重,电脑+一大摞书,不知道怎么坚持下来的,腰都要给我压坏了)

英语作文就背现成的模板就行。

我考研使用的作文书是:《考研英语必背范文30篇》付博 吴耀武 中国政法大学出版社。这本书相比上一本书的优点就是小巧、便携,适合随身携带者复习背诵。从个人角度来看,我其实更喜欢下面这本,因为下面这本书的作文写得真地非常好,读起来如行云流水般非常舒服。其他作文书就没有这个感觉了。再者,我需要强调一点:背诵范文不是为了能够押中作文!背诵范文不是为了能够押中作文!背诵范文不是为了能够押中作文!对于很多人而言,即使会做考研英语题,他的写作水平也是非常烂的。英语输入和输出是完全不成比例的,因此要在短时间里将作文水平提升,只能通过背诵范文,积累表达,结合作文模板到时编写文章。如果要全方位地提高英语水平,那个这一年的复习时间是绝对不够的,希望大家在考研结束后再继续学习英语把。当然,这又是另外一个大话题了。第二本作文书大概在11月底12月初才出版,如果你决定使用这一本的话,建议大家可以先用去年的,因为作文书每年变化不大。考研作文的话题一般是次热门话题,次热门话题什么意思?就是这个话题几年前就已经火了,但是现在已经淡了不少的话题。考研作文不会考当年最热的话题的,那样被押中题目的概率就太大了。

专业课

我考的是摄影测量与遥感综合,代码872。题型的话每年都在变,小题加简答加大题,小题可能是判断,选择,填空。其实小题刷往年原题就可以了,简答题也是,压轴题一般是计算题或者设计题,就比较考验对知识的理解了。重点和难点是不重合的,也就是重点其实是基础知识,抓牢基础知识就能抓住至少120分,难点最多也就一二十分,甚至更少,会用大家都答不上来的偏题换掉大部分人答不上来的难题。

考本校本专业的优势在于自己的笔记,教材习题,课件,课件例题,期末考题,往年真题,就是全部的资料了,绝对比 *** 上卖的都详尽。啥?没有笔记?还不赶紧找大腿借笔记

考外校或者外专业的同学,如果没有门路弄不到上面的资料,那就求助万能 *** ,搜自己专业课代码,一般都能搜到的,一整套资料,200大洋左右。也可以考虑几个人合买一份。也可以找一招这个学校有没有认识的好兄弟好姐妹。 *** 资料一般不全,本校本专业的学生才能收集到最全的资料……所以更好还是有直系的学姐学长

其实教材根本不重要,辅导书根本没有(笑)。本科老师上课都是自带PPT的,看教材反而学不会。大家如果在考研复习过程中有困难的话,也不妨报一个辅导班,比如新祥旭考研全科一对一私人订制VIP辅导课程,针对性强,上课时间可以灵活协商,课下还可以免费答疑解惑,对考研初复试应试备考这块的帮助是非常明显的。

时间规划

还是前面说的,因人而异,看自己情况。

一般来说,数学和英语复习得要早一点,政治一般九月份才开始复习,专业课如果是本专业的话十月份也不迟,而且越到后面学习政治的时间占比应该越大。所以肯定会被挤出一些时间,比如八月份你习惯每天半套英语卷,十月份你每天只能做一道阅读了,省下时间学政治去了。

身体是革命的本钱

坚持锻炼身体啊,就算是宅男宅女也要坚持每星期至少锻炼两次!

不要久坐!(考完研我腰上贴了半个月的膏药QAQ)

作息要规律,不一定要早睡早起,只要你感觉自己健康就行。比如有些人就是晚上精神,那就可以一点睡九点起,我和我室友就是这样的(还好我们宿舍作息时间都差不多,不会互相影响,如果有影响的话一定要和室友沟通解决,互相体谅,妥协的艺术)

3、复试经验。

不要紧张不要紧张,就当成和街坊邻居聊天就行了。反正我复试时候看到屏幕里老师坐成一排看着一块屏幕就挺想笑的,脑子里一直都是“排排坐,吃果果”。

现在复试大部分都是线上了,但还是要穿西装!更好找一个干净整洁的房间去复试。

英语不好的同学也不用紧张,把自己背的英文自我介绍背了就行了。老师接下来会问一些专业词汇,相信我,95%的人不会的,大家都不会等于大家都会(滑稽)。

然后老师会问一些专业课知识,不一定是考研科目。答错了也无所谓,只要展示你对于老师提的问题有过思考并且勇于表述自己观点就可以了。

联系老师要趁早,老师一般不会直接答应你,会让你先准备复试。这样就可以了,老师已经对你留下印象了,因为老师也怕被学生放鸽子。没有名额或者看不上你的导师会直接和你说没有名额了的。

4、给学弟学妹的建议、鼓励

最强大的力量,是你的潜力

真正能决定你成败的,不是选什么老师,选什么参考书,这些都是影响因素但不是决定因素。真正的决定因素是人,是你自己。你要做的就是想办法挖掘出自己的潜力,选什么样的老师,用什么样的 *** ,只是你挖掘自己潜力的工具罢了。用对了工具,自然挖的深,挖的广,用错了工具,自然事倍功半。

所以不要随波逐流,做任何选择都要以你自己的情况和客观条件为根据,以挖掘自己更大潜力为目标,适合自己的才是更好的。比如如果你只有三个月时间来考研,那边际效用最小的英语就是考虑要抛掉的科目,能达线即可,数学难题也可以放弃,节省时间去学其他容易提分的科目,比如专业课,不能一味贪多,该舍不舍该弃不弃,须知贪多嚼不烂。

最后,祝上岸!

测量题目 名词解释1测量学2大地测量学3摄影测量学 问答题 :平面控制和高程控制测量的 *** ?

(一)测量学的定义

1.早期的定义:研究地球的形状和大小,确定地面点的坐标的学科。

2.当前的定义:研究三维空间中各种物体的形状、大小、位置、方向和其分布的学科。

测量学的内容包括测定和测设两个部分。测定是指使用测量仪器和工具,通过测量和计算,得到一系列测量数据,或把地球表面的地形缩绘成地形图。测设是指把图纸上规划设计好的建筑物、构筑物的位置在地面上标定出来,作为施工的依据。

=========================================

(二)大地测量学

大地测量学:研究测定地球的形状和大小及地球的重力场的测量 *** 、分布情况及其应用的学科。

=========================================

(三)摄影测量学

摄影测量学:研究利用航天、航空、地面的摄影和遥感信息,进行测量的 *** 和理论的学科。

问答:

地面控制测量分平面控制和高程控制两部分。

(1)平面控制测量

隧道工程平面控制测量的主要任务是测定各洞口控制点的平面位置,以便根据洞口控制点将设计方向导向地下,指引隧道开挖,并能按规定的精度进行贯通。因此,平面控制网中应包括隧道的洞口控制点。通常,平面控制测量有以下几种 *** 。

①直接定线法

对于长度较短的直线隧道,可以采用直接定线法。如图12-31所示,A、0两点是设计的直线隧道洞口点,直接定线法就是把直线隧道的中线方向在地面标定出来,即在地面测设出位于AD直线方向上的月、C两点,作为洞口点火、0向洞内弓1测中线方向时的定向点。

在4点安置经纬仪,根据概略方位角。定出月'点。搬经纬仪到B'点,用正倒镜分中法延长直线到C'点。搬经纬仪至Cf点,同法再延长直线到0点的近旁0'点。在延长直线的同时,用经纬仪视距法或用测距仪测定义月"、月"C'和C"D"的长度,量出D'0的长度。计算C点的位移量。在CJ点垂直于CfD'方向量取C"C,定出C点。安置经纬仪于C点,用正倒镜分中法延长DC至月点,再从属点延长至A点。如果不与A点重合,则进行第二次趋近,直至月、C两点正确位于AD方向上。月、C两点即可作为在人、0点指明掘进方向的定向点,4、月、C、0的分段距离用测距仪测定,测距的相对误差不应大于1:5000。

②导线测量法

连接两隧道口布设一条导线或大致平行的两条导线,导线的转折角用U2级经纬仪观测,距离用光电测距仪测定,相对误差不大于1:10000。经洞口两点坐标的反算,可求得两点连线方向的距离和方位角,据此可以计算掘进方向。

③三角网法

对于隧道较长、地形复杂的山岭地区,地面平面控制网一般布置成三角网形式,如图12-32所示。测定三角网的全部角度和若干条边长,或全部边长,使之成为边角网。三角网的点位精度比导线高,有利于控制隧道贯通的横向误么占友。

④GPS法

用全球定位系统GPS技术作地面平面控制时,只需要布设洞口控制点和定向点且相互通视,以便施工定向之用。不同洞口之间的点不需要通视,与国家控制点或城市控制点之间的联测也不需要通视。因此,地面控制点的布设灵活方便,且定位精度目前已优于常规控制 *** 。

(2)高程控制测量

高程控制测量的任务是按规定的精度施测隧道洞口(包括隧道的进出口、竖井口、斜井口和平响口)附近水准点的高程,作为高程引测进洞的依据。高程控制通常采用三、四等水准测量的 *** 施测。

水准测量应选择连接洞口最平坦和最短的线路,以期达到设站少、观测快、精度高的要求。每一洞口埋设的水准点应不少于两个,且以安置一次水准仪即可联测为宜。两端洞口之间的距离大于1km时,应在中间增设临时水准点。

“遥感在森林资源与规划方面的应用”论文资料

森林资源调查中SPOT5遥感图像处理 *** 探讨

王照利、黄生、张敏中、马胜利

(国家林业局西北林业规划设计院,遥感计算中心,西安710048)

本文发表于<陕西林业科技>2005 No.1 P.27-29,55

摘要:

目前,多光谱、高空间分辨率的SPOT5卫星遥感数据被广泛应用到森林资源调查中。本文结合SPOT5遥感数据的特点,根据森林资源调查的需要,从遥感数据的正射校正、波段组合、融合处理和数据变换处理等方面探讨了SPOT5数据的处理和信息提取。探讨性地提出了适应于森林资源调查的SPOT5遥感数据处理 *** 。

关键词:SPOT5 遥感数据,森林资源调查、数据处理

DISCUSSION ON SPOT5 IMAGE DATA PROCESSING FOR FOREST INVENTORY

Wang Zhaoli, Huangsheng,Zhangminzhong,Ma Shengli

(Northwest Institute for Forest Inventory, Planning Design, Xi’an China 710048)

Abstract: Now days, high spatial resolution and multispectral SPOT5 image data are widely applied in forest inventory in China. Based on the characteristics of SPOT5 image and requirements of forest inventory, this paper discusses the processing procedures of ordering image data, ortho-rectification, image bands composition and image data fusion. The complete steps of image processing for forest inventory are given.

Key words: SPOT5 image data,forest inventory, data processing

前言

卫星遥感影像具有空间宏观性、视角广、多分辨率(光谱和空间)、多时相、周期性、信息量丰富等特点,所以卫星遥感影像既可以提供森林资源的宏观空间分布信息又能提供局部的详细信息以及随时间、空间变化的信息等[1]。目前在林业领域卫星遥感数据被广泛的应用于不同尺度层次的森林资源调查、资源监测、病虫害、火灾监测等方面。

2002年5月法国SPOT地球观测卫星系列之5号卫星(即SPOT5星)发射。SPOT5遥感数据的多光谱波段空间分辨率为10米(短波红外空间分辨率为20米),但全色波段空间分辨率达到2.5米。SPOT5遥感数据的高空间分辨率和多光谱分辨率为森林资源调查提供了丰富的、可靠的、高精度的基础数据源。从性价比分析,在其他高分辨率遥感数据目前比较昂贵的状况下,SPOT5遥感数据比较适宜应用于大面积的森林资源调查,可大幅度的森林调查的减少外业工作量、提高工作效率。在我国SPOT5卫星数据已被大量地应用于森林资源调查工作中,尤其,是在森林资源“二类”调查中被作基本的森林资源信息源提取各类信息。针对于将多光谱分辨率和高空间分辨率的SPOT5遥感数据应用于森林资源调查的数据处理技术和 *** 鲜有报道。本文总结工作实践,结合SPOT5遥感数据的特点,根据森林资源调查的需要,从遥感数据的订购、正射校正、波段组合、融合处理和数据变换处理等方面探讨了SPOT5数据的基本处理 *** 。

1.SPOT5卫星遥感数据特点

SPOT卫星系统采用线性阵列传感器和推扫式扫描技术,具有旋转式平面镜可以进行倾斜观察获得倾斜图像和立体像对。采用与太阳同步的近极地的椭圆形轨道,轨道高度约832Km,轨道倾角98.7o ,每天绕地球14圈多,重复覆盖周期26天[2]。由于有倾斜观测功能,使重复覆盖周期减少到2-3天。SPOT5卫星载有2台高分辨率几何成像仪(HRG)、1台高分辨率立体成像装置(HRS)和1台宽视域植被探测仪(VGT)。高分辨率几何成像仪的波段选择是总结了多年的研究成果,认为HRG的波段设置(见表1)足以取得辨别作物和植被类型的更佳效果。本文主要探讨HRG高空间分辨率数据的处理。

2.SPOT5数据的处理 *** 和过程

SPOT5数据处理工作流程:

2.1 遥感数据的订购

订购数据时,用户需向数据 *** 商提供购买区域的四个角的大地坐标或者数据的景号(PATH/ROW)。特别应该注意数据订购时间和用户拿到数据之间有时间差,间隔时间长短因用户的要求、天气、卫星重复覆盖周期而异。相对于其他卫星数据,比较有利的一面是SPOT5卫星装置有旋转式平面镜可以进行倾斜观察,用户可向 *** 商申请红色编程提前得到调查区域的遥感数据,但要支付编程费。对于遥感数据的时相、云量、入射角、阴影量、是否购买高空间分辨率的全色波段等用户根据自己具体的工作需要向 *** 商提出限制要求。

根据我们对SPOT5遥感数据的使用,对于森林资源调查,北方9,10月份和11月初的遥感影像比较适宜。 *** 商向用户提供经过处理的不同级别的影像产品,在森林资源调查中建议购买SPOT1A级产品,用户可根据自己的工作需要进行处理,同时也可减少费用。

2.2 基础数据准备

大比例尺地形图和高精度DEM是进行SPOT5遥感数据高精度正射校正必需的基础地理数据。建议购买1:10000地形图和1:25000数字高程模型(DEM)。

将1:1万地形图扫描,扫描分辨率设置为300DPI。将扫描好的地形图进行几何精纠正,纠正精度控制在0.3毫米内。从测绘部门购买的1:1万地形图为北京54坐标系3度分带高斯克吕格投影,而1:2.5万DEM为北京54坐标系6度分带投影。在数据准备时,将校正好的1:1万地形图通过换带转换转成和DEM一致的6度分带投影。

对于没有1:1万地形图的地区,建议使用差分GPS接收机采集地面控制点。

2.3几何正射校正

正射校正过程应用了法国SPOT公司发行的GEOIMAGE软件。GEOIMAGE软件有针对SPOT5卫星数据开发的SPOT5物理模型。模型模块自动读取DEM信息。SPOT 物理模型可读取卫星在获取遥感数据的瞬间状态参数,这些参数存贮在数据的头文件中[3]。卫星状态参数包括:卫星成像瞬间的经纬度、高度、倾角等。卫星状态参数能够帮助提高几何校正的精度。

以校正好的1:1万地形图为基准,在影像图上找出和地形图上地物相匹配的明显地物作为地面控制点。在进行正射校正时,应先进行全色波段数据校正,然后以校正好的全色波段数据为基准进行多光谱数据校正。以全色波段数据为基准校正多光谱波段就比较容易校正,且能提高两者的匹配精度。地面控制点应分布均匀,影像的边缘部分布要有控制点分布,同时在不同的高程范围更好都有控制点。地面控制点的数量因地形地貌的复杂程度而定,根据我们的经验,一景60KmX60Km的SPOT5数据,一般地势平缓的地区20个左右控制点即可达到满意的结果,在高山区25个左右控制点就可使正射校正精度满足要求。重采样 *** 采用双线性内插法。

2.4 辐射校正

用户购买的SPOT5的各级数据,数据提供商已经根据卫星的记录参数对遥感数据做了辐射校正,即消除了传感器自身引起的、大气辐射引起的辐射噪声。若果影像存在薄雾或地形高差较大引起的辐射误差情况,用户应进一步进行辐射校正处理。薄雾的简单消除原理是基于近红外波段不受大气辐射影响,清澈的水体或死阴影区的数值应为零。从各波段数据中减去近红外波段的水体或阴影的不为零值。地形起伏引起的辐射误差校正公式: f (x,y)=g(x,y)/cosa,g(x,y)为坡度为a的倾斜面上的地物影像;f (x,y)为校正后的影像。由于坡度因子参与校正所以需要DEM支持。

2.5 波段组合

根据SPOT5数据波谱特征(表1),各波段分别记录反映了植被的不同特征方面:B4(SWIR)短波红外反映植物和土壤的含水量,利于植被水分状况和长势分析;B3(NIR)近红外波段对植被类别、密度、生长力、病虫害等的变化敏感;B2(RED)红光波段对植被的覆盖度、植被的生长状况敏感;B1(VIS)可见光波段对植物的叶绿素和叶绿素浓度敏感。经过比较分析和实际应用发现SPOT5的B3、B4、B2波段组合对植被类型的识别要优于B3、B2和B1的组合。但由于B4波段的空间分辨率为20米,使B342组合对植被空间几何细节表达没有B321组合清晰,例如林缘界线信息表达方面B321要优于B342。

2.6 影像数据融合

对于购买有高空间分辨率全色波段数据的用户,进行数据融合是必不可少的。影像数据融合能够综合不同波段、不同空间分辨率数据(层)的特征,融合后的数据具有更丰富、更可靠的信息[4]。 根据影像数据融合的水平阶段,影像融合分为:像元级、特征级和决策级三个层次。为了更大限度的从SPOT5遥感数据中提取森林植被信息,应进行像元级的数据融合,将2.5米的全色波段和10米多光谱数据进行融合。融合得到的新数据既具有全色波段数据的高空间分辨率特征又具有多光谱特征。

像元级数据融合的 *** 多种多样,根据数据融合的目的,即更大限度的突显森林植被信息,应选取B4、B3、B2和PAN波段,根据我们的试验Brovey 融合算法 *** 比较理想:

2.7遥感影像地图

将融合好的数据按Rfused、Gfused、Bfused组合,叠加上行政界线、公里格网、坐标、比例尺等辅助信息,按1:1万地形图分幅生成1:1万纸质图作为外业手图。

3. 结果和讨论

3.1 几何精度

利用SPOT5物理模型,采用1:1万地形图和2.5万DEM ,经过正射校正处理,可使影像的几何精度控制在2个像元内(10米),达到1:1万制图标准要求。为以遥感影像为基础信息源提取林分调查因子、区划林班界线生成大比例尺的林相图、森林分布图提供了几何精度保障。

3.2 波段选择

对于没有全色波段的情况,SPOT5数据的B342组合有利于森林植被类型的识别。在应用遥感技术进行森林资源调查区划中,林分类型信息提取是最为重要的环节,所以B342波段组合是小班区划和外业手图的更佳组合。

3.3 融合效果

融合数据技术使SPOT5遥感影像既具有全色波段的高空间分辨率又拥有多光谱数据的光谱分辨率,丰富了遥感影像的信息量。采用Brovey算法使SPOT5遥感影像从色彩、纹理等方面增强了影像的可判读性,提高了小班因子正判率和林分小班的区划精度。

参考文献

1.周成虎,杨晓梅,骆剑承等.《遥感影像地学理解与分析》,科学出版社,北京,2001,3-4.

2.赵英时.《遥感应用分析原理与 *** 》,科学出版社,北京,2001.88-90

3.北京视宝卫星图像有限公司.《专业制图工作室GEOIMAGE用户指南》,2004,68-70.

4.Christine Pohl. Geometric Aspects of Multisensor Image Fusion for Topographic Map Updating in The Humid Tropics, ITC Publication, 1996,51-52.

21世纪遥感与GIS的发展

来源: 李德仁 时间: 2005-08-11-23:09 浏览次数: 79

21世纪遥感与GIS的发展

李德仁

(武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,武汉市珞瑜路129号,430079)

摘要:在20世纪,人类的一大进步是实现了太空对地观测,即可以从空中和太空对人类赖以生存的地球通过非接触传感器的遥感进行观测,并将所得到的数据和信息存储在计算机 *** 上,为人类社会的可持续发展服务。在短短的30年中,遥感和GIS作为一个边缘交叉学科已发展成为一门科学、技术和经济实体。本文深入地论述了21世纪中遥感的6大发展趋势和GIS的5个发展特征。

关键词:发展趋势;航空航天遥感;地理信息系统;对地观测

中图法分类号:P208;P237.9

随着计算机技术、空间技术和信息技术的发展,人类实现了从空中和太空来观测和感知人类赖以生存的地球的理想,并能将所感知到的结果通过计算机 *** 在全球流通,为人类的生存、繁荣和可持续发展服务。在20世纪后半叶,遥感和地理信息系统作为一门新兴的科学和技术,迅速地成长起来。

1 遥感技术的主要发展趋势

1.1 航空航天遥感传感器数据获取技术趋向三多(多平台、多传感器、多角度)和三高(高空间分辨率、高光谱分辨率和高时相分辨率)

从空中和太空观测地球获取影像是20世纪的重大成果之一,短短几十年,遥感数据获取手段迅猛发展。遥感平台有地球同步轨道卫星(35000km)、太阳同步卫星(600—1000km)、太空飞船(200—300km)、航天飞机(240—350km)、探空火箭(200—1000km),并且还有高、中、低空飞机、升空气球、无人飞机等;传感器有框幅式光学相机、缝隙、全景相机、光机扫描仪、光电扫描仪、CCD线阵、面阵扫描仪、微波散射计雷达测高仪、激光扫描仪和合成孔径雷达等,它们几乎覆盖了可透过大气窗口的所有电磁波段。三行CCD阵列可以同时得到3个角度的扫描成像,EOS Terra卫星上的MISR可同时从9个角度对地成像。

卫星遥感的空间分辨率从Ikonos Ⅱ的1m,进一步提高到Quckbird(快鸟)的0.62m,高光谱分辨率已达到5—6nm,500—600个波段。在轨的美国EO-1高光谱遥感卫星,具有220个波段,EOS AM-1(Terra)和EOS PM-1(Aqua)卫星上的MODIS具有36个波段的中等分辨率成像光谱仪。时间分辨率的提高主要依赖于小卫星技术的发展,通过发射地球同步轨道卫星和合理分布的小卫星星座,以及传感器的大角度倾斜,可以以1—3d的周期获得感兴趣地区的遥感影像。由于具有全天候、全天时的特点,以及用INSAR和D-INSAR,特别是双天线INSAR进行高精度三位地形及其变化测定的可能性,SAR雷达卫星为全世界各国所普遍关注。例如,美国宇航局的长远计划是要发射一系列太阳同步和地球同步的长波SAR,美国国防部则要发射一系列短波SAR,实现干涉重访问间隔为8d、3d和1d,空间分辨率分别为20m、5m和2m。我国在机载和星载SAR传感器及其应用研究方面正在形成体系。“十五”期间,我国将全方位地推进遥感数据获取的手段,形成自主的高分辨率资源卫星、雷达卫星、测图卫星和对环境与灾害进行实时监测的小卫星群。

1.2 航空航天遥感对地定位趋向于不依赖地面控制

确定影像目标的实地位置(三维坐标),解决影像目标在哪儿(Where)是摄影测量与遥感的主要任务之一。在已成功用于生产的全自动化GPS空中三角测量的基础上,利用DGPS和INS惯性导航系统的组合,可形成航空/航天影像传感器的位置与姿态的自动测量和稳定装置(POS),从而可实现定点摄影成像和无地面控制的高精度对地直接定位。在航空摄影条件下的精度可达到dm级,在卫星遥感的条件下,其精度可达到m级。该技术的推广应用,将改变目前摄影测量和遥感的作业流程,从而实现实时测图和实时数据库更新。若与高精度激光扫描仪集成,可实现实时三维测量(LIDAR),自动生成数字表面模型(D *** ),并可推算出数字高程模型(DEM)。

美国NASA在1994年和1997年两次将航天激光测高仪(SLA)安装在航天飞机上,企图建立基于SLA的全球控制点数据库,激光点大小为100m,间隔为750m,每秒10个脉冲;随后又提出了地学激光测高系统(GLAS)计划,已于2002年12月19日将该卫星IICESat(cloud and land elevation satellite)发射上天。该卫星装有激光测距系统、GPS接收机和恒星跟踪姿态测定系统。GLAS发射近红外光(1064nm)和可见绿光(532nm)的短脉冲(4ns)。激光脉冲频率为40次/s,激光点大小实地为70m,间隔为170m,其高程精度要明显高于SRTM,可望达到m级。他们的下一步计划是要在2015年之前使星载LIDAR的激光测高精度达到dm和cm级。

法国利用设在全球的54个站点向卫星发射信号,通过测定多普勒频移,以精确解求卫星的空间坐标,具有极高的精度。测定距地球1300km的Topex/Poseidon卫星的高度,精度达到±3cm。用来测定SPOT 4卫星的轨道,3个坐标方向达到±5cm精度,对于SPOT 5和Envisat,可望达到±1m精度。若忽略SPOT 5传感器的角元素,直接进行无地面控制的正射像片制作,精度可达到±15m,完全可以满足国家安全和西部开发的需求。

1.3 摄影测量与遥感数据的计算机处理更趋向自动化和智能化

从影像数据中自动提取地物目标,解决它的属性和语义(What)是摄影测量与遥感的另一大任务。在已取得影像匹配成果的基础上,影像目标的自动识别技术主要集中在影像融合技术,基于统计和基于结构的目标识别与分类,处理的对象既包括高分辨率影像,也更加注重高光谱影像。随着遥感数据量的增大,数据融合和信息融合技术逐渐成熟。压缩倍率高、速度快的影像数据压缩 *** 也已商业化。我国学者在这些方面取得了不少可喜的成果。

1.4 利用多时像影像数据自动发现地表覆盖的变化趋向实时化

利用遥感影像自动进行变化监测(What change)关系到我国的经济建设和国防建设。过去人工 *** 投入大,周期长。随着各类空间数据库的建立和大量新的影像数据源的出现,实时自动化监测已成为研究的一个热点。

自动变化监测研究包括利用新旧影像(DOM)的对比、新影像与旧数字地图(DLS)的对比来自动发现变化和更新数据库。目前的变化监测是先将新影像与旧影像(或数字地图)进行配准,然后再提取变化目标,这在精度、速度与自动化处理方面都有不足之处。笔者提出了把配准与变化监测同步的整体处理[1]。最理想的 *** 是将影像目标三维重建与变化监测一起进行,实现三维变化监测和自动更新。进一步的发展则是利用智能传感器,将数据处理在轨完成,发送回来的直接为信息,而不一定为影像数据。

1.5 摄影测量与遥感在构建“数字地球”、“数字中国”、“数字省市”和“数字文化遗产”中正在发挥愈来愈大的作用

“数字地球”概念是在全球信息化浪潮推进下形成的。1999年12月在北京成功地召开了之一届国际“数字地球”大会后,我国正积极推进“数字中国”和“数字省市”的建设,2001年国家测绘局完成了构建“数字中国”地理空间基础框架的总体战略研究。在已完成1∶100万和1∶25万全国空间数据库的基础上,2001年全国各省市测绘局开始1∶5万空间数据库的建库工作。在这个数据量达11TB的巨型数据库中,摄影测量与遥感将用来建设DOM(数字正射影像)、DEM(数字高程模型)、DLG(数字线划图)和CP(控制点数据库)。如果要建立全国1m分辨率影像数据库,其数据量将达到60TB。如果整个“数字地球”均达到1m分辨率,其数据量之大可想而知。本世纪内可望建成这一分辨率的数字地球。

“数字文化遗产”是目前联合国和许多国家关心的一个问题,涉及到近景成像、计算机视觉和虚拟现实技术。在近景成像和近景三位量测方面,有室内各种三维激光扫描与成像仪器,还可以直接由视频摄像机的系列图像获取目标场三维重建信息。它们所获取的数据经过计算机自动处理后,可以在虚拟现实技术支持下形成文化遗迹的三维仿真,而且可以按照时间序列,将历史文化在时间隧道中再现,对文化遗产保护、复原与研究具有重要意义。

1.6 全定量化遥感 *** 将走向实用

从遥感科学的本质讲,通过对地球表层(包括岩石圈、水圈、大气圈和生物圈4大圈层)的遥感,其目的是为了获得有关地物目标的几何与物理特性,所以需要通过全定量化遥感 *** 进行反演。几何方程式是有显式表示的数学方程,而物理方程一直是隐式。目前的遥感解译与目标识别并没有通过物理方程反演,而是采用了基于灰度或加上一定知识的统计、结构和纹理的影像分析 *** 。但随着对成像机理、地物波谱反射特征、大气模型、气溶胶的研究深入和数据积累,多角度、多传感器、高光谱及雷达卫星遥感技术的成熟,相信在21世纪,估计几何与物理方程式的全定量化遥感 *** 将逐步由理论研究走向实用化,遥感基础理论研究将迈上新的台阶。只有实现了遥感定量化,才可能真正实现自动化和实时化。

2 GIS技术的主要发展趋势

2.1 空间数据库趋向图形、影像和DEM三库一体化和面向对象[2]

GIS发展曾经历过栅格、矢量两个不同数据结构发展阶段,目前随着高分辨率卫星遥感数据的飞快增长和数字地球、数码城市的需求,形成了面向对象的数据模型和三库(图形矢量库、影像栅格库和DEM格网库)一体化的数据结构。这样的数据库结构使GIS的发展更加趋向自然化、逼真化,更加贴近用户。以面向应用的GIS软件为前台,以大型关系数据库(Oracle 8i,9i等)为后台数据库管理,成为当前GIS技术的主流趋势。

2.2 空间数据表达趋向多比例尺、多尺度、动态多位和实时三维可视化

在传统的GIS中,空间数据是以二维形式存储并挂接相应的属性数据。目前,空间数据表达的趋势是基于金字塔和LOD(level of detail)技术的多比例尺空间数据库,在不同尺度表示时可自动显示出相应比例尺或相应分辨率的数据,多比例尺数据集的跨度要比传统地图的比例尺大,在显示不同比例尺数据时,可采用LOD或地图综合技术。真三维GIS的空间数据要存储三维坐标。动态GIS在土地变更调查、土地覆盖变化监测中已有较好的应用,真四维的时空GIS将有望从理论研究转入实用阶段。基于三库一体化的时空3D可视化技术发展势头迅猛,已能再PC机上实现GIS环境下的三维建筑物室外室内漫游、信息查询、空间分析、剖面分析和阴影分析等,基于虚拟现实技术的真三维GIS将使人们在现实空间外,可以同时拥有一个Cyber空间。

2.3 空间分析和辅助决策智能化需要利用数据挖掘 *** 从空间数据库和属性数据库中发现更多的有用知识

GIS是以应用导向的空间信息技术,空间分析与辅助决策支持是GIS的高水平应用,它需要基于知识的智能系统。知识的获取是专家系统中最困难的任务。随着各种类型数据库的建立,从数据库中挖掘知识成为当今计算机界一个非常引人注目的课题。从GIS空间数据库中发现的知识可以有效的支持遥感图像解译,以解决“同物异谱”和“同谱异物”的问题。反过来,从属性数据库中挖掘的知识又具有优化资源配置等一些列空间分析的功能[3]。尽管数据挖掘和知识发现这一命题仍处于理论研究阶段,但随着数据库的快速增大和对数据挖掘工具的深入研究,其应用前景是不可估量的。

2.4 通过Web服务器和WAP服务器的互联网和移动GIS将推进联邦数据库和互操作的研究及地学信息服务事业

随着计算机通讯 *** (包括有线和无线网)的大容量和高速化,GIS已成为在 *** 上的分布式异构系统。许多不同单位、不同组织维护管理的既独立又互联互用的联邦数据库,将可提供全社会各行各业的应用需要。因此,联邦数据库和互操作(federal databases interoperability)问题成为当前国际GIS联合研究的一个热点。互操作意味着数据库中数据的直接共享,GIS规律功能模块的互操作与共享,以及多点之间的相同工作,这方面的研究已显示出明显的成效。未来的GIS用户将可能在 *** 上缴纳为其需要所选用数据和软件功能模块的使用费,而不必购买这个数据库和整套的GIS软硬件,这些成果产生的直接效果是GIS应用将走向地学信息服务。

目前已兴起的LBS和MLS,即基于位置的服务和移动定位服务,突出地反映了这种变化趋势。它引起的革命性变化使GIS将走出研究院所和 *** 机关,成为全社会人人具备的信息服务工具。我国目前已有2亿个手机用户,若每人每月为MLS支付10元费用,全国一年的产值将达到240亿。可以预测在不久的将来,地学信息将能随时随地为任何人和任何事情进行4A服务(geo-in-formation for anyone and anything at anywhere and anytime)。

2.5 地理信息科学的研究有望在本世纪形成较完整的理论框架体系

笔者曾扼要地叙述了地球空间信息科学的7大理论问题[4]:(1)地球空间信息的基准,包括几何基准、物理基准和时间基准;(2)地球空间信息标准,包括空间数据采集、存储与交换标准、空间数据精度与质量标准、空间信息的分类与代码标准、空间信息的安全、保密及技术服务标准以及元数据标准等;(3)地球空间信息的时空变化理论,包括时空变化发现的 *** 和对时空变化特征的和规律的研究;(4)地球空间信息的认知,主要通过各目标各要素的位置、结构形态、相互关联等从静态上的形态分析、发生上的成因分析、动态上的过程分析、演化上的力学分析以及时态上的演化分析达到对地球空间的客观认知;(5)地球空间信息的不确定性,包括类型的不确定性、空间位置的不确定性、空间关系的不确定性、逻辑的不一致性和信息的不完备性;(6)地球空间信息的解译与反演,包括定性解译和定量反演,贯穿在信息获取、信息处理和认知过程中;(7)地球空间信息的表达与可视化,涉及到空间数据库多分辨率表示、数字地图自动综合、图形可视化、动态仿真和虚拟现实等。目前,这些方面的研究对建立完备的理论尚嫌不足,需要在今后加强这方面的基础研究。

关于遥感与GIS的集成,涉及到GPS和通信技术的集成,本文未作具体讨论,其具体内容可参见文献[4—6]。

3 结语

遥感与GIS在20世纪出现,在21世纪不仅将形成自身的理论体系和技术体系,而且将形成天地一体化的空间信息服务产业,为国民经济建设、国家安全、社会可持续发展和提高人民生活质量做出愈来愈大的贡献。

参考文献:

[1] Li D R, Sui H G. Automatic Change Detection of Geospatial Data from Imagery. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 2002,34(II):245—251

[2] 龚健雅. 地理信息系统基础. 北京:科学出版社,2001

[3] 邸凯昌. 空间数据发掘与知识发现(之一版). 武汉:武汉大学出版社,2000. 182

[4] 李德仁,关泽群. 空间信息系统的集成与实现(之一版). 武汉:武汉测绘科技大学出版社,2000. 244

[5] 李德仁,李清泉. 论地球空间信息技术与通信技术的集成. 武汉大学学报(信息科学版),2001,26(1):1—7

[6] 李德

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