基于數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的虛擬地形生成技術(shù)

發(fā)布日期：2018-05-08 00:00 瀏覽量：16517

　　二十世紀(jì)發(fā)展起來的攝影測(cè)量學(xué)，特別是航空攝影測(cè)量是我國(guó)傳統(tǒng)測(cè)繪重要組成部分，在大地、航測(cè)和制圖三大組成部分中，航測(cè)是測(cè)制地形圖的最基本手段。由于高科技的發(fā)展，攝影測(cè)量正受到史無前例的影響，正在經(jīng)歷一場(chǎng)深刻的變革，本文主要介紹現(xiàn)代科技發(fā)展對(duì)攝影測(cè)量與遙感技術(shù)的影響，目前發(fā)展方向，以及發(fā)展中存在的問題。
　　1.計(jì)算機(jī)發(fā)展對(duì)攝影測(cè)量的影響
　　1.1攝影測(cè)量的回顧
　　航空攝影測(cè)量是傳統(tǒng)地形圖測(cè)繪的基本手段，通過量測(cè)航空像片計(jì)算地面真實(shí)坐標(biāo)。攝影測(cè)量工作者早就關(guān)注計(jì)算機(jī)在該領(lǐng)域中的應(yīng)用，但是由于這種計(jì)算極為復(fù)雜，因此隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在攝影測(cè)量中的應(yīng)用才逐步深入。
　　攝影測(cè)量中的航片與地面關(guān)系公式是攝影測(cè)量中最基本公式，該公式為［1］：
　　x=-fa1(X-Xs)+b1(Y-Ys)+c1(Z-Zs)a3(X-Xs)+b3(Y-Ys)+c3(Z-Zs)
　　y=-fa2(X-Xs)+b2(Y-Ys)+c2(Z-Zs)a3(X-Xs)+b3(Y-Ys)+c3(Z-Zs)
　　式中a、b、c為方向余弦，與航向、旁向傾角和旋角有關(guān)，其關(guān)系式為：
　　a1=cosφcosκ+sinφsinωsinκ
　　b1=cosφsinκ-sinφsinωcosκ
　　c1=sinφcosω
　　a2=-cosωsinκ
　　b2=cosωcosκ
　　c2=sinω
　　a3=-sinφcosκ+cosφsinωsinκ
　　b3=-sinφsinκ-cosφsinωcosκ
　　c3=cosφcosω
　　f 為攝影機(jī)焦距。
　　x、y 為像點(diǎn)坐標(biāo)。
　　Xs、Ys、Zs 為攝站投影中心坐標(biāo)。
　　X、Y、Z 為地面點(diǎn)坐標(biāo)。
　　攝影測(cè)量中的其它許多公式可由此公式推導(dǎo)而成，因此該公式是攝影測(cè)量的基礎(chǔ)，從該公式中可清楚看到計(jì)算關(guān)系的復(fù)雜性。在此介紹該公式的目的是為了說明解算該公式的方法確定了攝影測(cè)量發(fā)展的三個(gè)階段，即模擬、解析和全數(shù)字測(cè)圖。在計(jì)算機(jī)水平發(fā)展還不高時(shí)，測(cè)圖無法用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)，只能用機(jī)械模擬的辦法，例如多倍儀和各種精密全能測(cè)圖儀，還有為了降低造價(jià)，利用簡(jiǎn)化公式設(shè)計(jì)的模擬儀器。這些儀器由于精度要求極高，因此制造困難，價(jià)格昂貴。這些儀器在測(cè)繪事業(yè)中起到了一定的歷史作用。
　　在60-70年代，由于容量和計(jì)算速度的限制，計(jì)算機(jī)僅用于攝影測(cè)量的加密。到80年代，計(jì)算機(jī)的發(fā)展，使得解析測(cè)圖儀問世，將計(jì)算機(jī)用于測(cè)圖領(lǐng)域，把原來模擬儀器的機(jī)械交會(huì)求解改用計(jì)算機(jī)計(jì)算，從而簡(jiǎn)化了儀器結(jié)構(gòu)，降低儀器造價(jià)。測(cè)圖過程與模擬儀器相仿。到90年代，計(jì)算機(jī)有了飛躍發(fā)展，特別是1995 年以后，其計(jì)算速度和存儲(chǔ)容量有了明顯提高，使數(shù)字攝影測(cè)量成為現(xiàn)實(shí)。

基于數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的虛擬地形生成技術(shù)1.jpg

　　1.2計(jì)算機(jī)發(fā)展對(duì)攝影測(cè)量的影響
　　隨著計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展，攝影測(cè)量中最困難的測(cè)圖部分用計(jì)算機(jī)來解決，從而使攝影測(cè)量步入計(jì)算機(jī)處理的新時(shí)代，使得攝影測(cè)量產(chǎn)生了巨大的變化，該變化可從下列四個(gè)方面得到反映。
　　(1)測(cè)量?jī)x器的徹底改變
　　傳統(tǒng)攝影測(cè)量儀器主要分二大類，一類用于測(cè)量像片的坐標(biāo)，用于加密，提供測(cè)圖時(shí)控制點(diǎn)坐標(biāo)。第二類是用于測(cè)圖，通常為機(jī)械模擬方式。這些儀器由于精度高，制造比較困難，過去大部分從德國(guó)、瑞士進(jìn)口，價(jià)格自然昂貴。而現(xiàn)在只要有高精度像片數(shù)字化儀和基于計(jì)算機(jī)的處理系統(tǒng)，便可實(shí)現(xiàn)航測(cè)生產(chǎn)的全過程。這些儀器與原來儀器相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、價(jià)格低、效率高等特點(diǎn)。如果將來航空攝影采用數(shù)碼像機(jī)，直接得到數(shù)字影像，到那時(shí)像片數(shù)字化儀都不要，利用基于計(jì)算機(jī)的一些處理系統(tǒng)便可實(shí)現(xiàn)地形圖等測(cè)繪產(chǎn)品的生產(chǎn)。由此可看出，計(jì)算機(jī)的發(fā)展對(duì)航測(cè)儀器帶來了徹底變革。
　　(2)產(chǎn)品形式的改變
　　由于計(jì)算機(jī)的發(fā)展，測(cè)繪生產(chǎn)的產(chǎn)品模式發(fā)生了根本變化，由過去的模擬表達(dá)方式改為全數(shù)字形式，即4D產(chǎn)品。在數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品生產(chǎn)中，首先應(yīng)重視數(shù)據(jù)的格式，即制訂數(shù)據(jù)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。目前各國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)不一致，因此在用數(shù)據(jù)前，必須先了解數(shù)據(jù)格式，否則無法應(yīng)用。在數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品中，另一重要轉(zhuǎn)變是產(chǎn)品的管理，在模擬圖時(shí)代，利用倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存，用戶親自領(lǐng)取的方式。在數(shù)字時(shí)代，利用計(jì)算機(jī)管理，公用數(shù)據(jù)可以上網(wǎng)，用戶從網(wǎng)上直接下載數(shù)據(jù)。在管理上更為科學(xué)，使用更為方便。
　　(3)生產(chǎn)工藝的改變
　　由于處理方法和產(chǎn)品形式的改變，使得生產(chǎn)工藝流程也產(chǎn)生重大變化，朝著簡(jiǎn)單、高效方向發(fā)展。模擬產(chǎn)品生產(chǎn)中一個(gè)重要缺陷是繪圖結(jié)果不能有效利用，從生產(chǎn)原圖到出版須重復(fù)標(biāo)描多次，而在數(shù)字產(chǎn)品生產(chǎn)中該問題就不存在。由此也導(dǎo)致航測(cè)與制圖無明確分界?，F(xiàn)在的生產(chǎn)工藝流程主要包括下列部分：航片數(shù)字化，把模擬圖像變?yōu)?strong>數(shù)字影像；影像處理和信息提取，包括影像幾何糾正及產(chǎn)品信息的提取與編輯；建立數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效管理和應(yīng)用。
　　(4)理論方法上的改變
　　在過去，攝影測(cè)量主要著重模型的研究，目的是為了提高測(cè)量精度，而現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的水平，對(duì)攝影測(cè)量計(jì)算而言，已根本解決，可以用最嚴(yán)密的公式計(jì)算，解算精度能得到完全保證。攝影測(cè)量幾何模型已不再是研究的重點(diǎn)，而轉(zhuǎn)向影像匹配與信息自動(dòng)提取方面。影像匹配是數(shù)字攝影測(cè)量的核心，數(shù)字攝影測(cè)量的效能能否得到充分發(fā)揮在某種程度上取決于影像自動(dòng)匹配的水平。影像匹配不僅在數(shù)字攝影測(cè)量中占有重要地位，同時(shí)也是計(jì)算機(jī)視覺目標(biāo)自動(dòng)識(shí)別的核心，為此影像匹配引起許多學(xué)者的關(guān)注。經(jīng)過多年研究，結(jié)合計(jì)算機(jī)發(fā)展水平，影像匹配已從理論研究走向?qū)嶋H應(yīng)用，這是攝影測(cè)量取得的重大進(jìn)展。由于地面影像極其復(fù)雜，影像匹配尚不能做到完全成功，目前當(dāng)匹配失敗時(shí)尚需人工干預(yù)。在信息提取方面，已進(jìn)行了大量研究，有些進(jìn)展，但距實(shí)際應(yīng)用尚有較大距離，這方面是今后應(yīng)努力研究的方向。
　　2.空間技術(shù)發(fā)展的影響
　　2.1 航天遙感的發(fā)展
　　2.1.1 航天遙感發(fā)展過程
　　1972年美國(guó)開始發(fā)射陸地衛(wèi)星Landsat，該系列共有7顆衛(wèi)星組成，其中Landsat6發(fā)射失敗，最后一顆Landsat7于1999年4月15 日發(fā)射，4月18日己傳送回第一幅圖像，證明發(fā)射已經(jīng)成功。Landsat1～3的主要成像儀器為多光譜掃描儀（MSS）,為4個(gè)波段，地面分辨率大約為70m，Landsat4,5的主要成像儀器為專題制圖儀（TM），由7個(gè)波段，除波段6外，地面分辨率為30m, Landsat7除30m的多光譜圖像外，增加了一個(gè)15m分辨率的全色波段。Landsat圖像的地面復(fù)蓋范圍為185×185km2，由于光譜波段設(shè)計(jì)合理，價(jià)格合適，得到全球的廣泛應(yīng)用。
　　1986年法國(guó)開始發(fā)射SPOT衛(wèi)星，現(xiàn)在已發(fā)射4顆。SPOT的成像儀器為高分辨率可見光成像儀（HRV），HRV觀測(cè)方法不是采用掃描鏡，而是采用 CCD電子式掃描?？刹捎?a href='http://www.magnasz.cn/article/1204.html' target='_blank' title='多光譜'>多光譜和全色二種模式，多光譜，有3個(gè)波段，地面分辨率為20m。全色的地面分辨率為10m。SPOT圖像的地面覆蓋范圍為60 ×60km2。試驗(yàn)證明，多光譜圖像的3個(gè)波段，其中波段1和波段2數(shù)據(jù)嚴(yán)重相關(guān)，對(duì)應(yīng)用具有較大影響。其全色波段，由于分辨率較高，具有廣泛應(yīng)用價(jià)值，但是由于價(jià)格較貴，在應(yīng)用中受到一定限制。SPOT4 成像儀器性能進(jìn)一步改進(jìn)，多光譜改為4個(gè)波段，并增加了地面掃描寬度為2200km2、地面分辨率為1150m的 SPOT Vegetation，用于植被調(diào)查。SPOT5多光譜分辨率將提高到10m，全色提高到5m。
　　1996年印度發(fā)射了IRS-1C衛(wèi)星，其多光譜地面分辨率有3個(gè)波段為23.5m，1個(gè)波段為70.5m，全色波段為5.8m。圖像地面覆蓋范圍多光譜為141×141km2，全色為70×70km2。IRS-1C衛(wèi)星還帶有一個(gè)廣角傳感器（WFS），其圖像地面復(fù)蓋范圍為770×770km2，地面分辨率為188m，用于植被變化的研究。
　　雷達(dá)衛(wèi)星也有發(fā)射，如歐空局的ERS1/2合成孔徑雷達(dá)（SAR），地面分辨率約為30m, 圖像地面覆蓋寬度為102.5km2。加拿大的RADARSAT，地面分辨率為10～100m，圖像地面覆蓋范圍為從100×100km2至500× 500km2。日本的JERS SAR，地面分辨率為18m, 圖像地面覆蓋范圍為75×75km2。
　　20多年來，航天遙感得到了較大發(fā)展，獲得了大量衛(wèi)星影像，并在許多領(lǐng)域已有成功的應(yīng)用。
　　2.1.2航天遙感的現(xiàn)代發(fā)展
　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，航天遙感不僅走向成熟，同時(shí)又提出了新的要求，其中有二個(gè)特點(diǎn)，其一是地面分辨率愈來愈高，美國(guó)在南斯拉夫所用軍事偵察衛(wèi)星地面分辨率為0.1m。在衛(wèi)星發(fā)射計(jì)劃中，許多國(guó)家或公司將要發(fā)射地面分辨率為1m的衛(wèi)星。美國(guó)在“數(shù)字地球”計(jì)劃中，分辨率為1×1m的全球影像是其中重要內(nèi)容之一，這些高分辨率影像將來主要靠航天遙感來獲得。
　　其二是面向全球變化監(jiān)測(cè)，我們賴以生存的地球由于人類活動(dòng)的影響正在發(fā)生不斷變化，許多自然現(xiàn)象及變化規(guī)律尚不清楚，為了進(jìn)行研究，必須獲得大氣圈、水圈和生物圈的各種數(shù)據(jù)，須對(duì)地球表面的陸地、海洋及大氣層進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，為此美國(guó)提出了地球觀測(cè)系統(tǒng)（EOS）計(jì)劃，衛(wèi)星上傳感器共有19種。這些傳感器用幾顆衛(wèi)星發(fā)射，其中AM?1計(jì)劃在1999年7月發(fā)射。下面介紹一些傳感器的性能及用途［2］。
　　*ＣＥＲＥＳ（Clouds and the Earth's Radiant Energy System 云及地球輻射能系統(tǒng)），通過短波和長(zhǎng)波輻射兩種方式對(duì)地球輻射進(jìn)行測(cè)量。
　　*ＬＩＳ（Lightning Image Sensor 光亮成像傳感器）,將搜集地球上光亮的變化與分布信息。此傳感器覆蓋范圍６００×６００km2，空間分辨率５km。
　　*ＡＳＴＥＲ（ Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer 高級(jí)星載熱量發(fā)射及反射輻射計(jì)）,提供高分辨率（１５～９０m）的地表及云的數(shù)據(jù)，供氣候?qū)W、水文學(xué)、生態(tài)學(xué)及地質(zhì)學(xué)進(jìn)行研究。
　　*ＭＩＳＲ（Multi?angle Image SpectroRadiometer 多角度成像光譜輻射計(jì)）,將獲得全球各種反射光線的方向特性數(shù)據(jù)以及用于地表的地質(zhì)特性和霧、云及生態(tài)研究的信息。掃描寬度為３６０km，空間分辨率為２７５m、５５０m及1100m，４個(gè)波段，9天覆蓋全球。
　　*ＭＯＤＩＳ（Moderate?Resolution Image Spectroradiometer 中等分辨率成像光譜輻射計(jì)），共３６個(gè)波段，其中２個(gè)為２５０m，５個(gè)為５００m，２９個(gè)為１km，１至２天覆蓋全球，將提供多種全球數(shù)據(jù)產(chǎn)品，包括１km分辨率的地表溫度、海洋顏色、植被／地表覆蓋等大量信息，可用來進(jìn)行全球生態(tài)及物理變化的測(cè)量。
　　*ＳＡＧＥⅢ（Stratospheric Aerosol and Gas Experiment Ⅲ 對(duì)流層云霧及氣體實(shí)驗(yàn)室3號(hào)）,用于對(duì)云霧、臭氧、二氧化氮、水蒸汽、溫度、壓力等的研究，空間分辨率為１～２km。
　　*Ocean Color Instrument 海洋顏色儀，用于進(jìn)行全球碳循環(huán)的研究。
　　*ＳＥＡＷＩＮＤＳ，對(duì)全球無冰的海洋上空的風(fēng)進(jìn)行連續(xù)、全天候測(cè)量，掃描幅寬為１８００km，空間分辨率為５０km。
　　*ＡＣＲＩＭ（ Active Cavity Radiometer Irradiance Monitor 空洞變化輻射計(jì)及輻照率監(jiān)測(cè)器），用于監(jiān)測(cè)太陽總輻照率的變化。
　　*ＥＯＳＰ（ Earth Observing Scanning Polerimeter 地球觀測(cè)掃描極化儀），用于提供全球云及霧圖像，包括１２個(gè)多光譜波段，空間分辨率１０km。
　　*ＭＩＭＲ（Multi?frequency Image Microwave Radiometer 多頻成像微波輻射計(jì)），用于獲得水循環(huán)的重復(fù)參數(shù)，包括大氣中水的含量，雨量，土壤濕度，冰雪覆蓋及海面溫度等，幅寬為１２５０km，空間分辨率為５．６km、１４km、２４km、４５km及７０km。
　　*ＡＩＲＳ／ＡＭＳＵ／ＭＨＳ（Atmospheric Infrared Sounder大氣紅外探測(cè)器／ Advanced Microwave Sounding Unit 高級(jí)微波探測(cè)單元／ Microwave Humidity Sounder 微波水份探測(cè)器），用于測(cè)量大氣溫度，提供大氣的水蒸汽,云、海／陸地表面溫度及大氣濕度數(shù)據(jù)。幅寬１６５０km，空間分辨率ＡＩＲＳ水平為１３．５km，垂直１km，ＡＭＳＵ為４０km，ＭＨＳ為１３．５km。
　　*ＴＥＳ（Tropspheric Emission Spectrometer 對(duì)流層散射光譜輻射計(jì)），用于對(duì)流層質(zhì)量變化監(jiān)測(cè)，包括對(duì)流層的組成、變化及對(duì)流層－平流層交換以及對(duì)氣候和生態(tài)的影響。
　　*ＨＩＲＤＬＳ（High Resolution Dynamics Limb Sounder 高分辨率動(dòng)態(tài)探測(cè)器），利用紅外輻射計(jì)對(duì)對(duì)流層上層、平流層及散逸層進(jìn)行測(cè)量，包括溫度、臭氧、水蒸汽等的含量?！?ＭＬＳ（Microwave Limb Sounder 微波探測(cè)器），測(cè)量平流層下層溫度及對(duì)流層上層的化學(xué)成分及研究火山對(duì)全球變化的影響。
　　*ＧＬＡＳ（Geoscience Laser Altimeter System 地球科學(xué)激光測(cè)高系統(tǒng)）,用于測(cè)量冰山地形的激光測(cè)高儀，同時(shí)用來測(cè)定云及大氣特性。
　　*Ｌａｎｄｓａｔ?7也并入ＥＯＳ計(jì)劃，主要的儀器為ＥＴＭ＋（Enhanced Thematic Mapping Plus ）增強(qiáng)型專題制圖儀。
　　雷達(dá)衛(wèi)星也是以后發(fā)展的重要方向，信息獲取不受氣候影響的特點(diǎn)吸引著人們的普遍關(guān)注，雷達(dá)衛(wèi)星的特有特性為應(yīng)用開辟了廣闊前景。我們?cè)谶@方面研究尚不夠，有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

基于數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的虛擬地形生成技術(shù)2.jpg

　　2.1.3 航天遙感的影響
　　為了應(yīng)用需要，必須對(duì)航天遙感影像進(jìn)行處理和分析，鑒于航天遙感影像具有數(shù)據(jù)量大、分析復(fù)雜等特點(diǎn)，因此對(duì)處理設(shè)備和方法提出了新的要求，對(duì)許多相關(guān)領(lǐng)域引起重要影響。例如存儲(chǔ)設(shè)備，為了解決海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問題，美國(guó) NASA和 EROS中心研制了專用存儲(chǔ)設(shè)施，存放5000盤磁帶，用機(jī)械手自動(dòng)取帶和存帶。下面主要從數(shù)字圖像處理和模式識(shí)別方面論述航天遙感的影響。
　　(1)數(shù)字圖像處理
　　數(shù)字圖像處理是一門新興學(xué)科，自發(fā)展至今只有幾十年的歷史，除在遙感中應(yīng)用外，主要用于空間探測(cè)、生物醫(yī)學(xué)、人工智能及工業(yè)檢測(cè)等領(lǐng)域［4］。該學(xué)科發(fā)展初期，由于計(jì)算機(jī)水平的限制，主要是學(xué)術(shù)上的理論研究，其理論基礎(chǔ)的核心是 FOURIER變換。自衛(wèi)星遙感發(fā)展后，由于實(shí)際應(yīng)用的需要，使該學(xué)科有了長(zhǎng)足發(fā)展，例如幾何糾正，從幾何糾正模型到影像取樣理論都得到了發(fā)展和完善。在影像增強(qiáng)、信息融合等方法上有了重要發(fā)展，例如 KL變換，RGB與 IHS間的色度變換等。在邊緣信息提取方面，盡管作了大量研究，與數(shù)字攝影測(cè)量一樣，距實(shí)際應(yīng)用尚有較遠(yuǎn)的距離。這是因?yàn)楹娇?、航天影像的?fù)雜性決定的，邊緣不能唯一和閾值的確定問題始終限制著實(shí)際應(yīng)用。目前最好發(fā)展一些半自動(dòng)化方法，人工引導(dǎo)與自動(dòng)提取相結(jié)合才能達(dá)到較好的效果。
　　(2)模式識(shí)別目前衛(wèi)星遙感的重要應(yīng)用方向之一是利用影像來識(shí)別物體，這一領(lǐng)域是模式識(shí)別的重要組成部分。自衛(wèi)星遙感發(fā)展以來，以統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)的自動(dòng)分類方法得到了進(jìn)一步完善和發(fā)展，例如，最大似然法的實(shí)用化算法，神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)在分類中的應(yīng)用，在聚類分析中的ISO法，利用輔助數(shù)據(jù)提高分類精度的各種方法，都給模式識(shí)別的發(fā)展提供了新的活力。
　　2.2航天遙感的特點(diǎn)
　　2.2.1航天遙感目前的應(yīng)用方向
　　利用衛(wèi)星遙感獲取各種信息是目前最有效的方法。在實(shí)現(xiàn)數(shù)字地球的今天，衛(wèi)星遙感更顯示出它的重要性。數(shù)字地球可以看成是一個(gè)虛擬地球，把地球上的各種信息以數(shù)字形式表達(dá)，實(shí)現(xiàn)多分辨率、三維形式的地球的描述。要把整個(gè)地球上的信息數(shù)字化，進(jìn)入計(jì)算機(jī)管理，其工作量極大，在開始階段，可以從已成圖的資料提取部分信息，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)觀點(diǎn)、從信息更新角度，衛(wèi)星遙感是提供信息源的最有效手段和保證。
　　根據(jù)我國(guó)國(guó)情，目前有二個(gè)方面的問題從中央到地方都極為關(guān)注，即環(huán)境變化監(jiān)測(cè)和耕地保護(hù)，要想比較好的解決這些問題，要靠衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展。因?yàn)橹挥性摷夹g(shù)才能快速提供有效的信息。
　　2.2.2應(yīng)用中應(yīng)注意的問題
　　目前衛(wèi)星遙感的主要應(yīng)用是根據(jù)衛(wèi)星影像來解釋人們所需要的信息，應(yīng)該屬于二維處理的范圍，盡管利用某些衛(wèi)星遙感圖像可以進(jìn)行高程測(cè)量，但目前尚不是主流。
　　根據(jù)衛(wèi)星影像來解釋出各種所需信息，主要根據(jù)影像的灰度、顏色、紋理、結(jié)構(gòu)、形狀等許多信息來確定，目前大部分衛(wèi)星遙感（SAR除外）根據(jù)光譜成像理論來獲取信息，鑒于地物光譜受到周圍環(huán)境、大氣衰減等許多因素的影響，使得影像特征與地物間的關(guān)系極為復(fù)雜，同時(shí)由于分辨率的限制，有些地物難以區(qū)分，這對(duì)影像解釋帶來極大困難。特別在中國(guó)，小農(nóng)經(jīng)濟(jì)的耕作模式，使得地塊小，作物混亂，對(duì)解釋更為困難。
　　不論采用何種方法，衛(wèi)星影像解釋必須與外業(yè)調(diào)查相結(jié)合，否則很難保證解釋質(zhì)量。航空攝影測(cè)量主要測(cè)量地球表面的幾何形態(tài)，其精度主要取決于影像質(zhì)量與測(cè)量?jī)x器，人為因素影響相對(duì)較小，在一定的條件下，質(zhì)量較易控制。而在衛(wèi)星影像解釋中，人為因素影響較大，對(duì)作業(yè)員的素質(zhì)要求更高。因此在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整中，應(yīng)重視作業(yè)員素質(zhì)的培養(yǎng)。
　　2.2.3計(jì)算機(jī)自動(dòng)解釋中存在的困難
　　利用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行衛(wèi)星影像自動(dòng)解釋是科技工作者的奮斗目標(biāo)，經(jīng)過幾十年的研究，已獲得一定進(jìn)展，但是距自動(dòng)解釋的目標(biāo)甚遠(yuǎn)。
　　基于統(tǒng)計(jì)理論的分類方法已較完善和成熟，已在生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用，鑒于這種方法主要根據(jù)光譜特征，而光譜特征與地物的對(duì)應(yīng)關(guān)系比較復(fù)雜，即異物同譜現(xiàn)象，因此分類精度受到一定限制。使得有部分人寧愿采用目視解釋，而不用計(jì)算機(jī)分類的現(xiàn)象。當(dāng)衛(wèi)星影像分辨率較低時(shí)，基于統(tǒng)計(jì)理論的分類方法較有成效，隨著分辨率的提高，統(tǒng)計(jì)分類方法將會(huì)失去其作用。
　　要想提高計(jì)算機(jī)自動(dòng)分類精度，要注意二個(gè)方面的問題，第一是二維特征的分析，目前基于統(tǒng)計(jì)的分類方法基本上利用點(diǎn)的特征，影像中的關(guān)系信息利用較少，而影像的二維特征分析首先要確定邊界，而地物邊界預(yù)先又無法確定，這是目前分類方法中存在的主要問題。為了解決這一困難，提出了并行處理的設(shè)想，當(dāng)然這對(duì)計(jì)算機(jī)又提出了新的要求，要研制新一代計(jì)算機(jī)。在算法上也要作重要改變，要研究適合于平行處理的新算法。第二是多因素的智能分析，鑒于衛(wèi)星影像解釋要依賴很多因素，在自動(dòng)解釋時(shí)，最好把這些影響因素都考慮進(jìn)去，這樣才能保證正確的自動(dòng)識(shí)別，這就是所謂的專家判讀系統(tǒng)或影像理解要解決的內(nèi)容。
　　目前在以上方面都進(jìn)行了一些研究，但僅僅是開始，離應(yīng)用目標(biāo)相距甚遠(yuǎn)，有待我們深入研究。
　　3.現(xiàn)代科技發(fā)展在測(cè)繪變革中的作用
　　測(cè)繪技術(shù)由于現(xiàn)代科技的發(fā)展正在經(jīng)歷一場(chǎng)深刻的變革，從該變革中我們可清楚看到科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率所起的作用。
　　由于空間技術(shù)的發(fā)展，使得信息獲取手段得到根本改變，例如大地測(cè)量，過去通過測(cè)角、測(cè)高來獲取基本信息，而現(xiàn)在通過GPS衛(wèi)星來獲取信息，過去利用航空攝影來獲取地面信息，而現(xiàn)在可通過衛(wèi)星來獲取，并且是數(shù)字形式。由于信息獲取手段的提高，為測(cè)繪的變革提供了重要保證。
　　由于計(jì)算機(jī)的發(fā)展，使得測(cè)繪生產(chǎn)工具發(fā)生徹底變革，例如航測(cè)成圖生產(chǎn)中所使用的全能測(cè)圖儀將要進(jìn)入歷史博物館，基于計(jì)算機(jī)的各種處理和管理系統(tǒng)登上歷史舞臺(tái)。由于生產(chǎn)工具的改進(jìn)，使得傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式得到徹底的改變。
　　由于測(cè)繪中引用了這些高科技，使得信息獲取更為方便，生產(chǎn)速度加快，生產(chǎn)成本降低，勞動(dòng)強(qiáng)度減輕。不僅如此，還為測(cè)繪產(chǎn)品的應(yīng)用提供了廣闊前景。由于測(cè)繪產(chǎn)品為數(shù)字形式，不僅使用方便，經(jīng)過適當(dāng)組合和處理，便可生成形式多樣的產(chǎn)品或其它形式的副產(chǎn)品，例如，從DEM可以生成坡度圖、坡向圖、暈渲圖，利用DEM和專題圖可生成暈渲專題圖。由于是數(shù)字形式，為綜合分析提供了條件，為深層次的應(yīng)用提供了可能。
　　測(cè)繪技術(shù)雖然得到很大發(fā)展，但在發(fā)展進(jìn)程中又面臨著新的問題和困難，例如航天遙感的發(fā)展，可以大量獲取各種信息，如何快速、高效處理這些數(shù)據(jù)，己擺在我們面前。目前計(jì)算機(jī)的水平，對(duì)于數(shù)值計(jì)算和文字處理己能滿足，但是對(duì)于數(shù)字影像的信息提取和影像分析尚不能適應(yīng)，期望新一代計(jì)算機(jī)的研制。我們相信，隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，攝影測(cè)量與遙感技術(shù)將會(huì)提高到一個(gè)新的水平。