卫星遥感影像解译目标警示系统的设计

卫星遥感影像解译目标警示系统的设计 () 中图分类号 : P231文献标识码 :B文章编号 :049420911 20030820036202 卫星遥感影像解译目标警示系统的设计 1 2 1喻文承,王凌云,范士明 ( 1 . 中国空间技术研究院 北京卫星信息工程研究所 ,北京 100080 ; )2 . 北京大学 遥感与地理信息系统研究所 ,北京 100871 The Design of Target Warn ing System f or Remote Sensing Image Interpretat ion YU Wen2cheng , WAN G Ling2yun , FAN Shi2ming 摘要 :针对工程化的卫星遥感影像应用处理需求 ,将遥感技术与地理信息系统技术相结合 ,设计建立目标警示系统 , 给影像快速 筛选与解译工作提供支持 。 关键词 :遥感 ; GIS ;图像解译 在实际工程应用中对目标进行快速识别从而筛选出 一 、引言 有价值图像的方法 。早期的统计模式识别方法利用 近年来 ,随着各部门各行业对遥感数据需求不 像素点光谱特性 ,忽视目标对象的形状 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 和空间 断扩大 、遥感技术自身的进步以及遥感在各领域应 位置信息 ,不利于识别非自然的地物目标 。随着人 用不断深入 ,遥感事业取得了长足发展 。当前 ,不同 工智能和专家系统的发展 ,在统计模式识别的基础国别 、不同传感器类型的多颗遥感卫星在太空中运 上引入了专家解译知识 ,但仍然限于低层次图像特 转 ,其动态探测范围广 、获取信息快 ,相应的地面应 征 ,如像素单元等 ,没有利用目标地物具有的形状和 用处理系统可以近实时获得大量高时间分辨率 、高 空间位置特征 。近年来 ,一些专家和学者提出的综 空间分辨率 、高光谱分辨率的遥感图像 。这样日积 合提取多种影像特征以提高计算机解译精度 ,充分 月累 ,逐步形成了海量的多源 、多尺度 、多时相遥感 利用结构信息和地物空间位置这些对于目标地物来 数据 。为此 ,如何在地面应用系统里从海量的遥感 说相对稳定的特征 ,并将统计模式识别与结构模式 图像数据中自动获得已知的目标对象 ,从而筛选出 有价值图像 ,为进一步进行变化检测 、图像分析提供 识别相结合 ,将专家系统与模式识别方法相结合 ,是 帮助 ,提高遥感数据的时效性 ,是一项有着重要意义 的工作 。本文将对建立一个遥感影像解译目标警示 遥感图像特征提取和计算机解译的一个发展方向 。 系统的设计思想和实现方法进行介绍 。 这些技术仍然处于理论研究和实验阶段 ,算法复杂 , 计算时间长 ,短时期内还不能在实际工程化的遥感 影像应用处理中得到较好运用 。 ( 遥感 影 像 中 地 物 目 标 的 特 征 包 括 其 颜 色 色二 、系统设计基本思想 ) 调、形状 、大小 、纹理 、位置和相关布局等 ,其中 ,空 间位置是一个非常稳定 、有效的特征 ,对于一些固定 长期以来 ,目视判读是对遥感图像进行目标对 的非自然或人工目标对象而言 ,其绝对空间位置可 象识别使用最多 、最普遍的一种方法 。它用于定性 作为计算机解译的直接依据 。在遥感影像地面应用 分析 ,其过程取决于图像质量 、人的感官能力 、具体 处理中 ,原始影像具有粗略的地理参考信息 ,经几何 判读人员的知识经验及对目标区域的熟悉程度等 。 校正后的影像具有精确的地理参考信息 。在进行解 不仅判读过程要花费大量的时间 ,还需要目视判读 译时 ,可利用这些影像具有的地理参考信息 ,与已知 者具有丰富的领域知识和目视判读经验 ,劳动强度 目标地物的空间位置信息进行比较 ,并根据比较的 大 ,周期长 。目前的情况是大量遥感数据需要筛选 结果判断影像中是否存在感兴趣目标 ,对影像中存 与解译 ,而专业目视判读人员相对较少 ,形成了遥感 在的地物目标作出标注 ,起到给判读人员目标警示 图像处理和应用上的瓶颈 。 的作用 ,实现卫星遥感影像的快速筛选 。这是建立 在计算机解译方面 ,当前还不能找到一种能够 收稿日期 : 2002210231 ( ) 作者简介 :喻文承 19742,男 ,重庆人 ,硕士 ,主要从事遥感与地理系统应用研究 。 本文卫星遥感影像解译目标警示系统的基本设计思 1 . 图像的输入与显示 。该模块完成图像的读 想 ,其在整个遥感应用系统中的作用如图 1 所示 。入与显示 ,包括放大 、缩小 、漫游 。 2 . 解译目标警示 。该模块为系统核心模块 ,完 成目标警示的相关算法和功能的实现 。主要包括图 像空间位置求取 、解译目标数据库中记录提取 、目标 与图像空间位置匹配 、目标显示与标注等 。 3 . 空间图形数据与属性数据显示 。该模块完 成解译目标数据库中空间数据与属性数据的显示 , 包括空间图形的放大 、缩小 、漫游 、birdeye 显示 、属 性数据的记录集打开与显示等 。 4 . 解译目标数据库的查询与检索 。该模块完 成对解译目标数据库中记录的查询与检索 。可实现 空间到属性 、属性到空间的双向查询 ,对于纯属性查 图 1 目标警示系统在遥感应用处理中的作用 询 ,提供多种查询组合 ,以灵活的查询条件选择给判 读解译人员带来工作上的方便 。 三 、系统设计 5 . 解译目标数据库的增 、删与维护 。该模块完 1 . 数据库构成 建立卫星遥感影像解译目标警成对图像中新发现解译目标的入库工作 ,可直接在 示系统 ,必须建 图像上采集 。对数据库中时效已过的记录进行删 立解译目标数据库 ,对判读解译人员已经了解掌握 除 。对库中发生变化或需更新的记录进行更改 。对 的关于目标的空间知识进行存储和管理 ,为系统工 解译目标数据库进行维护 。 () 作提供数据支持 。 1数据库内容 解译目标数据3 . 系统体系结构 解译目标警示系统面向工程 库中的主要内容为 : ?背景数据 , 化的卫星遥感图像 地面应用处理作业模式 。针对判读解译人员的工作 以行政区划为单元的多边形数据 ; 水系 、道路 、等高 线等线状图形数据 ,分层编码 。 ?目标数据 ,包括已 方法和特点 ,采用基于局域网络环境的 、客户机/ 服 ( ) 有解译目标成果的点状图形数据 ,其主要的属性数 务器 Client / Server结构的体系结构 。服务器端采 据有 :目标对象代码 ; 目标对象名称及所属地点 ; 目 用关系数据库 Oracle 管理系统和 ERS I SD E 空间数 + + 标对象空间位置信息 ;目标图像存储路径 ;关于目标 据引擎 ,运行于 U nix 环境下 。客户端采用 V C 编 () 程构建应用软件 。为实现空间数据和属性数据的存 的描述信息 解译时间 、文档 、其他媒体资料。 () ,客户端集成了 ERS I 的 Map Object s 控件 。 取与管理 2数据组织 系统采用空间数据引擎技术对空 系统体系结构如图 2 所示 。 间数据和属性 数据进行一体化管理 ,其中 : ?结构化的 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 格数据由 ( ) 关系数据库系统 RDBM S管理 ; ? GIS 空间图形 数据通过 SD E 管理 ,它将图形数据存放到通用的商 用关系数据库中 ,利用关系数据库的高效查询检索 和并发控制等功能来操作图形数据 ,为保持图形和 属性之间关系的一致性提供良好基础 。 () 3数据优化 解译目标数据库在数据优化方面 采取了以下策 略 : ?图形数据的分层存储和管理 ; ?优化设计属性 ( ) 数据的结构 ; ?合理设置空间数据引擎 SD E数据 图 2 系统体系结构示意图 Cell 的大小 。 2 . 系统功能四 、结论 变化信息提取方法 ,数据间的几何配准精度对于变 化信息提取的影响都是至关重要的 ,数据配准的误 差会导致本无变化的区域光谱发生异变 ,而被当作 变化信息提取出来 。本项目中影像的配准精度要求 达到 0 . 5 个 SPO T 像元 ,这种配准精度能够满足监 测的精度需求 。 3 . 监测伪变化 。造成出现伪变化的主要原因 是光谱信息或纹理细节变化而土地利用状况未变 , () 如搭建蔬菜大棚 、道路硬化 变为水泥路面等 。 五 、结束语 通过本次土地利用动态遥感监测试点项目实践 证明 ,运用光谱特征变异法与主成分变换法等多种 方法相结合的办法 ,能够客观和正确地提取变化信 息 ,满足监测年度各类土地利用变化任务的要求 ,这 为以后全面开展土地利用动态遥感监测工作积累了 经验 。 参考文献 : 图 2 2002 年镇江新区土地利用动态遥感监测技术流 朱述龙 ,等 . 遥感图像获取与分析 M . 北京 : 科学出 1 程图 版社 ,2000 . 蔡孟裔 ,等 . 新编地图学教程 M . 北京 : 高等教育出 2 版社 ,2000 . 化信息 ,干扰真正变化部分的提取 。 2 . 数据间几何配准的精度 。变化信息提取的 3 张永生 . 遥感图像信息系统 M . 北京 : 科学出版社 , 前提是必须有两个以上时相 ,已完成配准的 ,且分辨 2000 . 率已经插值采样到一致的遥感数据 ,无论采用何种 ()上接第 37 页 目前系统的实现中使用了目标的空间位置属 速筛选和目标解译工作提供了良好的技术支持 ,在 ,可进一步开展关于目标检测 性 。在今后的工作中 实际工程应用中具有以下优点 : 及提取方面的研究工作 ,为遥感影像解译的智能化 和自动化提供帮助 。 1 . 充分利用卫星影像的空间位置信息 ,以便从 海量卫星遥感影像数据中筛选出有价值的图像 ,提 参考文献 : 高判读解译效率 ,减轻目视判读人员的劳动强度 。 郭德方 . 遥感图像的计算机处理和模式识别 M . 北 1 2 . 将地理信息系统技术与遥感技术相结合 ,给 京 :电子工业出版社 ,1987 . 遥感影像判读 、解译工作提供 GIS 技术的支持 。 2 朱述龙 ,张占睦. 遥感图像获取与分析 M . 北京 : 科 3 . 便于解译成果的积累与应用 。卫星遥感具 学出版社 ,2002 . 有周期性动态观测的特点 ,因此已确定的目标可用 于后续影像的筛选解译工作 。