淺談1∶10 000外業(yè)調(diào)繪前的影像解譯

汪 洋， 孫 華，史曉明，劉文斌

（1.湖北省航測遙感院，湖北 武漢 430074；2.中南林業(yè)科技大學(xué) 林業(yè)遙感信息工程研究中心，湖南 長沙 410004）

淺談1∶10 000外業(yè)調(diào)繪前的影像解譯

汪 洋1， 孫 華2，史曉明1，劉文斌1

（1.湖北省航測遙感院，湖北 武漢 430074；2.中南林業(yè)科技大學(xué) 林業(yè)遙感信息工程研究中心，湖南 長沙 410004）

針對航測外業(yè)調(diào)繪，介紹了影像解譯的發(fā)展現(xiàn)狀和實(shí)施條件以及影像解譯的實(shí)現(xiàn)方法和關(guān)鍵技術(shù)，分析了解譯中存在的一些問題，介紹了影像解譯的步驟，制作1∶10 000地物解譯標(biāo)志示意圖，提出在外業(yè)調(diào)繪前加入影像解譯的作業(yè)方式，實(shí)現(xiàn)了降低外業(yè)工作強(qiáng)度、提高外業(yè)工作準(zhǔn)確性的目的。

影像解譯；外業(yè)調(diào)繪；解譯標(biāo)志

1 影像解譯的定義和基礎(chǔ)

1.1 影像解譯的定義

影像解譯技術(shù)隨遙感技術(shù)產(chǎn)生，傳感器獲取的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理和解譯后才能得到有效利用。影像解譯包括人工目視解譯和自動(dòng)解譯。其中,人工目視解譯需要專業(yè)人員，運(yùn)用專業(yè)背景知識，通過肉眼觀察，綜合分析、邏輯推理，把遙感影像信息中所包含的地物信息提取和解析出來。這種方法需要目視解譯者具有豐富的地學(xué)知識和解譯經(jīng)驗(yàn)，花費(fèi)一定的時(shí)間去解譯，遙感圖像解譯質(zhì)量受解譯者的經(jīng)驗(yàn)、對解譯區(qū)域的熟悉程度等各種因素制約。自動(dòng)解譯是利用計(jì)算機(jī)提取遙感圖像的多種特征并綜合利用這些特征進(jìn)行識別。目前計(jì)算機(jī)自動(dòng)解譯所利用的信息量有限，不能全面反映圖像中地物的特點(diǎn)，對任何一種解譯特征來說，都存在難以區(qū)分的目標(biāo)地物，因而不能實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)解譯。對自動(dòng)解譯的研究還主要集中在對遙感影像信息的提取和分類，對影像專題信息進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，以及使計(jì)算機(jī)能夠模擬人對遙感圖像特征的理解等方面。

在1∶10 000外業(yè)調(diào)繪中，由于內(nèi)業(yè)采集是對所測地物的定位量測，還需外業(yè)調(diào)繪者實(shí)地進(jìn)行地物的定性描述。為了減少外業(yè)工作量，我們在外業(yè)調(diào)繪前還要對工作底圖采用人工目視解譯。

1.2 外業(yè)調(diào)繪前的影像解譯的基礎(chǔ)

1∶10 000基礎(chǔ)測繪的數(shù)字線劃圖調(diào)繪工作底圖，是通過內(nèi)業(yè)影像解譯和立體觀測采集成果疊加數(shù)字正射影像圖制作而成，利用該疊加成果作為外業(yè)調(diào)繪前影像解譯的基礎(chǔ)。

數(shù)字正射影像通過在外業(yè)采集的像控點(diǎn)數(shù)據(jù)，經(jīng)過空三加密內(nèi)業(yè)像控點(diǎn)建模，再通過全數(shù)字?jǐn)z影量測系統(tǒng)建立數(shù)字高程模型，在此基礎(chǔ)上對原相片影像進(jìn)行微分糾正 。

2 外業(yè)調(diào)繪前的影像解譯

2.1 外業(yè)調(diào)繪前的影像解譯步驟

影像解譯流程圖見圖1。

圖1 影像解譯流程圖

1）影像輔助信息獲取：獲取影像的傳感器類型、成像方式、成像日期（季節(jié)）、所包括的地區(qū)范圍、影像的比例尺、空間分辨率、彩色合成方案等；

2）已知資料分析：利用已有的測區(qū)相關(guān)資料，對整個(gè)測區(qū)進(jìn)行初步分析；

3）外業(yè)調(diào)繪前的影像解譯：綜合運(yùn)用直判法、對比法、推理法等多種分析方法，根據(jù)地物解譯標(biāo)志對內(nèi)業(yè)解譯采集得到的數(shù)據(jù)疊加數(shù)字正射影像圖后的成果進(jìn)行再次解譯，原則上先易后難，由宏觀到微觀，由已知到未知，逐步標(biāo)注地物屬性；

4）工作底圖制作：將已經(jīng)標(biāo)注地物屬性的內(nèi)業(yè)解譯采集得到的成果疊加數(shù)字正射影像圖一起噴繪出來。

2.2 外業(yè)調(diào)繪前的影像解譯實(shí)現(xiàn)

遙感影像上，不同的地物、地類有不同的影像特征，這些影像特征是判別各種地物的依據(jù)。通過觀察內(nèi)業(yè)解譯采集得到的數(shù)據(jù)疊加數(shù)字正射影像圖后的成果，結(jié)合已有的解譯標(biāo)志，從形狀、色調(diào)、模式、位置、分辨率、大小、陰影、紋理和相互關(guān)系等方面對影像進(jìn)行室內(nèi)判讀，把能解譯出來的地物都標(biāo)上相應(yīng)的符號，把解譯不出來的和不能確定的地物用特定符號圈出來，這些圈出來的地物就是調(diào)繪的重點(diǎn)。外業(yè)調(diào)繪時(shí)，對照工作底圖將已經(jīng)解譯出來的地物進(jìn)行巡視，并重點(diǎn)調(diào)繪有符號標(biāo)記的地物，避免漏調(diào)和錯(cuò)調(diào)等情況。

2.3 關(guān)鍵技術(shù)

1）工作前要廣泛收集整理測區(qū)已有的資料、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)以及行業(yè)專題數(shù)據(jù)，包括已有存檔的數(shù)字柵格圖DRG、地名志、交通圖、水系圖、電力及其規(guī)劃圖、行政區(qū)劃圖、林相圖、多種比例尺的地形圖。這些資料可在影像解譯時(shí)用來填寫地物的說明注記和性質(zhì)注記, 如地理名稱、水系名稱、山名、道路等級、電力線的伏特?cái)?shù)等。

2）影像解譯主要依賴判讀人員的經(jīng)驗(yàn)和知識，以及對測區(qū)踏勘實(shí)情的了解，所以判讀熟練程度的不同，會(huì)在解譯結(jié)果上產(chǎn)生差異。

本文研究所用影像攝影時(shí)間是2011年10月～2011 年12月，相機(jī)型號為RC-30，攝影比例尺1∶ 20 000，攝影類型為黑白，影像掃描分辨率為21 μm，數(shù)據(jù)格式為tif。

3 外業(yè)調(diào)繪前的影像解譯結(jié)果分析

通過表1可見，水田、旱地、茶樹、竹林、楊樹、露巖地、墳地、打谷場、石場、通信塔、磚場、水閘等1∶ 10 000外業(yè)調(diào)繪規(guī)范里要求的地物都能夠得到有效的解譯。實(shí)際外業(yè)調(diào)繪前的影像解譯中存在著以下幾個(gè)問題：

1）影像解譯的結(jié)果很大程度上取決于數(shù)字正射影像的質(zhì)量。本文研究所用正射影像為黑白影像，層次較分明，反差比較適中，解譯精度相對較高。由于地形起伏、氣候條件、攝影技術(shù)等各種因素的影響，導(dǎo)致航拍得到的原始影像部分昏暗，且原始影像部分顏色失真甚至有畸變產(chǎn)生，導(dǎo)致制作出的正射影像圖局部質(zhì)量不高，這時(shí)需要綜合運(yùn)用多種圖像處理軟件，對影像進(jìn)行圖像處理。

2）在解譯過程中，因?yàn)榇嬖诖罅客V異物和同物異譜現(xiàn)象，完全依據(jù)目標(biāo)地物的特征“色” 、“形” 、“位”以及解譯者的推理判別還達(dá)不到100%解譯，應(yīng)把解譯出的地物作為實(shí)地巡視的參考，讓外業(yè)調(diào)繪作為影像解譯的核查和補(bǔ)充，從而保證調(diào)繪的準(zhǔn)確性。

4 加入影像解譯后的作業(yè)效率分析

基于所用影像 ，本文試驗(yàn)了在外業(yè)調(diào)繪前加入影像解譯的作業(yè)時(shí)間，相比于傳統(tǒng)作業(yè)的時(shí)間，列出對比如表2所示。

表2 傳統(tǒng)作業(yè)與加入影像解譯后的作業(yè)時(shí)間表/d

表1 1∶10 000主要地物解譯標(biāo)志示意圖

通過表2比較可以看出，單幅1∶10 000數(shù)字線劃圖的實(shí)際生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的調(diào)繪作業(yè)過程都是通過大量的手工繪制，需要時(shí)間為20 d；在外業(yè)調(diào)繪前對工作底圖進(jìn)行影像解譯后，調(diào)繪工作變?yōu)檫x擇性作業(yè)，雖然外業(yè)調(diào)繪時(shí)間沒有明顯縮短，但總體作業(yè)時(shí)間比傳統(tǒng)調(diào)繪減少了35%左右。

5 結(jié) 語

在外業(yè)實(shí)地調(diào)繪前通過對內(nèi)業(yè)解譯采集出來的成果進(jìn)行再次影像解譯，讓解譯的內(nèi)容更加直觀、豐富，使得實(shí)地調(diào)繪時(shí)目的明確。該方式雖然沒有明顯縮短外業(yè)調(diào)繪時(shí)間，但提高了外業(yè)工作的準(zhǔn)確性，滿足了地理數(shù)據(jù)快速更新的需求。隨著生產(chǎn)實(shí)踐中影像解譯次數(shù)的增加，解譯的經(jīng)驗(yàn)也會(huì)不斷提高，解譯出的地物也更全面，同時(shí)解譯精度還會(huì)進(jìn)一步提高。

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P231

B

1672-4623（2015）04-0143-02

10.3969/j.issn.1672-4623.2015.04.051

汪洋，主要從事航測內(nèi)外業(yè)生產(chǎn)研究。

2014-03-24。

項(xiàng)目來源：湖南省教育廳科學(xué)研究資助項(xiàng)目（11C1313）；中南林業(yè)科技大學(xué)新進(jìn)高層次人才科研啟動(dòng)基金資助項(xiàng)目（2013RJ027）。