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1、高分辨率遥感图像处理与信息提取,南京师范大学 虚拟地理环境教育部重点实验室汪闽联系方式：手机：Email：,汇报提纲,高分辨率遥感简介高分遥感影像处理与信息提取技术面向对象的高分辨率遥感影像分析技术,什么是高分辨率遥感？,高分辨率遥感，涵盖了高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率和高辐射分辨率。空间分辨率遥感：高空间分辨率最重要也是目前广大应用者普遍关注的主要指标，像素空间分辨率达到10m 以内的遥感影像。航天遥感空间分辨率发展迅猛：正在以每10年一个数量级的速度提高，15米已经成为本世纪前10年新一代卫星空间分辨率的基本指标：70年代美国第一颗资源卫星的地面分辨率为80米，80年代法国SP
2、OT卫星达到10米，90年代的印度卫星、俄罗斯卫星达到5.8米和2米，1999年9月发射的美国空间影像公司的IKONOS卫星的几何分辨率达到1米，而2001年美国数字地球公司发射的QUICKBIRD卫星的几何分辨率高达0.6米。按照规划，我国高分辨率对地观测系统的空间分辨率也将达0.3米。,高分辨率对地观测系统的发展,世界上主要发达国家和部分发展中国家都已经或正在发展各自的高空间分辨率对地观测卫星系统。,美国Landsat7:全色15米（准高空间分辨率）；法国SPOT5 HRV：全色2.5米（开展高分辨率新局面）；德国MOMS计划：6.5米4.5米1.0米；印度IRS系列：全色5.8米；美国奋
3、进号航天飞机 SAR：15-20米；以色列OFEQ3、EROS A：2米1米；俄罗斯SIS、Resourse F3：2米0.5米；美国Earth Watch:Earlybird（3米）QuickBird（0.6米）南非、西班牙、南韩、日本、台湾等国家和地区都已经或计划发射各自的高空间分辨率小卫星系列。超高分辨率商用卫星,北京国遥数据产品价格,国内：高分辨率对地观测系统,我国中长期科学和技术发展规划（2006-2020年）中提出，中国也将启动并实施高分辨率对地观测系统的重大工程，以满足社会各界的广泛应用需求，推动空间科技和空间信息产业的快速发展，促进我国高分辨率对地观测系统的可持续发展，分阶段地
4、把我国建成对地观测的应用强国、技术强国和科学强国。,我国高分辨率对地观测系统（500字）,高分辨率对地观测数据是对军事、政治、外交、公共安全、农业、灾害、资源、环境等重大问题进行宏观决策的重要依据，是保障国家安全的基础性和战略性资源，在国防建设和反台独军事斗争、环境监测、资源开发应用、减灾、农林业调查、城市规划等方面具有广泛应用，是建设我国未来“数字战场”、“数字农业”以及“数字国土工程”等不可或缺的关键系统。我国目前虽有军事侦察卫星、气象卫星、海洋卫星、资源卫星等观测手段，但受技术基础限制，目前刚开始进入高分领域，这些系统还只能获得中等或较高分辨率的对地观测数据，很多高分辨率数据要依靠国外，
5、还未形成完整的对地观测系统。掌握信息资源自主权及获得高分辨率的对地观测数据是国家安全、国家经济建设和军事现代化建设的紧迫需求，具有重要的战略意义。重点发展基于卫星、飞机和平流层飞艇的高分辨率先进对地观测系统，空间分辨率最高达0.3米，空基优于0.1米，光谱分辨率达纳米级，其它中、低分辨率地面覆盖观测手段结合，形成时空协调，全天候、全天时的对地观测系统，并可根据需要队特定地区进行高精度观测。到2020年，建成由空、天、地三个层次观测平台的大气、陆地、海洋先进观测体系，建立稳定的运行系统，提高我国空间数据的自给率，形成空间信息产业链。,空间分辨率高（已经达到1M以内），这也是最明显的优势。数据量也
6、骤增。地物的几何结构和纹理信息更加明显，便于利用各种算法对地物的几何结构和纹理特征进行定性和定量描述，建立目标识别专家系统。高精度的卫星星历和姿态测量显著提高了影像定位精度。不受地形条件的限制。对航空飞机难以到达的偏远山区(如我国西南部地区)、条件恶劣 地区以及南极等遥远地区同样可获取数据。传感器立体成像能力明显增强，三维信息丰富，有些可同时获得立体像对。,高分辨率遥感数据的特点,高分辨率遥感的应用,高分辨率遥感的应用,（1）军事应用：用于情报搜集、国防监视、军事目标细节识别和动态变化检测、精确测图和目标导引等方面。快速目标瞄准系统（RTS）（2）全球应用领域：政府间对地观测协调组织（GEO）
7、的全球对地观测系统（GEOSS），解决灾害、健康、能源、气候、气象、水循环、生态、农业和生物多样性等全球性的社会经济问题服务；（3）社会可持续发展应用：对森林、草地、湿地、农田、自然保护区、沙漠、水土保持区、农业生态环境、生物多样性、大型生态建设工程、重点资源开发区及土地利用变化等遥感监测与管理，形成对全国和重点地区资源、环境状况进行动态监测和评估，建立国家公共安全评价及预警预报系统，以信息化手段促进我国可持续发展战略实施与国家安全保障的技术能力；（4）经济建设应用：国土资源部土地资源调查数据、国家经贸委开展的数字化工程建设、石油地理信息系统、测绘局航空摄影；地方政府部门的数字省、数字流域以及
8、城镇信息化建设；（5）社会公众服务：Atlas2000、Earth System、ArcGlobe、Google Earth,农业:发展精准农业,包括：作物灾害监测、土壤环境监测、区分作物种类、作物长势分析和农作物估产等；林业：包括林火监测、非法砍伐监测、森林资源蓄积量评估、生物量调查、和木材管理等；大比例尺测绘：“数字城市”大比例尺制图；城市规划和市政基础设施建设：识别、规划和监测大的基础建设工程，如街道、高速路、桥梁、铁路建设和园林绿化等，为城市未来发展提供辅助决策；环境监测：如危险化学物的泄漏监测、排污监测、海岸带防护林检测、洪水、地震等灾区的管理以及紧急突发事件进行监测；,高分辨率遥感
9、的应用领域,图是为2005年北京奥运场地建设时城市规划所采集的快鸟卫星影像,高分卫星数据在城市规划与监测中的应用,2003年12月17日广州大学城 2005年7月18日广州大学城,QuickBird数据在印度德里城市变化监测中的应用,图为印度德里市从左至右是2000年到2005年的变化监测，图中红色区域为变化区域,高分辨率遥感卫星数据为油气、地质野外勘测与资源开发提供有力支持,野外实地考察对于地质学家来说一直是一项耗时耗力的任务，最主要的是长距离的野外勘探具有很多无法预计的风险性，目前很多国家都采用遥感正射卫星数据叠加 上勘探区域的高程模型DEM生成三 维 模拟地形，在此基础上可以叠加许多其它
10、信息和特定的数据做综合分析，在没有地图参考的区域也可以借助卫星数据来帮助完成勘测，如此能最大限度的降低风险及成本。,野外勘测3D模拟地形图,探区地震部署图,高分辨率多光谱遥感数据在矿产资源开发中的应用,通过对可见光、近红外的电磁波 的频率、振幅、相位、光谱特性进行分析，可以对矿产资源进 行探测。,多光谱遥感数据探测矿产资源,高分辨率遥感卫星数据在资产识别与设备监测中的应用,QuickBird卫星影像绝对精度为2.5m、像素尺寸为0.6m,可精确定位油井、道路设施、自然环境与建筑,并能快速定位等特点。这些资料可用作土地规划、初步选址、统计分析等，作为影像地理信息，能让您方便地对现有数据进行集成与
11、应用。,QuickBird对地面资产的精确定位,具有独特视角的QuickBird卫星影像,很适合用于设施管理，对于庞大而复杂的地面状况及物理设施能够迅速准确地评估地点、大小、邻近地物的特点等，及时掌握其运行状况。,QuickBird影像对地面设备的监测与评估,高分辨率遥感卫星数据之目标变化监测,用QuickBird卫星遥感数据能够以最新的数据描述地面设施所发生的各种变化及其区域，可以准确地定位与跟踪变化发生的过程。,QuickBird影像对地面设施变化的监测,高分辨率遥感卫星数据之环境监测与控制,环境是人类赖以生存的物质基础，保护环境就成为每个企业及个人所应该承担的社会责任，同时也是全国乃至全
12、世界所倡导的社会主题。QuickBird卫星现 有的全色波段和多光谱图像可以用于环境监测,如环境保护状况及土地污染情况等。此外,卫星影像还可以作为第一手资料,用于政府机构的监管。,QuickBird影像对油区环境的监测,4.高分辨率卫星数据在水灾、森林火灾监测中的应用,灾情的监测与预防一直无论是遥感还是航空都关注的重点，卫星、航空遥感可以根据农业生产的需要，对农田、森林、草场植被指数、农业旱涝以及森林草原火灾等进行动态监测，还可以对土壤的侵蚀、草原的退化、沙化、沙尘暴等影响环境的因素进行定期监测。气象卫星是利用光谱分类法来判识沙尘暴的。当很强的扬沙或沙尘暴出现时，沙尘云会表现出特殊的光谱特征，
13、利用这些特征就可以有效地识别沙尘云。对某些地区的暴雨和可能造成的灾情，可以利用当时的卫星影像与常年卫星影像进行对比，可以获得有关洪水泛滥面积和灾情程度的较准确的结果。通过监测地温、土壤湿度，可以对旱灾的面积和危害程度进行准确监测和预报。,QuickBird多光谱数据洪水制图,由于水库被洪水淹没在受灾期间无法区分出来，通过QuickBird多光谱数据运用邻近规则来恢复洪前河床 轮廓，如图中的红色线为河床走向，黄色为当前的洪水覆盖区域,QuickBird卫星数据在工程设计中的应用,运用高分辨率QuickBird数据正射影像，结合施工区域的数字高程DEM可以生成逼真的实地三维数字地形，这种方法只要控
14、制点(GSP)测量精确时误 差一般可控制在米以内如此利用遥感技术手段可以使前期的大量的外业工作转入室内借助计算机来完成，为项目的实施节约了时间和成本,QuickBird卫星数据在电力行业中的应用,电业局一直把送变电塔路线规划作为整 个工程的最重要环节来考量，因为在规划的过程中如果不合理无疑是对资源设备的极大浪费，现在很多电信部门都采用高分辨率的遥感技术手段来解决这种问题，并取得非常好的效果,QuickBird卫星对码头舰艇目标的识别,图为利用快鸟卫星数据对一港口的军事基地拍摄获取的舰艇信息,采用信息提取可以迅速获取舰艇的准确位置和相关信息,QuickBird卫星数据在电力行业中的应用,图为利用
15、快鸟卫星数据对一军事基地拍摄获取的军事装备信息,近距离分析可以获取装备的类型与数量.,QuickBird数据在作战指挥中的应用,通过高分辨率卫星数据结合数字高程模型DEM可得出战区的数字三 维 地形图,为作战的指挥与决策提供参考依据,QuickBird卫星林木蓄积量估算中的应用,通过QuickBird多光谱数据可以与地籍图叠加估计 出地块树木数目，此图的QuickBird数据地面采样间距为0.6m,QuickBird卫星多光谱数据对林业虫灾害进行监测与识别,采用QuickBird多光谱数据可以对林业的病虫灾害进行快速识别，右图红色区域为识别出来来受到病虫的侵蚀处的树木,QuickBird数据森
16、林火灾监测中的应用,左图为QuickBird三波段融合真彩色数据，右侧为QuickBird伪彩色数据，该组图片显示在一次森林火灾中的监测情况，从右图中可以分辨出明显的森林火灾的火线（在伪彩色中红色代表健康植物，黑色部分为已经被火灾吞没过的森林地带）。,森林火灾损失评估,在城市市区与郊区，经常发生诸多高强度和大面积的各类火灾，应用高分辨率卫星影像可在火警发生之前、期间、之后获得进展情况，以及测量燃烧强度分析和评估破坏和经济损失程度。0.6米分辨率的QuickBird卫星影像可以辨别出地面处每一树冠，2.4米的多光谱影像可判断出健康植被。,非法采伐,非法伐木是一个大问题,世界上许多地方,特别是濒危的热带雨林.随着森林消失,树种的价值在逐渐上升,从地面监控合法或非法采伐是困难和昂贵的投入。2.4米多光谱图像,可以在日常监管森林资源中得到充分运用，促使森林的采伐得到合法化，快鸟卫星提供足够的空间分辨率(0.6米)分辨个别树木和道路，准确的定位能力能和精确跟踪使森林资源的损失降低。,采用QuickBird卫星多光谱数据进行分析对比，能全面 很快的获取森林遭受各类砍伐区域的程度程度，右图中间的红色区域为刚刚遭受树木被砍伐的区域,
