人類的本性就是不斷的探索周圍環(huán)境,地圖是對周圍環(huán)境信息的長久記錄。傳統(tǒng)的地圖依賴于人們的觀測、整理。近年來,航天攝影和衛(wèi)星成像技術(shù)為改善制圖過程不斷地提供有價值的信息,因而遙感影像在制圖中也變得越來越必不可少。
衛(wèi)星的全球覆蓋
過去,衛(wèi)星影像通常只作為地圖的背景,創(chuàng)建一些在視覺上能引起興趣的區(qū)域。而現(xiàn)在,衛(wèi)星影像快速發(fā)展,已經(jīng)成為地圖制圖重要的信息源。衛(wèi)星傳感器可以為制圖員直接獲取影像提供便利,包括獲取大范圍地理區(qū)域的影像,并且重訪地球的周期縮短為一天。除了大范圍的覆蓋,這些傳感器還可以記錄除可見光波段以外的波譜信息,為傳統(tǒng)信息收集作了補充。例如,為了跟蹤冰島Eyjafjallajokull火山灰云的運動情況,衛(wèi)星影像可以15分鐘更新一次,幫助當(dāng)局確定飛機的安全航行區(qū)域。
衛(wèi)星影像的最大好處是有規(guī)律的定期全球覆蓋。衛(wèi)星影像是滿足全球環(huán)境組織定期全球監(jiān)測(如聯(lián)合國氣候變化框架公約京都議定書)要求的最可行的方法。衛(wèi)星遙感特別適合完成京都議定書的要求——跟蹤全球變化,包括系統(tǒng)地觀察土地覆蓋、建立碳庫存量基線以及量化土地覆蓋和地上生物量的變化。衛(wèi)星影像有助于全球變化的例子還包括繪制亞馬遜雨林破壞圖以及監(jiān)測海冰變化范圍。
創(chuàng)建更好的地圖
衛(wèi)星影像適合國家或區(qū)域尺度的制圖。在歐洲,歐盟的全球環(huán)境和安全監(jiān)測(GMES)項目(包括陸地、海洋和大氣監(jiān)測,氣候變化建模、以及各種應(yīng)急響應(yīng)和與安全相關(guān)的項目)中大量使用了衛(wèi)星影像。其中包括CORINE系列地圖——記錄了歐洲國家1990年、2000年和2006年的土地覆蓋情況。通過使用衛(wèi)星影像中的信息,如城市擴張的速度或者商業(yè)建筑的數(shù)量,分析人員通過對比地圖就可以發(fā)現(xiàn)土地覆蓋隨時間的變化情況,據(jù)此制定某些關(guān)鍵區(qū)域的發(fā)展規(guī)劃。這種大范圍區(qū)域的定期制圖只能使用衛(wèi)星影像提供的信息。這種制圖對于檢查區(qū)域內(nèi)自然以及人為環(huán)境的變化是非常重要的。
目前遙感影像在各種制圖的應(yīng)用越來越多。在過去的十年里,大量傳感器的空間分辨率達到了分米級,為專業(yè)人員提供了地理區(qū)域的更精確的細節(jié)——這種精度在之前只有航天測量才能達到。
繪制城市單個要素(如建筑、樹木以及汽車)的能力為面向更多用戶(土木工程師、城市規(guī)劃人員、物流公司和市級政府)制作包含地理空間信息的地圖開辟了可行的空間。目前,可以使用新一代圖像分析技術(shù)(如ITT公司圖像分析軟件ENVI中的自動工具)更新和補充現(xiàn)存GIS圖層。這種應(yīng)用的例子還包括達到專家級圖像分析結(jié)果的自動工具,例如在整個影像中提取感興趣特征地物的分類工具。
在關(guān)鍵時刻,比如說自然或人為災(zāi)害影響某一地理區(qū)域之后,衛(wèi)星快速重訪該地區(qū)的能力使快速制圖成為可能。遙感已經(jīng)成為災(zāi)后救援工作的重要組成部分,在海地和中國汶川地震、英國北部洪水以及2004年末印度洋海嘯中都得到了充分的應(yīng)用。大量的關(guān)鍵救援任務(wù)都使用了包含遙感圖像信息的地圖,包括定位受災(zāi)地點、定量受災(zāi)程度、確定到達醫(yī)院或警局的安全路線。
未來遙感影像在制圖領(lǐng)域的發(fā)展
遙感技術(shù)的發(fā)展將進一步提高制圖的質(zhì)量,并擴大這種地圖的應(yīng)用范圍。在軌衛(wèi)星數(shù)量的增加及其監(jiān)測能力的增強將擴展圖像的應(yīng)用范圍。例如,GeoEye-2衛(wèi)星提供25cm的分辨率,也就是說更細微的特征地物,如道路標(biāo)記,也可以在地圖上識別出來,這種信息在地圖上標(biāo)注出來就可以在更多的應(yīng)用中發(fā)揮作用。除此之外,圖像處理技術(shù)的提高,如類似ENVI的軟件包的自動化發(fā)展將提高從遙感影像上提取標(biāo)準(zhǔn)地圖產(chǎn)品的生產(chǎn)率。
在世界各地,遙感影像已經(jīng)成為制圖過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。從災(zāi)后救援到城市管理,越來越多的人會利用遙感影像從中獲取豐富的信息。(編譯 李曉璐)
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