遥感影像资料在海图制图中的应用研究
摘要：遥感影像资料在地图制图中发挥了越来越重要的作用。本文借鉴遥感影像在地图制图中的广泛应用，探讨了利用遥感影像资料作为数据来源进行海图制图的可行性，以及如何利用遥感影像资料来进行海图编绘。
关键词：遥感影像 卫星影像资料 海图制图
0 引言
随着遥感技术和计算机技术的快速发展，越来越多的专题图、地形图在制图过程中都会采用遥感影像资料。遥感技术的提高也不断地推动了地图制图技术的发展水平，并为保障地图良好的现势性提供了重要依据。
同时，随着社会经济的发展，水上交通越来越繁忙，船舶对海图的各方面的要求，例如：现势性、覆盖范围、更新周期等越来越高。因此，在制图过程中，需要不断的开拓新的外业资料的数据来源为海图制图提供服务。遥感影像在地图制图中的应用非常的广泛，为地图的制作、更新等工作提供了比传统测量资料范围更广、周期更短，获取方式更简单的制图资料，极大的促进了地图制图的发展。而在一幅海图中，陆地部分也是非常重要的要素。由于海图中陆地部分与地图有很大的相似性，鉴于遥感影像资料在地图制图中的广泛应用，我们相信，遥感影像在海图制图中也有广阔的应用前景。
1 遥感影像资料的种类
凡是指记录各种地物电磁波大小的胶片（或相片）都称为遥感影像。遥感影像主要有航空摄影装置拍摄的各类遥感相片（通称为航片）和卫星遥感图像（通称为卫片）两大类。
航片一般是由飞机拍摄的，成像高度一般几千米到一万米，幅宽较低。具有比例尺大、碎部详细、几何精度高（分辨率一般在0.2米左右）、可进行立体摄影和测量等优点。多用于地形测图，各种专题判读与制图。但是航片的获取成本较高，而且它属于中心投影，校正处理比较复杂。一般在局部范围和制作大比例尺地图时使用。
卫片是通过人造卫星上装载的对地观测遥感仪器对地球陆地表面进行观测所获得的遥感图像。通常有①以观察陆地环境和资源为主的陆地卫星图像；②以研究海洋环境和资源为主的海洋卫星图像；③以研究大气为重点的气象卫星图像。在制图中用到第一种卫星图像资料居多。相对于航空相片来说，卫片的地面分辨率较低、成图比例尺偏小。但是卫片的突出优点是：①宏观性强、覆盖面积大；②多时相重复，资料更新快，现势性强；③以多波段方式观测，可反映地物光谱特征；④以数字方式记录，除制成图像产品以外，还可提供数字产品，便于进行各种专业用途的计算机出图；⑤观测平台高，几何畸变小，在计算机图像几何纠正之后制作的卫片，一般专业用图可不经纠正直接成图。此外，大多数卫片都是公开发售的，没有保密性，购买使用比较方便，且价格相对航片来说也比较低，一般相同面积区域的卫片成本不到航片的十分之一。
利用卫星图像制图，具有以下几个优点：
（1）根据卫星图像提供的信息，制图人员能比较客观、方便地对制图区域提出制图要求，确定制图内容、制图范围以及制图综合的数量指标，也可以方便地进行图幅设计。
（2）卫星不受地面条件的限制，对于地形比较复杂，传统测量方法不容易测量之处，也可以较容易得到相关影像资料。
（3）利用卫星影像编制中、小比例尺地图时，可以直接使用卫星影像资料进行信息提取，避免由于多次制图综合而引起的图形变形的缺点，保持轮廓图形的真实性。改变了过去中、小比例尺地图由实测原图逐级缩小的成图过程。
2 目前海图编绘所采用资料的来源及不足之处
在目前的海图制图作业中，陆地部分主要采用的是经外业修测的地形图资料，水深区域采用的是外业测量资料。对于海图的陆地部分，主要存在的问题是所采用的经修测的地形图更新慢、资料老旧，所反映的地形往往比现状要滞后好多。在笔者从业过程中，发现很多所使用的地形图都是上世纪80年代的资料，现势性较差。当发现所采用的地形图资料可能有问题时，如果此时再让外业重新去进行修测，一是时间来不及，二是专门为一小块地形而去测量则成本过高。在这种情况下采用遥感影像资料非常方便，也可提高效率，节省成本。
在制图过程中，如果同时有几种不同来源的外业地形资料时，有时会发现这些地形资料会有不一致的地方，但是海图编绘人员无法判断哪种资料是正确的。此时，如果有资料更新快、现势性好的遥感影像资料进行比对的话，就能极大的提高制图资料的准确性和效率。
对于海图中的水域部分，目前遥感技术的水域测量方面也有所发展，但相关应用较少。笔者在关于此方面的知识了解不足，所以本文暂不展开讨论。
3 海图编绘适合采用的遥感影像资料
在地图制图中，1：10000的地图所需影像的分辨率为0.8-1米。航片分辨率一般在0.2米左右，远超过地图制图所需的影像分辨率要求。对于卫星影像资料，一些高分辨率卫星影像的分辨率都可以达到1米以上，也可以满足地图制图的要求。在实际工作中，卫星影像资料一般多用在1：5000以及更小比例尺的地图上。而我中心制作的港口航道图的比例尺一般都要小于等于1：5000。而且在海图中，陆地部分要素的要求相对于地图来说相对要低。因此，就分辨率而言，高分辨率卫星影像资料和航片完全都可以满足海图陆地部分编绘的需要。但考虑到卫星影像资料的价格比航片要便宜很多，且更购买方便、数据处理也更为简单。因此，在海图制图中，我们可以选择使用高分辨率卫星影像资料作为数据来源。
用于制图的高分辨率卫星影像资料有：美国的Quick Bird（快鸟） 、GeoEye-1、Ikonos、WorldView、法国的Stop5等的卫星影像。我们国家的高分辨率卫星影像资料有资源三号、高分2号、天绘1号等。还有SPOT卫星图像；SPOT卫星的成图精度高、可做立体观测，但其价格比较昂贵，如果在有其它高分辨率卫星影像资料的情况下，应优先考虑其它高分辨率卫星影像资料。
4 如何在海图编绘中使用卫星影像资料
（1）如果已有多种来源的数字化制图资料，但这些制图资料之间存在不一致的情况时，可以使用卫星影像资料与其它制图资料进行比对，以此来判断那种制图资料是正确的，然后再使用正确的数字化制图资料进行海图编绘。这样既可以判断资料的正确性，又不需要处理卫星影像资料。
（2）对于没有其它数字化制图资料来源或者说已有制图资料现势性达不到要求的情况下，就需要直接使用卫星影像资料作为数据来源进行海图编绘。但对卫星影像资料需进行处理后再使用。
一般来说，购买来的卫片的文件格式主要有TIF、IMG、JPG等格式。买过来时一般都已做过了基础处理，在要求不高时可以直接使用。但用作海图的数据来源时，笔者认为还应该用一些影像处理软件进行一些常规处理。常用的卫星影像处理软件有：erdas、envi等。
利用影像处理软件进行影像处理的步骤主要有：
（1）影像的配准、镶嵌、几何纠正、彩色合成和影像融合。
（2）正射校正；正射校正是利用遥感影像编绘海图极其重要的操作步骤。
（3）影像解译。
（4）提取所需要的信息。
（5）根据所提取的信息按照《中国航海图编绘规范》、《中国海图图式》等相关海图规范的要求进行海图编绘。
5 结束语
随着遥感技术的发展，利用遥感影像作为一个重要的数据来源进行海图编绘是一个重要的发展方向。本文通过研究利用遥感影像进行海图中陆地部分要素的编绘，说明了遥感影像资料能在海图制图中发挥重要的作用，也能减少外业测量的工作量，能为海图制图工作带来很大的便利，但是笔者在应用方法方面研究的不够透彻。同时，由于笔者相关知识的欠缺，没有进行研究关于遥感影像资料在海图中水域部分的应用。今后，笔者将加强对这些方面的研究。本文如有不当之处，恳请批评指正。
参考文献：
[1]庄应点.遥感影像应用于海图制作的前景研究[J].中国水运，2009（10）.
[2]黄文骞，吴迪，李树军.遥感制图[M].海军大连舰艇学院，2010年10月.
[3]李江涛.遥感影像在海事测绘中的应用[J].华东地区测绘学术交流大会，2007.
关键词：遥感影像 卫星影像资料 海图制图
0 引言
随着遥感技术和计算机技术的快速发展，越来越多的专题图、地形图在制图过程中都会采用遥感影像资料。遥感技术的提高也不断地推动了地图制图技术的发展水平，并为保障地图良好的现势性提供了重要依据。
同时，随着社会经济的发展，水上交通越来越繁忙，船舶对海图的各方面的要求，例如：现势性、覆盖范围、更新周期等越来越高。因此，在制图过程中，需要不断的开拓新的外业资料的数据来源为海图制图提供服务。遥感影像在地图制图中的应用非常的广泛，为地图的制作、更新等工作提供了比传统测量资料范围更广、周期更短，获取方式更简单的制图资料，极大的促进了地图制图的发展。而在一幅海图中，陆地部分也是非常重要的要素。由于海图中陆地部分与地图有很大的相似性，鉴于遥感影像资料在地图制图中的广泛应用，我们相信，遥感影像在海图制图中也有广阔的应用前景。
1 遥感影像资料的种类
凡是指记录各种地物电磁波大小的胶片（或相片）都称为遥感影像。遥感影像主要有航空摄影装置拍摄的各类遥感相片（通称为航片）和卫星遥感图像（通称为卫片）两大类。
航片一般是由飞机拍摄的，成像高度一般几千米到一万米，幅宽较低。具有比例尺大、碎部详细、几何精度高（分辨率一般在0.2米左右）、可进行立体摄影和测量等优点。多用于地形测图，各种专题判读与制图。但是航片的获取成本较高，而且它属于中心投影，校正处理比较复杂。一般在局部范围和制作大比例尺地图时使用。
卫片是通过人造卫星上装载的对地观测遥感仪器对地球陆地表面进行观测所获得的遥感图像。通常有①以观察陆地环境和资源为主的陆地卫星图像；②以研究海洋环境和资源为主的海洋卫星图像；③以研究大气为重点的气象卫星图像。在制图中用到第一种卫星图像资料居多。相对于航空相片来说，卫片的地面分辨率较低、成图比例尺偏小。但是卫片的突出优点是：①宏观性强、覆盖面积大；②多时相重复，资料更新快，现势性强；③以多波段方式观测，可反映地物光谱特征；④以数字方式记录，除制成图像产品以外，还可提供数字产品，便于进行各种专业用途的计算机出图；⑤观测平台高，几何畸变小，在计算机图像几何纠正之后制作的卫片，一般专业用图可不经纠正直接成图。此外，大多数卫片都是公开发售的，没有保密性，购买使用比较方便，且价格相对航片来说也比较低，一般相同面积区域的卫片成本不到航片的十分之一。
利用卫星图像制图，具有以下几个优点：
（1）根据卫星图像提供的信息，制图人员能比较客观、方便地对制图区域提出制图要求，确定制图内容、制图范围以及制图综合的数量指标，也可以方便地进行图幅设计。
（2）卫星不受地面条件的限制，对于地形比较复杂，传统测量方法不容易测量之处，也可以较容易得到相关影像资料。
（3）利用卫星影像编制中、小比例尺地图时，可以直接使用卫星影像资料进行信息提取，避免由于多次制图综合而引起的图形变形的缺点，保持轮廓图形的真实性。改变了过去中、小比例尺地图由实测原图逐级缩小的成图过程。
2 目前海图编绘所采用资料的来源及不足之处
在目前的海图制图作业中，陆地部分主要采用的是经外业修测的地形图资料，水深区域采用的是外业测量资料。对于海图的陆地部分，主要存在的问题是所采用的经修测的地形图更新慢、资料老旧，所反映的地形往往比现状要滞后好多。在笔者从业过程中，发现很多所使用的地形图都是上世纪80年代的资料，现势性较差。当发现所采用的地形图资料可能有问题时，如果此时再让外业重新去进行修测，一是时间来不及，二是专门为一小块地形而去测量则成本过高。在这种情况下采用遥感影像资料非常方便，也可提高效率，节省成本。
在制图过程中，如果同时有几种不同来源的外业地形资料时，有时会发现这些地形资料会有不一致的地方，但是海图编绘人员无法判断哪种资料是正确的。此时，如果有资料更新快、现势性好的遥感影像资料进行比对的话，就能极大的提高制图资料的准确性和效率。
对于海图中的水域部分，目前遥感技术的水域测量方面也有所发展，但相关应用较少。笔者在关于此方面的知识了解不足，所以本文暂不展开讨论。
3 海图编绘适合采用的遥感影像资料
在地图制图中，1：10000的地图所需影像的分辨率为0.8-1米。航片分辨率一般在0.2米左右，远超过地图制图所需的影像分辨率要求。对于卫星影像资料，一些高分辨率卫星影像的分辨率都可以达到1米以上，也可以满足地图制图的要求。在实际工作中，卫星影像资料一般多用在1：5000以及更小比例尺的地图上。而我中心制作的港口航道图的比例尺一般都要小于等于1：5000。而且在海图中，陆地部分要素的要求相对于地图来说相对要低。因此，就分辨率而言，高分辨率卫星影像资料和航片完全都可以满足海图陆地部分编绘的需要。但考虑到卫星影像资料的价格比航片要便宜很多，且更购买方便、数据处理也更为简单。因此，在海图制图中，我们可以选择使用高分辨率卫星影像资料作为数据来源。
用于制图的高分辨率卫星影像资料有：美国的Quick Bird（快鸟） 、GeoEye-1、Ikonos、WorldView、法国的Stop5等的卫星影像。我们国家的高分辨率卫星影像资料有资源三号、高分2号、天绘1号等。还有SPOT卫星图像；SPOT卫星的成图精度高、可做立体观测，但其价格比较昂贵，如果在有其它高分辨率卫星影像资料的情况下，应优先考虑其它高分辨率卫星影像资料。
4 如何在海图编绘中使用卫星影像资料
（1）如果已有多种来源的数字化制图资料，但这些制图资料之间存在不一致的情况时，可以使用卫星影像资料与其它制图资料进行比对，以此来判断那种制图资料是正确的，然后再使用正确的数字化制图资料进行海图编绘。这样既可以判断资料的正确性，又不需要处理卫星影像资料。
（2）对于没有其它数字化制图资料来源或者说已有制图资料现势性达不到要求的情况下，就需要直接使用卫星影像资料作为数据来源进行海图编绘。但对卫星影像资料需进行处理后再使用。
一般来说，购买来的卫片的文件格式主要有TIF、IMG、JPG等格式。买过来时一般都已做过了基础处理，在要求不高时可以直接使用。但用作海图的数据来源时，笔者认为还应该用一些影像处理软件进行一些常规处理。常用的卫星影像处理软件有：erdas、envi等。
利用影像处理软件进行影像处理的步骤主要有：
（1）影像的配准、镶嵌、几何纠正、彩色合成和影像融合。
（2）正射校正；正射校正是利用遥感影像编绘海图极其重要的操作步骤。
（3）影像解译。
（4）提取所需要的信息。
（5）根据所提取的信息按照《中国航海图编绘规范》、《中国海图图式》等相关海图规范的要求进行海图编绘。
5 结束语
随着遥感技术的发展，利用遥感影像作为一个重要的数据来源进行海图编绘是一个重要的发展方向。本文通过研究利用遥感影像进行海图中陆地部分要素的编绘，说明了遥感影像资料能在海图制图中发挥重要的作用，也能减少外业测量的工作量，能为海图制图工作带来很大的便利，但是笔者在应用方法方面研究的不够透彻。同时，由于笔者相关知识的欠缺，没有进行研究关于遥感影像资料在海图中水域部分的应用。今后，笔者将加强对这些方面的研究。本文如有不当之处，恳请批评指正。
参考文献：
[1]庄应点.遥感影像应用于海图制作的前景研究[J].中国水运，2009（10）.
[2]黄文骞，吴迪，李树军.遥感制图[M].海军大连舰艇学院，2010年10月.
[3]李江涛.遥感影像在海事测绘中的应用[J].华东地区测绘学术交流大会，2007.
