地图比例尺与空间分辨率之间的关系_卫星遥感制图最佳影像空间分辨率与地图比例尺关系探讨...
(
40606044)
卫星遥感制图最佳影像空间分辨率与
地图比例尺关系探讨
龚明劼
,
张
鹰
,
张
芸
(
南京师范大学地理科学学院
,
南京
210046)
=
摘
要
>
选择适宜空间分辨率的遥感影像来达到地图成图的
精确度并
且最大
程度反
映地物
的信息
是卫星遥
感制
图需要解决的一个重要问
题
。
本文
重点分析了地图比例尺与遥感影像空
间分辨率
的关系
,
指出
在选择制图
影像空
间分辨率时需要
考虑两个因素
,
一是地图的成图比例尺
,
二是最小地物
的尺度
,
提出
了估算最
佳影像空间
分辨率
的公式
R
=
{
(L
@
M
)
/
2~
R
m
i
n
},
并通过实例验证了该公式的可行性
。
=
关键词
>
遥感制图
;
地图比例尺
;
空间分辨率
=
中图分类号
>
P282
=
文献标识码
>
A
=
文
章编号
>
1009
-2307(
2009)
04
-0232
-03
1
引言
随着遥感新
技术的
崛起
,
传
统地
图制图
发生
了深
刻的
变革
,
逐步形
成了一
个新
的分
支
)
)
)
遥感
制图
学
,
使
地图
的资料来源
、现势性、
制图工
艺都
发生了
明显
的变
化
,
主
要表现在以
下几个
方面
:
¹
覆盖
范围大
,
为短时
期内
编制
大范围中、
小比
例
尺地
图提
供
资料
;
º
信息
的
时效
性
强
,
当前我国城市进
入快
速发展
时期
,
过
去旧
的城
市地图
已无
法满足城市发展
的需
要
,
利用
卫星遥
感的
高空
间分辨
率影
像可很快地实
现比例尺
为
1
B
5
000~
1
B
50
000
的城市
地图更
新
[
1]
;
»
制图的
经济性
,
与传统
方法
相比
,
运
用遥感
手段
制图具有视野广、速度快、质量高、成本低等优
点。
在遥感制图
中
,
选用
适宜的
空间
分辨率
遥感
影像
十分
重要
,
这关系到地
图成图
的精
确度以
及地
物信
息的丰
富程
度。在制作地图
时
,
工作
者往
往是根
据多
年的经
验选
择相
应空间分辨
率的遥
感影
像
,
缺少
科学的
分析
,
有
时可
能因
为选用不当
,
空
间分
辨率偏
低难
以达到
要求
,
或
空间
分辨
率过高使得制图
成本
增加。如
何选取
最佳
空间
空间分
辨率
对遥感制图有着重要
的意义。
2
地图比例尺与遥感影像空间分辨率的关系
在选择制图遥
感影像
的空
间分辨
率时
需要
考虑两
个因
素
,
一是地图的成图比例尺
,
二是最小
地物的尺度。
2
1
1
地图比例
尺
、
遥感
空间分辨率的定义
地图比例尺是指
图上距
离与实
地距离之
比
,
一般
用
1
/
M
表示。
1
B
1
000
000
、
1
B
500
000
、
1
B
250
000
、
1
B
100
000
、
1
B
50
000
、
1
B
2
5
000
、
1
B
10
000
、
1
B
5
000
、
1
B
2
000
、
1
B
1
000
、
1
B
500
是我国十一种基本地形比例尺。比
例尺不但
反映了空
间尺度
,
还隐含着对地图测量
精度和内容详细程度的说明。
遥感图像的
空间分
辨率
,
是
指像
素所代
表的
地面
范围
的大小
,
即像素
的瞬
时视场
,
或指地
面物
体能分
辨的
最小
单元
[
2]
。例如
Landsa
t
7
(
ETM
+
)
遥感
影
像
除
全色
波
段
外
,
各波段一个像素
代表地
面
28
1
5
m
@
28
1
5
m,
空
间分辨
率粗
略为
30
m
。
遥感影像
中
,
Rg
=
R
s
@
f
H
,
其中
Rg
为空
间分辨率
(
线
对
/m
)
,
H
为摄影高度
(
m
),
Rs
为系
统分辨率
(
线对
/m
)
,
f
为成像仪焦距
(mm
)
。而实际空间分
辨率
R
(
m
)
即图
像能够
识别的地面上两个目标的最小距
离可以通过
Rg
/
2
求得。由
此可得
,
如果
Rg
=
1
线
对
/m,
那么
其实
际空间
分辨
率
R
=
Rg
/2=
0
1
5m
。
2
1
2
地图比例尺
与遥感空间分辨率关系的探讨
2
1
2
1
1
地图比例尺与遥感空间分辨率的对应
关系
研究地图
比例
尺
与遥
感空
间
分辨
率的
对
应
关系
问
题
,
首先需要了解人
的视
觉分辨
率。人的
视觉
分辨
率是指
人眼
明视距离
(
25c
m
)
能分
辨的
空间
两
点之
间的
最
短距
离
,
各
种资料对这个数值有不同的看法
:
5
新编地图学教程
6
中指
出两点的最短
距离为
0
1
075mm,
在制
图时
建议
将分辨
率取
为
0
1
1
mm
,
限差定位
0
1
2
mm;
李书楷
[
3]
在
5
遥感时
空信息
集成技术及其应用
6
一书
中指出用
L
andsat
TM
制作
专题地
图时均以
0
1
2
mm
作为适宜专题制图
的像元
空间分
辨率。综
上
,
我们先将人的视觉分辨率定
为
0
1
1~
0
1
2mm
。
根据以上分
析
,
我
们选
取
0
1
1
~
0
1
2
mm
的
视觉
分
辨率
设置公式
,
评估
各类
地图比
例尺
的精度。
在测量
工作
中称
相当于
0
1
1~
0
1
2
mm
(
人的
视觉分辨率
)
的实地水平距离为比
例尺的精度
[
4]
。
A
=
L
/(
1
/
M
)
(
1)
其中
A
为比
例尺
的精
度
,
1
/
M
为比
例
尺
,
L
为
人
眼的
视觉分辨率。根据公式可得各种
地图比例尺精度
,
见表
1
。
表
1
比例尺精度
比例
尺
1
B
10
000
1
B
50
000
1
B
1
00
000
1
B
250
0
00
1
B
500
000
1
B
1
00
0
000
比例尺
L
1
=
0
1
1
mm
1
5
10
25
50
100
精度
(
m)
L
2
=
0
1
2
mm
2
10
20
50
100
200
为了使遥感
图像成
图时
能达到
地图
比例尺
的精
度
,
遥
感影像的空间分辨率应
小于地图比例尺的精度。即
:
Rg
[
A
(
2)
同样
,
我们可
以通过
上述
方法
,
根
据遥
感影
像的
空间
分辨率确定遥感
图像
成像的
最佳
比例尺。
目前
常用的
星载
遥感技术系统
,
见表
2
。
表
2
常用星载
遥感技术系统
系统
Landsat4
,
5
(
T
M
)
Land
sat7
(
ETM
+
)
SPOT
(
多光谱
)
SPOT
(
全色
)
I
KO
NO
S2
CBER
S
光
谱覆盖
范围
/
L
m
0
1
45~
2
1
35
1
1
05~
12
1
5
0
1
45~
2
1
35
0
1
52~
0
1
9
0
1
5~
0
1
89
0
1
51~
0
1
73
0
1
45~
0
1
9
0
1
45~
0
1
73
0
1
63~
0
1
89
0
1
55~
12
1
5
波段数
7
8
3
1
4
11
地
面覆盖
范围
/k
m
1
85
18
5
60
60
11
113
,
890
,
119
1
5
空间分
辨率
/m
30
,
120
30
,
15
,
60
20
10
1
,
4
19
1
5
,
258
77
1
8
,
156
覆
盖周期
1
6
d
1
6
d
3
~
5
次
/26d
3
~
5
次
/26d
1~
3d
26d
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