《遙感專題分析與地學(xué)圖譜》是在遙感信息科學(xué)的基礎(chǔ)上,運用地學(xué)多元綜合分析原理方法,結(jié)合作者長期在該領(lǐng)域的工作實踐撰寫而成的,是一部理論與實踐密切結(jié)合論述遙感專題制圖的專著。全書共十二章,內(nèi)容可歸納為三部分:一是論述空間遙感信息機理與專題制圖研究的理論與方法(第一章至第五章);二是闡述遙感圖像地學(xué)多元分析、專題識別制圖的實踐(第六章至第十一章);三是介紹遙感制圖輸出與制印工藝設(shè)計(第十二章)。同時,《遙感專題分析與地學(xué)圖譜》還簡要地介紹了地球信息融合科學(xué)體系、地學(xué)信息圖譜的地圖創(chuàng)新和全息數(shù)字自動化制圖與數(shù)字地球的數(shù)據(jù)共享等,內(nèi)容較系統(tǒng)豐富,注意遙感與地理信息系統(tǒng)等高新技術(shù)的應(yīng)用。
《遙感專題分析與地學(xué)圖譜》可供有關(guān)國土整治規(guī)劃、區(qū)域可持續(xù)發(fā)展及資源與環(huán)境的農(nóng)、林、水、土地、生態(tài)保護和城市規(guī)劃等科研、生產(chǎn)部門人員和高等院校地理、測繪制圖、遙感、地理信息系統(tǒng)等本科專業(yè)學(xué)生和研究生閱讀參考。
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20世紀(jì)60年代崛起的遙感新技術(shù),標(biāo)志著遙感信息科學(xué)的萌發(fā)。它為探測地球的奧秘提供了一種嶄新的先進技術(shù):無論是綠綠蔥蔥的林海、桑田,還是茫茫無際的海洋;不管是渺無人煙的戈壁沙漠、荒蕪沙灘,還是烏云密布、風(fēng)雨交加的晝夜;哪怕是冰山雪原,還是窮山惡水,……都逃不過其神奇的“慧眼”,明察秋毫而一覽無遺。遙感技術(shù)具有周期短、實時性,覆蓋廣、宏觀性,融合強、綜合性等探測地球資源與環(huán)境的能力。
遙感探測的源源不絕的地球信息,成了地學(xué)創(chuàng)新的寶庫,是實施數(shù)字地球科學(xué)系統(tǒng)工程數(shù)據(jù)共享的基本保證,是構(gòu)建“數(shù)字地球”的重要信息基礎(chǔ)。
遙感新技術(shù)的涌現(xiàn),對源于統(tǒng)一地理學(xué)的地理系統(tǒng)的研究;對揭示地球圈層間的界面及其物流、能流與信息流的交換機制;對于地理現(xiàn)象的定位、定性和定量分析研究,都展示出強大的生命力。
當(dāng)今,遙感的應(yīng)用已滲透到自然、社會的各個方面,涉及到所有相關(guān)的空間信息領(lǐng)域,諸如農(nóng)林、水利、土地、海洋、地理、測繪、地質(zhì)礦產(chǎn)、全球變化、自然災(zāi)害、環(huán)境保護,等等。在所有這些領(lǐng)域的應(yīng)用成果中,往往擁有各自的遙感影像地圖或?qū)n}圖件和相關(guān)的圖表。隨著遙感地學(xué)分析與圖譜研究的深化,促使傳統(tǒng)地圖制圖發(fā)生了深刻的變革,逐步形成了地圖學(xué)的一個新分支學(xué)科——遙感制圖學(xué)。
在資源與環(huán)境遙感綜合分析應(yīng)用的過程里,在地球信息融合體系的基礎(chǔ)上,遙感專題制圖不論是在理論方法還是在制印技術(shù)上都發(fā)生了根本的變化,達到了一個嶄新的水平,成為遙感應(yīng)用的一個重要主題和發(fā)展方向。
實踐表明,遙感制圖(包括遙感專題制圖)是全數(shù)字自動化制圖的重要內(nèi)容,是實施“數(shù)字地球”的關(guān)鍵技術(shù)途徑。因此,遙感專題制圖引起了國內(nèi)外的高度重視,得到了迅速發(fā)展。進入21世紀(jì),遙感信息應(yīng)用面臨新的機遇和挑戰(zhàn):如何抓住時機充分有效地開發(fā)龐大的遙感信息源,不斷地開拓遙感應(yīng)用領(lǐng)域;如何深化遙感信息的傳輸機理研究,積極地挖掘、發(fā)揮遙感信息的潛力和優(yōu)勢,以利全方位地服務(wù)于區(qū)域可持續(xù)發(fā)展與全球變化。
面對這種新的機遇與挑戰(zhàn),建設(shè)“遙感信息科學(xué)”應(yīng)作為每個遙感科技工作者自己的義務(wù)而盡力做好本職工作。作為個人雖然_僅是滄海一粟,但眾多的涓涓細(xì)流匯入終將會成為大海。本人在遙感應(yīng)用領(lǐng)域盡管所涉獵的知識甚是微薄,但心里終感有一種內(nèi)疚,不應(yīng)將數(shù)十年的遙感地學(xué)分析與制圖的實踐和工作置之于腦外,哪怕是微不足道或是成敗得失的經(jīng)驗教訓(xùn),都應(yīng)向培養(yǎng)自己的祖國和人民有個書面匯報。對此,本人在兩次得到出版社簽約協(xié)議的支持與鼓勵下,特別如今得到中國科學(xué)院科學(xué)出版基金的資助,因而鼓足勇氣,把自己數(shù)十年科研工作中的學(xué)習(xí)、實踐體會總結(jié)歸納成本書稿,作為對社會和學(xué)科建設(shè)的一些微薄貢獻。
1961年,本人由南京大學(xué)地理學(xué)系畢業(yè)分配到中國科學(xué)院地理研究所工作,從此開展了地圖學(xué)、遙感技術(shù)與地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的實踐研究020世紀(jì)60年代初,參與國家大地圖集及農(nóng)業(yè)區(qū)劃圖等編制工作;同期在陳述彭教授的率領(lǐng)下,奔赴海南島進行熱帶航空像片分析與農(nóng)業(yè)系列制圖的考察;20世紀(jì)70年代,參與蘇聯(lián)地圖和國家651工程宇航圖研究和我國首次騰沖航空遙感綜合試驗及區(qū)域地理信息分析與機助制圖的研究;20世紀(jì)80年代,參與開展了青藏高原地圖集的調(diào)研及橫斷山區(qū)麗江農(nóng)業(yè)衛(wèi)星遙感與其自然條件綜合系列制圖的探索;20世紀(jì)90年代初,采用國土普查衛(wèi)星資料開展了京津唐地區(qū)資源與環(huán)境的綜合應(yīng)用研究及其區(qū)域開發(fā)信息系統(tǒng),以及京津地區(qū)生態(tài)環(huán)境地圖集與區(qū)域電子地圖集等研制工作。諸如此類的工作實踐,使我深有體會和啟發(fā)。
空間遙感信息是地學(xué)創(chuàng)新的知識寶庫,要充分挖掘地球信息的潛力,關(guān)鍵是要投入知識,實施智能化決策分析,這是貫穿遙感應(yīng)用全過程的理論基礎(chǔ)和技術(shù)保證。這正是陳述彭教授一貫強調(diào)的,知識投入是遙感應(yīng)用特色的實質(zhì)含義。
序
前言
第一章 地圖學(xué)的發(fā)展與地學(xué)信息圖譜
第一節(jié) 地學(xué)信息圖譜與地圖
第二節(jié) 地圖學(xué)性能的演進
第三節(jié) 遙感制圖發(fā)展的新時期
第四節(jié) 信息融合技術(shù)的遙感制圖
參考文獻
第二章 遙感制圖的功能與效應(yīng)
第一節(jié) 遙感制圖——地圖學(xué)的新分支
第二節(jié) 遙感制圖的功能與效應(yīng)
第三節(jié) 全息數(shù)字自動化制圖與數(shù)字地球
參考文獻
第三章 圖像信息源的特性與制圖分析
第一節(jié) 空間圖像類型及其數(shù)據(jù)的特性
第二節(jié) 資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)的性能與制圖分析
第三節(jié) 圖像分析制圖的理論與方法
第四節(jié) 圖像數(shù)字處理的技術(shù)工藝
參考文獻
第四章 遙感圖像識別制圖的參數(shù)分析與應(yīng)用
第一節(jié) 空間圖像解譯制圖的背景參數(shù)研究
第二節(jié) 空間圖像識別制圖的區(qū)域參數(shù)應(yīng)用
第三節(jié) 多源信息復(fù)合分析與制圖
第四節(jié) 空間圖像解譯標(biāo)志與制圖的地學(xué)多元分析
參考文獻
第五章 地球信息科學(xué)體系的模式制圖
第一節(jié) 遙感與地理信息系統(tǒng)一體化的分析應(yīng)用
第二節(jié) 基于空間信息庫的系統(tǒng)分析制圖
第三節(jié) 信息化的地圖集創(chuàng)新設(shè)計
第四節(jié) 地球信息科學(xué)體系的模型制圖與多維可視化顯示
參考文獻
第六章 農(nóng)業(yè)自然條件遙感分析與制圖
第一節(jié) 土地利用現(xiàn)狀與土地覆蓋制圖
第二節(jié) 土地類型遙感相關(guān)分析制圖
第三節(jié) 土地資源分析評價制圖
第四節(jié) 土壤遙感制圖與農(nóng)作物估產(chǎn)分析
參考文獻
第七章 遙感專題統(tǒng)計數(shù)據(jù)機助分析制圖
第一節(jié) 專題統(tǒng)計制圖系統(tǒng)的設(shè)計與構(gòu)成
第二節(jié) 專題統(tǒng)計數(shù)據(jù)特征值的分析與預(yù)處理
第三節(jié) 專題統(tǒng)計制圖系統(tǒng)程序設(shè)計與應(yīng)用
參考文獻
第八章 生物資源遙感分析與制圖
第一節(jié) 植被與森林資源圖像識別制圖
第二節(jié) 草地資源制圖與估算的遙感地學(xué)分析
第三節(jié) 水生生物資源圖像分析應(yīng)用
參考文獻
第九章 水資源與湖泊、海洋環(huán)境的遙感分析制圖
第一節(jié) 水資源及其環(huán)境的遙感應(yīng)用分析
第二節(jié) 水文下墊面單元遙感信息復(fù)合制圖
第三節(jié) 水文模型參數(shù)與水資源量的分析估算
第四節(jié) 湖泊水體遙感動態(tài)分析
第五節(jié) 海洋與近岸海域環(huán)境圖像分析應(yīng)用
參考文獻
第十章 生態(tài)環(huán)境遙感動態(tài)監(jiān)測與制圖
第一節(jié) 生態(tài)環(huán)境遙感地學(xué)分析與質(zhì)量評價
第二節(jié) 環(huán)境污染圖像識別制圖
第三節(jié) 區(qū)域環(huán)境監(jiān)測與系統(tǒng)綜合分析
參考文獻
第十一章 城市環(huán)境遙感調(diào)查監(jiān)測與制圖
第一節(jié) 城市用地調(diào)查動態(tài)監(jiān)測與制圖
第二節(jié) 城市規(guī)劃與管理中的遙感分析
第三節(jié) 城市遙感一地理信息系統(tǒng)的設(shè)訐應(yīng)用
參考文獻
第十二章 遙感制圖輸出與制印工藝設(shè)計
第一節(jié) 遙感機助制圖打印輸出
第二節(jié) 彩色硬拷貝圖形圖像輸出工藝
第三節(jié) 地圖制印新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用
第四節(jié) 電子地圖編輯設(shè)計與制版一體化系統(tǒng)工藝
參考文獻
第三節(jié)全息數(shù)字自動化制圖與數(shù)字地球
數(shù)字地球,通俗地說是信息化的地球。這不論對具有地理坐標(biāo)的空間信息或有其空間特征的經(jīng)濟、社會信息與數(shù)字地球技術(shù)系統(tǒng)都是密切相關(guān)的,它是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程。要實施如此龐大的科學(xué)系統(tǒng),關(guān)鍵是全息數(shù)字化、自動化和智能化。20世紀(jì)70年代末,這種思想在我國已有萌發(fā)。比如,全數(shù)字自動化測圖系統(tǒng)工程,就是基于該思想的。數(shù)字地球的一個關(guān)鍵技術(shù)需有高速的全數(shù)字自動化測繪制圖功能。所以,全息數(shù)字化自動制圖系統(tǒng)是遙感與GIS系統(tǒng)一體化集成的重要集合點,是數(shù)字地球的一個關(guān)鍵技術(shù)。
眾所周知,計算機系統(tǒng)是實現(xiàn)高速全息數(shù)字化測圖的技術(shù)保證。衛(wèi)星遙感的發(fā)展確保了數(shù)字地球的重要信息源。因此,數(shù)字圖像處理技術(shù)的進步,為“全數(shù)字化”鋪平了道路。
“全數(shù)字自動化測圖及測圖系統(tǒng)”是王之卓教授于1978年首次提出的,其思路是將影像數(shù)字化,實現(xiàn)自動化測圖。全數(shù)字自動化測圖系統(tǒng)旨在使航空像片等按灰度數(shù)字化形一式,經(jīng)計算機運算,通過數(shù)字地形模型(DTM),測繪等高線地形圖及正射影像地圖?梢哉J(rèn)為,這一系統(tǒng)為全數(shù)字自動編制地形圖、專題影像地圖等奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。同時,該系統(tǒng)適用于任何遙感數(shù)字圖像處理裝置,這為遙感圖像的自動處理、分析制圖提供了必要的保證。這也是實現(xiàn)數(shù)字地球所必須解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。
以往的影像控制點匹配處理,主要是由人眼觀測確定的;目前采用數(shù)字相關(guān),自動從影像灰度數(shù)據(jù)中識別出同名地物點進行匹配處理。同時,自動產(chǎn)生建立DEM,并由其逐條內(nèi)插出各格網(wǎng)邊與每條等高線交點坐標(biāo),最終得到光滑等高線及其數(shù)字影像,進而填入注記產(chǎn)生數(shù)字等高線影像地圖或正射影像地圖。與此同時,還可借助全數(shù)字自動化制圖系統(tǒng),通過地球信息的自動獲取、數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)交換和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫及智能分析乃至融合體系,成為全數(shù)字高速制圖和數(shù)字地球的技術(shù)平臺。
隨著計算機高級可視化技術(shù)的進步,地球信息表達的形式已由基本的二維地圖可視化發(fā)展為高級的多維可視化。而地圖的介質(zhì),也漸由紙質(zhì)向磁介質(zhì)、電子介質(zhì)和光介質(zhì)發(fā)展。對比傳統(tǒng)地圖,計算機多維可視化具有信息載體容量大、易兼容擴展、儲存閱讀簡便、易作數(shù)據(jù)更新、精度高等特點;另外,地球信息融合的科學(xué)體系成圖工藝流程先進、靈便,多媒體、網(wǎng)絡(luò)化、智能化高,成圖周期短、現(xiàn)勢性強,工作效率高,可輸出各種用戶所需的可視化地圖產(chǎn)品,例如立體景觀圖、多維疊加專題地圖(如立體農(nóng)業(yè)圖等)。諸如此類,目前,除了電腦三維可視化外,更廣泛地應(yīng)用于地球信息的動態(tài)(含虛擬現(xiàn)實、動畫顯示)監(jiān)測研究。這已成為地球信息多維圖解和地學(xué)信息圖譜發(fā)展的一個重要方向,也是現(xiàn)代地圖學(xué)多維可視化的一個新趨勢。
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