各个遥感软件的评价

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各个遥感软件的评价

一、遥感软件简述

在当今遥感图像处理软件中,国际上最通用的有加拿大 PCI公司开发的PCI Geomatica、美国 ERDAS LLC公司开发的ERDAS Imagine以及美国 Research System INC公司开发的ENVI;国产遥感图像处理软件主要有原地矿部三联公司开发的RSIES、国家遥感应用技术研究中心开发的IRSA、中国林业科学院与北大遥感所联合开发的SAR INFORS 以及中国测绘科学研究院与四维公司联合开发的CASM ImageInfo。 上述软件各有特点,但相比之下又都有功能上的缺陷。总体上,国外软件的功能相对强大一些,但界面不太适合国人的习惯,坐标系缺少国内通用的北京/西安坐标系,比较难学,且价格较昂贵;国产软件具有界面友好、价格便宜、容易掌握等特点,但相比之下功能有待于进一步完善。近10年对遥感软件的使用告诉我,PCI更适合于影像制图,ERDAS的数据融合效果最好,ENVI在针对像元处理的信息提取中功能最强大。而国产软件中,RSIES在区域地质调查的简单遥感解译中可以应用,IRSA可以进行一些常规的图像处理工作,SAR INFORS是专门针对成像雷达开发的软件,CASM ImageInfo是国产遥感软件中相对较好的了。

二、第二轮全国土地调查对遥感软件的要求

根据国土资源部的工作部署和国务院的批复,我国将在2006年-2010年开展全国性的第二轮土地调查。这是一项规模宏大的工程,预计总投资近150亿元。主要任务是,按照土地利用分类国家标准,采用遥感等高新技术,对全国范围内每块土地进行实地调查,查清我国耕地、林地等农用地和工业、住宅、交通等建设用地以及各类未利用土地的面积、分布和利用等状况;查清全国城乡土地的集体土地所有权、建设用地使用权以及国有土地使用权状况;查清全国基本农田数量、分布和利用状况;查清城乡存量建设用地资源的数量及分布状况;查清全国耕地后备资源数量及分布状况;最后建立国家、省、市、县四级土地调查数据库及管理系统。

第二轮全国土地调查一般采用1:1万比例尺。但林区、林区、荒漠、无人区为1:2.5万-1:5万;城镇内部与独立工矿用地采用1:2000-1:50000。利用的遥感信息源主要有航片、SPOT-5、IKONOS、Quick Bird以及尖三等。

针对第二轮全国土地调查情况,合适的遥感软件是极其重要的。主要要求有如下几点:

1、同时支持通用图像格式(tiff/Geotiff等)、遥感软件格式(PCI的*.pix/ENVI的*.evi/ERDAS的*.img等)、卫星数据格式(包括SPOT/IKONOS/Quick Bird以及TM/ETM+)等多种栅格文件以及通用的矢量格式(*.E00/Coverage),确保各种文件格式的交换方便进行,为最终全国范围内提交统一的成果资料以及国家、省级数据库的集成提供基础。

2、具备方便的波段组合、大气校正、地形校正、坏线处理、噪声消除、头文件编辑、色彩调整、亮度对比度调整、锐化处理、数据可视化与缩放、软件内部存储与视窗存储等常规图像处理功能,这是遥感图像处理中最基本的操作。

3、具有图像-图像与图像-地图两种影像纠正/配准功能,纠正模式多样,算法准确;具备基于航摄高度、焦距等参数或利用DEM的正射纠正功能;具备专门针对SPOT-5、IKONOS或Quick Bird卫星的影像纠正模块。任何遥感图像(数据)都必须进行配准/纠正处理,尤其是通过编程获取的、侧视角较大的卫星图像,纠正难度很大。影像纠正/配准功能是遥感图像几何精度的根本保证。

4、具备乘法、HIS、主成分分析等多样的、算法先进、效果极佳的数据融合功能。第二轮土地调查拟定使用的遥感信息源,无论是SPOT-5,还是IKONOS或Quick Bird,都存在高分辨率的全色波段与相对较低的多波谱数据的融合问题。因此,良好的数据融合功能是第二轮土地调查对遥感软件的必须要求。 5、具备自动色彩平衡、接边线无限制羽化等两景或多景数据自动镶嵌功能。对于航片处理,每一幅1:1万标准图幅的影像都由多张航片拼接而成;对于IKONOS或Quick Bird数据,由于景区较小,通常情况下都存在图像镶嵌问题;即使是宽幅达60km的SPOT-5数据,由于景区的偏位或县域范围太大、不规则等原因,也常需要进行配准镶嵌。

6、具有自动化的标准图幅分割功能。图像处理中往往针对整景或多景数据进行,包括数十幅乃至数百幅1:1万标准图幅,而土地利用遥感调查以1:1万标准图幅为基本单元。因此,在内业遥感解译前,必须将遥感图像分割成所需要的标准图幅。自动化的标准图幅分割功能,将极大地提高工作效率。

7、具有栅格数据与矢量数据叠加套合功能,能方便的进行人机交互解译。这是土地利用现状调查中最基本、也最起码的功能要求。

8、具有影像数据库功能。能针对栅格数据,进行有效的数据组织管理和灵活的图层管理机制,便于数据库的建立与集成。

上述罗列的要求,主要针对土地利用现状调查工作,其他的不加叙述。 三、CASM Image Info软件与第二轮土地调查

CASM Image Info系统是我国少数几个具有自主知识产权的遥感数据处理软件之一,由中国测绘科学研究院与中国四维测绘技术北京公司联合研究开发。上世纪90年代末期以来的近10年,中国测科院一直是我国土地利用动态遥感监测的主要承担单位之一。基于该项工作的深入开展,近年来,测科院自主开发了CASM Image Info遥感软件。总体上,该软件的开发,由于有土地动态监测人员的参与或提出建议,编程人员尽可能的考虑了土地遥感调查/监测对系统的要求。Image Info在一定程度上具有自己的特色。这些,可以从近年我国的一些遥感单位的软件使用情况得到说明,如国土资源部航遥中心,北大遥感所、包括我们单位等,尽管都具备功能强大的国外软件PCI Geomatica、ERDAS Imagine、ENVI等,但也经常会不由自主的利用Image Info的部分功能。

客观地说,Image Info从2003年的1.0版本,到现在的2.0,在界面、功能的系统性与全面性都有巨大的进步,或者说已具备一个正规遥感软件的雏型。从常规图像处理功能看,Image Info是完整的;从影像的纠正/配准、数据融合、图像镶嵌等更深层次的图像处理看,Image Info是具备的。然而,对于任何软件,不是具备某一功能,便标志着该功能可以满足实际工作的要求,还要看编程人员所使用的数学基础与数学模型,或者说算法是否先进或合理。比如说,同样是HIS法进行数据融合,在使用PCI、ERDAS、ENVI等软件时,其融合效果是有很大区别的。因此,对于软件来说,功能的具备是起码要求,而处理效果的好坏才是权衡一个软件质量的最关键因素。

通过对比国际上较好的PCI、ERDAS、ENVI软件与测科院的Image Info,认为从总体看,国外软件要优于国内软件,但国内软件也有自己的特色。下面从第二轮全国土地调查对遥感软件的要求上,讨论Image Info的优缺点。

1、受目前国内遥感单位对国外软件与国外卫星的依赖性影响,Image Info充分考虑了各种各样的文件格式转换与输入输出。尽管这是国产软件开发的无赖之举,但Image Info对这一问题的处理非常成功。无论是PCI、ERDAS、ENVI等软件的特殊格式,还是SPOT、IKONOS、Quick Bird等土地调查中可能利用的卫星数据格式,Image Info均可方便的读取并转换。对于这一点,号称文件格式转换特别强大的国外软件ENVI,也无可比拟。可以说,Image Info的文件格式转换能力排在各种遥感软件的首位了。凭这一点,Image Info完全可以作为一个最好的文件转换工具,这在市、省乃至国家级数据库集成时文件格式的转换,尤为重要。

2、界面的友好不仅仅是软件使用者对软件的直观感受,也是图像处理过程中操作方便性、准确性的有效保障。在一定程度上,界面的合适性还会反映到工作效率上。Image Info基于国人的视觉效果与逻辑思维进行界面设置,由下拉式主菜单与两个遥感图像窗口(缩略图与滚动图)组成。下拉式菜单能方便的寻找功能命令,两个遥感图像窗口的缩略图可概略的了解整景(区)的图像概况,滚动图可无限制放大,可观察某局部图像的细节,这对影像配准/纠正时的控制点采集是相当方便的。另外,一般来说,任何软件,在数据的可视性显示时,为了保证操作者的视觉效果,都会自动地进行一定的线性拉伸。对于这一点,Image Info优于ERDAS与ENVI。这样,在视窗图像存储时,能保存更好的图像效果。但是,Image Info软件缺乏内部数据存储功能,这是它的致命弱点。因为无论视窗图像存储效果怎样好,总会损失一定的信息。 3、就波段组合、大气校正、头文件编辑、色彩调整、亮度对比度调整、锐化处理等常规图像处理功能看,Image Info与其它遥感软件的基本相同。只是缺少坏线处理处理功能,且锐化处理效果比ERDAS稍差。

4、影像纠正/配准、数据融合、图像镶嵌等是土地利用调查中对SPOT-5、IKONOS、Quick Bird等卫星数据必须进行的图像处理工作。通过以汨罗市280-292数据为示范进行操作,并对成果图像效果比较,认为Image Info具备这些图像处理功能,但效果相对ERDAS稍差,比ENVI稍好。

5、标准图幅的自动分割,是Image Info的特点。尽管其它软件也有相应的模块,但由于坐标系等原因,无论在分割效果还是分割效率上,都稍逊于它。这一功能可在土地调查的标准图幅制作中发挥重要的作用。 6、利用遥感图像进行人机交互式解译,是目前所有专门的遥感图像处理软件存在的共同问题。或许,编程者注重图像处理功能的开发,在制图方面没有专门的GIS软件进行投入。象其它软件一样,Image Info也不能完全满足土地调查中内业遥感解译的需要,只能借助Map GIS等软件工具进行。 四、结语

Image Info是一个功能比较齐全的遥感软件,但如果仅仅凭借该软件开展第二轮土地利用调查,则还不能全部满足各项图像处理的要求。事实上,综观当今通用的遥感软件,实施上没有一个软件能够担此重任。无论怎样,作为仅仅只有3年多历史的Image Info,能够开发成今天这种程度,实属不易。何况它在某些方面仍具备其它软件没有的独特功能,且不需要英语基础,容易学习掌握。因此,Image Info应该成为第二轮土地利用调查主要软件之一。

我觉得,第二轮全国土地利用调查的遥感软件,应该是PCI、ERDAS、ENVI等3个软件之一,另加Image Info软件。

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/4l8p.html

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