遥感影像解译样本数据采集

【摘 要 】 遥感影像解译样本数据采集软件的开发和运行,是科技创新在地理国情普查中具体实践,为地理国情普查中的生产效率和产品质量切实提高奠定了坚实基础,在生产实践中取得显著的社会效益和经济效益.实践证明,遥感影像解译样本数据采集软件以其功能全面,性能优越具有推广的价值.本文主要对遥感影像解译样本数据采集的设计思路、模板设计、外业样本照片采集、照片整理、照片读取、标识点校正、遥感影像实例裁切、照片和遥感影像实例信息赋值、生成样本库、成果文件进行了论述,以供同仁参考.

【关 键 词 】 遥感影像解译样本数据采集、设计思路、模板设计、操作流程

一、前言

为全面掌握地理国情现状,国务院决定开展第一次全国地理国情普查工作.为了规范作业标准和统一检查验收评定尺度,国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室对作业成果检查验收做了一系列的技术规定.其中《GDPJ 06-2013遥感影像解译样本数据技术规定》（以下简称“样本技术规定”）是针对遥感影像解译样本数据成果（以下简称“样本数据”）的技术规定.在遥感影像解译时,对地理环境的正确认知是保证解译结果正确的基本前提.为此基于Walk-ISurvey下开发相关脚本,批量处理外业采集的遥感影像解译样本实地照片, 快速获取遥感影像解译样本数据库（Access格式）.本文主要对遥感影像解译样本数据采集的设计思路、模板设计、外业样本照片采集、照片整理、照片读取、标识点校正、遥感影像实例裁切、照片和遥感影像实例信息赋值、生成样本库、成果文件进行了论述,以供同仁参考.

二、问题提出

第一次全国地理国情普查对“样本数据”的内容、采集要求以及数据存储与汇交做了相关规定.按照规定要求,“样本数据”成果包括：（1）jpg格式的地面实景照片；（2）tif格式的遥感影像实例；（3） mdb格式的属性信息数据库,其中数据库中包含PHOTO、PIMG数据表以及PHOTO_IMG关系表.

因为照片、影像、数据库中各表的信息相互关联,检查的项目繁杂,内容多样,采集样本数据又具有典型性、多样性、充分性、一致性特点,因此采用传统人工检查核对的方法不但效率低下,而且很难做到面面俱到,全部覆盖,一次到位的检查效果.因此,开发设计“遥感影像解译样本数据采集软件”.

三、设计思路

在Walk-ISurvey下批量读取外业采集的样本数据照片,依据照片相关信息, 把外业采集的样本数据照片名根据样本数据规定要求重新命名.依据照片中GPS信息定位信息、方位角和拍摄距离把样点定位在遥感影像的相应位置上裁切遥感影像实例.照片信息与遥感影像信息属性赋值,生成遥感影像解译样本数据库.

四、模板设计

（1）模板分层设计.根据需要加载样点标识点、样本地面实景照片、正射影像图层.样点标识点属点符号,样点标识点为外业样本照片拍摄点位置.样本影像实例层存储根据样点标识点为几何中心裁切一定大小的样本影像实例,大小一般512×512像素,也可根据需要调整裁切样本影像实例大小.正射影像图层加载样本所在区域的正射影像图,可以按标准分幅批量加载或按一定时相的正射影像图整景加载.

（2）层结构设计.层结构设计主要针对样点标识点层,层结构包含地面照片的19个属性字段、样本对应正射影像图的14个属性字段、以及地面照片和正射影像图之间5个关系字段,另外添加外业数码相机拍摄时的照片号和裁切样本正射影像图的大小.字段名称和数据类型依据《遥感影像解译样本数据技术规定》（国家测绘地理信息局 2013年 4月 2日 GDPJ06-2013）.

（3）脚本设计.Walk-ISurvey平台下脚本编缉器Walk-Script, 类似于c/c++/ja语言,更为简炼, 结构清晰, 是基于GIS数据特点的图属一体化开发语言.基于Walk-ISurvey平台下的Walk-Script脚本语言是一种边解释边执行的语言,由此编制出导入照片信息、裁切影像实例、生成样本库脚本.为方便脚本的使用, 将脚本作为命令加入到菜单.

五、操作流程

（1）外业样本照片采集.外业样本照片采集时, 只需记录拍摄者、地类、照片号并把数码相机上显示的照片号标示到外业核查底图相对应的样本位置上,以 便内业批量处理样本照片.

（2）照片整理.选取要作为样本照片的外业拍摄的实地照片（如图1所示）, 整理到一个文件夹.照片文件名为数码相机默认的文件名,以便核对样本与照片样本影像实例所描述位置一致.

图1、外业采集样本照片

（3）照片读取.Walk-ISurvey平台下根据模板新建文件,样点标识点层可编辑, 导入照片信息, 软件自动把导入的照片, 提取照片信息并重新命名,用32位字符表示（含前16位为拍摄时间、中间13位为样点位置经纬度、后3位为样点位置方位角）, 存储到新建文件夹PHOTO中,照片信息中照片标识符、照片文件名、 拍摄时间、拍摄点经度、拍摄点纬度、平面精度水平、拍摄点{程、定位方法、 卫星数量、 照片方位角、 方位角参照方向、方位角准确程度、相机俯仰角、相 机横滚度、等效焦距、遥感影像标识符、遥感影像文件名等信息自动提取并赋值 到样点标识点属性表中相应位置.样点类型代码、 样点地理环境描述、拍摄者需对照地理国情外业调查与核查地图上样本位置赋值.

（4）标识点校正.在批导入照片信息过程中,自动生成样点标识点,位置为实地拍摄点位置, 软件根据样点照片定位信息、方位角和拍摄距离, 标识点通过校 正定位在遥感影像实例的相应位置上并把校正过程中实地拍摄点位置到遥感影像实例的相应位置的直线距离自动记录到样本照片性表中“拍摄距离”项中.

（5）遥感影像实例裁切.看样点标识点属性表中影像大小, 默认影像大小为512×512像素.对于远距离拍摄的地曲照片,如果不能把拍摄点拍的主体地物同时置于512×512像素大小的遥感影像范围内,可以在1024×1024的范围内扩展 裁切范围,修改影像大小属性为1024.选中样点标识点,运行裁切影像实例脚本, 进行遥感影像实例裁切.软件动裁切遥感影像实例,四角的经纬度自动赋值到样点标识点属性表的相应位置.软件自动把裁切好的遥感影像实例（格式*.tif和*.tfw）按对应的样本照片文件名命名, 存储到新建PIMG文件夹中.

图2、批量截切影像实例

（6）照片和遥感影像实例信息赋值.样本照片和遥感影像实例大部分信息已通 过运行脚本,提取到样点标识点属性表影像类型、影像分辨率、影像拍摄时间、影像波段数、建立两者对应关系的操作员姓名、质量负责人姓名、最后检查完成 日期等信息可以通过软件属性赋值工具批量赋值.

图3、批量完善影像实例属性（类型、分辨率、拍摄时间、波段数等）

（7）生成样本库.样点标识点属性表中样本照片和遥感影像实例信息完整后, 运行生成样本库脚本,生成遥感影像解译样本数据库（Access格式）.打开数据库,建立PHOTO、PHOTO_PIMG、PIMG三个数据表的对应关系.

图4、生成样本库

（8）成果文件.应用Walk-ISurvey平台,批量处理外业采集样本照片,裁切样 本影像实例,整观出新命名的外业样本照片（储存PHOTO文件夹）,样本影像实例 储存PIMG文件夹）,并生成上述两者相关联的Access样本库（*.mdb格式）.

六、结语

遥感影像解译样本数据采集软件的开发和运行,是科技创新在地理国情普查中具体实践,为地理国情普查中的生产效率和产品质量切实提高奠定了坚实基础,在生产实践中取得显著的社会效益和经济效益.本文主要介绍针对使用尼康COOLPIX AW110s型数码照相机外业拍摄的实地照片,基于Walk-ISurvey下批量处理外业采集的遥感影像解译样实地照片, 快速获取具有指导意义下的遥感影像解译样本数据库.