一、遙感軟件簡述
在當今遙感圖像處理軟件中，國際上最通用的有加拿大 PCI公司開發(fā)的PCI Geomatica、美國 ERDAS LLC公司開發(fā)的ERDAS Imagine以及美國 Research System INC公司開發(fā)的ENVI；國產遙感圖像處理軟件主要有原地礦部三聯(lián)公司開發(fā)的RSIES、國家遙感應用技術研究中心開發(fā)的IRSA、中國林業(yè)科學院與北大遙感所聯(lián)合開發(fā)的SAR INFORS 以及中國測繪科學研究院與四維公司聯(lián)合開發(fā)的CASM ImageInfo。
上述軟件各有特點，但相比之下又都有功能上的缺陷?？傮w上，國外軟件的功能相對強大一些，但界面不太適合國人的習慣，坐標系缺少國內通用的北京/西安坐標系，比較難學，且價格較昂貴；國產軟件具有界面友好、價格便宜、容易掌握等特點，但相比之下功能有待于進一步完善。近10年對遙感軟件的使用告訴我，PCI更適合于影像制圖，ERDAS的數(shù)據(jù)融合效果最好，ENVI在針對像元處理的信息提取中功能最強大。而國產軟件中，RSIES在區(qū)域地質調查的簡單遙感解譯中可以應用，IRSA可以進行一些常規(guī)的圖像處理工作，SAR INFORS是專門針對成像雷達開發(fā)的軟件，CASM ImageInfo是國產遙感軟件中相對較好的了。
二、第二輪全國土地調查對遙感軟件的要求
根據(jù)國土資源部的工作部署和國務院的批復，我國將在2006年-2010年開展全國性的第二輪土地調查。這是一項規(guī)模宏大的工程，預計總投資近150億元。主要任務是，按照土地利用分類國家標準，采用遙感等高新技術，對全國范圍內每塊土地進行實地調查，查清我國耕地、林地等農用地和工業(yè)、住宅、交通等建設用地以及各類未利用土地的面積、分布和利用等狀況；查清全國城鄉(xiāng)土地的集體土地所有權、建設用地使用權以及國有土地使用權狀況；查清全國基本農田數(shù)量、分布和利用狀況；查清城鄉(xiāng)存量建設用地資源的數(shù)量及分布狀況；查清全國耕地后備資源數(shù)量及分布狀況；最后建立國家、省、市、縣四級土地調查數(shù)據(jù)庫及管理系統(tǒng)。
第二輪全國土地調查一般采用1：1萬比例尺。但林區(qū)、林區(qū)、荒漠、無人區(qū)為1：2.5萬-1：5萬；城鎮(zhèn)內部與獨立工礦用地采用1：2000-1：50000。利用的遙感信息源主要有航片、SPOT-5、IKONOS、Quick Bird以及尖三等。
針對第二輪全國土地調查情況，合適的遙感軟件是極其重要的。主要要求有如下幾點：
1、同時支持通用圖像格式（tiff/Geotiff等）、遙感軟件格式（PCI的*.pix/ENVI的*.evi/ERDAS的*.img等）、衛(wèi)星數(shù)據(jù)格式（包括SPOT/IKONOS/Quick Bird以及TM/ETM+）等多種柵格文件以及通用的矢量格式（*.E00/Coverage），確保各種文件格式的交換方便進行，為最終全國范圍內提交統(tǒng)一的成果資料以及國家、省級數(shù)據(jù)庫的集成提供基礎。
2、具備方便的波段組合、大氣校正、地形校正、壞線處理、噪聲消除、頭文件編輯、色彩調整、亮度對比度調整、銳化處理、數(shù)據(jù)可視化與縮放、軟件內部存儲與視窗存儲等常規(guī)圖像處理功能，這是遙感圖像處理中最基本的操作。
3、具有圖像-圖像與圖像-地圖兩種影像糾正/配準功能，糾正模式多樣，算法準確；具備基于航攝高度、焦距等參數(shù)或利用DEM的正射糾正功能；具備專門針對SPOT-5、IKONOS或Quick Bird衛(wèi)星的影像糾正模塊。任何遙感圖像（數(shù)據(jù)）都必須進行配準/糾正處理，尤其是通過編程獲取的、側視角較大的衛(wèi)星圖像，糾正難度很大。影像糾正/配準功能是遙感圖像幾何精度的根本保證。
4、具備乘法、HIS、主成分分析等多樣的、算法先進、效果極佳的數(shù)據(jù)融合功能。第二輪土地調查擬定使用的遙感信息源，無論是SPOT-5，還是IKONOS或Quick Bird，都存在高分辨率的全色波段與相對較低的多波譜數(shù)據(jù)的融合問題。因此，良好的數(shù)據(jù)融合功能是第二輪土地調查對遙感軟件的必須要求。
5、具備自動色彩平衡、接邊線無限制羽化等兩景或多景數(shù)據(jù)自動鑲嵌功能。對于航片處理，每一幅1：1萬標準圖幅的影像都由多張航片拼接而成；對于IKONOS或Quick Bird數(shù)據(jù)，由于景區(qū)較小，通常情況下都存在圖像鑲嵌問題；即使是寬幅達60km的SPOT-5數(shù)據(jù)，由于景區(qū)的偏位或縣域范圍太大、不規(guī)則等原因，也常需要進行配準鑲嵌。
6、具有自動化的標準圖幅分割功能。圖像處理中往往針對整景或多景數(shù)據(jù)進行，包括數(shù)十幅乃至數(shù)百幅1：1萬標準圖幅，而土地利用遙感調查以1：1萬標準圖幅為基本單元。因此，在內業(yè)遙感解譯前，必須將遙感圖像分割成所需要的標準圖幅。自動化的標準圖幅分割功能，將極大地提高工作效率。
7、具有柵格數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)疊加套合功能，能方便的進行人機交互解譯。這是土地利用現(xiàn)狀調查中最基本、也最起碼的功能要求。
8、具有影像數(shù)據(jù)庫功能。能針對柵格數(shù)據(jù)，進行有效的數(shù)據(jù)組織管理和靈活的圖層管理機制，便于數(shù)據(jù)庫的建立與集成。
上述羅列的要求，主要針對土地利用現(xiàn)狀調查工作，其他的不加敘述。
三、CASM Image Info軟件與第二輪土地調查
CASM Image Info系統(tǒng)是我國少數(shù)幾個具有自主知識產權的遙感數(shù)據(jù)處理軟件之一，由中國測繪科學研究院與中國四維測繪技術北京公司聯(lián)合研究開發(fā)。上世紀90年代末期以來的近10年，中國測科院一直是我國土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測的主要承擔單位之一。基于該項工作的深入開展，近年來，測科院自主開發(fā)了CASM Image Info遙感軟件。總體上，該軟件的開發(fā)，由于有土地動態(tài)監(jiān)測人員的參與或提出建議，編程人員盡可能的考慮了土地遙感調查/監(jiān)測對系統(tǒng)的要求。Image Info在一定程度上具有自己的特色。這些，可以從近年我國的一些遙感單位的軟件使用情況得到說明，如國土資源部航遙中心，北大遙感所、包括我們單位等，盡管都具備功能強大的國外軟件PCI Geomatica、ERDAS Imagine、ENVI等，但也經(jīng)常會不由自主的利用Image Info的部分功能。
客觀地說，Image Info從2003年的1.0版本，到現(xiàn)在的2.0，在界面、功能的系統(tǒng)性與全面性都有巨大的進步，或者說已具備一個正規(guī)遙感軟件的雛型。從常規(guī)圖像處理功能看，Image Info是完整的；從影像的糾正/配準、數(shù)據(jù)融合、圖像鑲嵌等更深層次的圖像處理看，Image Info是具備的。然而，對于任何軟件，不是具備某一功能，便標志著該功能可以滿足實際工作的要求，還要看編程人員所使用的數(shù)學基礎與數(shù)學模型，或者說算法是否先進或合理。比如說，同樣是HIS法進行數(shù)據(jù)融合，在使用PCI、ERDAS、ENVI等軟件時，其融合效果是有很大區(qū)別的。因此，對于軟件來說，功能的具備是起碼要求，而處理效果的好壞才是權衡一個軟件質量的最關鍵因素。
通過對比國際上較好的PCI、ERDAS、ENVI軟件與測科院的Image Info，認為從總體看，國外軟件要優(yōu)于國內軟件，但國內軟件也有自己的特色。下面從第二輪全國土地調查對遙感軟件的要求上，討論Image Info的優(yōu)缺點。
1、受目前國內遙感單位對國外軟件與國外衛(wèi)星的依賴性影響，Image Info充分考慮了各種各樣的文件格式轉換與輸入輸出。盡管這是國產軟件開發(fā)的無賴之舉，但Image Info對這一問題的處理非常成功。無論是PCI、ERDAS、ENVI等軟件的特殊格式，還是SPOT、IKONOS、Quick Bird等土地調查中可能利用的衛(wèi)星數(shù)據(jù)格式，Image Info均可方便的讀取并轉換。對于這一點，號稱文件格式轉換特別強大的國外軟件ENVI，也無可比擬?？梢哉f，Image Info的文件格式轉換能力排在各種遙感軟件的首位了。憑這一點，Image Info完全可以作為一個最好的文件轉換工具，這在市、省乃至國家級數(shù)據(jù)庫集成時文件格式的轉換，尤為重要。
2、界面的友好不僅僅是軟件使用者對軟件的直觀感受，也是圖像處理過程中操作方便性、準確性的有效保障。在一定程度上，界面的合適性還會反映到工作效率上。Image Info基于國人的視覺效果與邏輯思維進行界面設置，由下拉式主菜單與兩個遙感圖像窗口（縮略圖與滾動圖）組成。下拉式菜單能方便的尋找功能命令，兩個遙感圖像窗口的縮略圖可概略的了解整景（區(qū)）的圖像概況，滾動圖可無限制放大，可觀察某局部圖像的細節(jié)，這對影像配準/糾正時的控制點采集是相當方便的。另外，一般來說，任何軟件，在數(shù)據(jù)的可視性顯示時，為了保證操作者的視覺效果，都會自動地進行一定的線性拉伸。對于這一點，Image Info優(yōu)于ERDAS與ENVI。這樣，在視窗圖像存儲時，能保存更好的圖像效果。但是，Image Info軟件缺乏內部數(shù)據(jù)存儲功能，這是它的致命弱點。因為無論視窗圖像存儲效果怎樣好，總會損失一定的信息。
3、就波段組合、大氣校正、頭文件編輯、色彩調整、亮度對比度調整、銳化處理等常規(guī)圖像處理功能看，Image Info與其它遙感軟件的基本相同。只是缺少壞線處理處理功能，且銳化處理效果比ERDAS稍差。
4、影像糾正/配準、數(shù)據(jù)融合、圖像鑲嵌等是土地利用調查中對SPOT-5、IKONOS、Quick Bird等衛(wèi)星數(shù)據(jù)必須進行的圖像處理工作。通過以汨羅市280-292數(shù)據(jù)為示范進行操作，并對成果圖像效果比較，認為Image Info具備這些圖像處理功能，但效果相對ERDAS稍差，比ENVI稍好。
5、標準圖幅的自動分割，是Image Info的特點。盡管其它軟件也有相應的模塊，但由于坐標系等原因，無論在分割效果還是分割效率上，都稍遜于它。這一功能可在土地調查的標準圖幅制作中發(fā)揮重要的作用。
6、利用遙感圖像進行人機交互式解譯，是目前所有專門的遙感圖像處理軟件存在的共同問題?；蛟S，編程者注重圖像處理功能的開發(fā)，在制圖方面沒有專門的GIS軟件進行投入。象其它軟件一樣，Image Info也不能完全滿足土地調查中內業(yè)遙感解譯的需要，只能借助Map GIS等軟件工具進行。
四、結語
Image Info是一個功能比較齊全的遙感軟件，但如果僅僅憑借該軟件開展第二輪土地利用調查，則還不能全部滿足各項圖像處理的要求。事實上，綜觀當今通用的遙感軟件，實施上沒有一個軟件能夠擔此重任。無論怎樣，作為僅僅只有3年多歷史的Image Info，能夠開發(fā)成今天這種程度，實屬不易。何況它在某些方面仍具備其它軟件沒有的獨特功能，且不需要英語基礎，容易學習掌握。因此，Image Info應該成為第二輪土地利用調查主要軟件之一。
我覺得，第二輪全國土地利用調查的遙感軟件，應該是PCI、ERDAS、ENVI等3個軟件之一，另加Image Info軟件。
{{item.content}}