一、遙感軟件簡(jiǎn)述
在當(dāng)今遙感圖像處理軟件中，國(guó)際上最通用的有加拿大 PCI公司開(kāi)發(fā)的PCI Geomatica、美國(guó) ERDAS LLC公司開(kāi)發(fā)的ERDAS Imagine以及美國(guó) Research System INC公司開(kāi)發(fā)的ENVI；國(guó)產(chǎn)遙感圖像處理軟件主要有原地礦部三聯(lián)公司開(kāi)發(fā)的RSIES、國(guó)家遙感應(yīng)用技術(shù)研究中心開(kāi)發(fā)的IRSA、中國(guó)林業(yè)科學(xué)院與北大遙感所聯(lián)合開(kāi)發(fā)的SAR INFORS 以及中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院與四維公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的CASM ImageInfo。
上述軟件各有特點(diǎn)，但相比之下又都有功能上的缺陷?？傮w上，國(guó)外軟件的功能相對(duì)強(qiáng)大一些，但界面不太適合國(guó)人的習(xí)慣，坐標(biāo)系缺少?lài)?guó)內(nèi)通用的北京/西安坐標(biāo)系，比較難學(xué)，且價(jià)格較昂貴；國(guó)產(chǎn)軟件具有界面友好、價(jià)格便宜、容易掌握等特點(diǎn)，但相比之下功能有待于進(jìn)一步完善。近10年對(duì)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(duì)像元處理的信息提取中功能最強(qiáng)大。而國(guó)產(chǎn)軟件中，RSIES在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查的簡(jiǎn)單遙感解譯中可以應(yīng)用，IRSA可以進(jìn)行一些常規(guī)的圖像處理工作，SAR INFORS是專(zhuān)門(mén)針對(duì)成像雷達(dá)開(kāi)發(fā)的軟件，CASM ImageInfo是國(guó)產(chǎn)遙感軟件中相對(duì)較好的了。
二、第二輪全國(guó)土地調(diào)查對(duì)遙感軟件的要求
根據(jù)國(guó)土資源部的工作部署和國(guó)務(wù)院的批復(fù)，我國(guó)將在2006年-2010年開(kāi)展全國(guó)性的第二輪土地調(diào)查。這是一項(xiàng)規(guī)模宏大的工程，預(yù)計(jì)總投資近150億元。主要任務(wù)是，按照土地利用分類(lèi)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，采用遙感等高新技術(shù)，對(duì)全國(guó)范圍內(nèi)每塊土地進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，查清我國(guó)耕地、林地等農(nóng)用地和工業(yè)、住宅、交通等建設(shè)用地以及各類(lèi)未利用土地的面積、分布和利用等狀況；查清全國(guó)城鄉(xiāng)土地的集體土地所有權(quán)、建設(shè)用地使用權(quán)以及國(guó)有土地使用權(quán)狀況；查清全國(guó)基本農(nóng)田數(shù)量、分布和利用狀況；查清城鄉(xiāng)存量建設(shè)用地資源的數(shù)量及分布狀況；查清全國(guó)耕地后備資源數(shù)量及分布狀況；最后建立國(guó)家、省、市、縣四級(jí)土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)及管理系統(tǒng)。
第二輪全國(guó)土地調(diào)查一般采用1：1萬(wàn)比例尺。但林區(qū)、林區(qū)、荒漠、無(wú)人區(qū)為1：2.5萬(wàn)-1：5萬(wàn)；城鎮(zhèn)內(nèi)部與獨(dú)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(duì)第二輪全國(guó)土地調(diào)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(diǎn)：
1、同時(shí)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(jìn)行，為最終全國(guó)范圍內(nèi)提交統(tǒng)一的成果資料以及國(guó)家、省級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)的集成提供基礎(chǔ)。
2、具備方便的波段組合、大氣校正、地形校正、壞線(xiàn)處理、噪聲消除、頭文件編輯、色彩調(diào)整、亮度對(duì)比度調(diào)整、銳化處理、數(shù)據(jù)可視化與縮放、軟件內(nèi)部存儲(chǔ)與視窗存儲(chǔ)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(zhǔn)功能，糾正模式多樣，算法準(zhǔn)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(zhuān)門(mén)針對(duì)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(jìn)行配準(zhǔn)/糾正處理，尤其是通過(guò)編程獲取的、側(cè)視角較大的衛(wèi)星圖像，糾正難度很大。影像糾正/配準(zhǔn)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(jìn)、效果極佳的數(shù)據(jù)融合功能。第二輪土地調(diào)查擬定使用的遙感信息源，無(wú)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(duì)較低的多波譜數(shù)據(jù)的融合問(wèn)題。因此，良好的數(shù)據(jù)融合功能是第二輪土地調(diào)查對(duì)遙感軟件的必須要求。
5、具備自動(dòng)色彩平衡、接邊線(xiàn)無(wú)限制羽化等兩景或多景數(shù)據(jù)自動(dòng)鑲嵌功能。對(duì)于航片處理，每一幅1：1萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)圖幅的影像都由多張航片拼接而成；對(duì)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(wèn)題；即使是寬幅達(dá)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(jìn)行配準(zhǔn)鑲嵌。
6、具有自動(dòng)化的標(biāo)準(zhǔn)圖幅分割功能。圖像處理中往往針對(duì)整景或多景數(shù)據(jù)進(jìn)行，包括數(shù)十幅乃至數(shù)百幅1：1萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)圖幅，而土地利用遙感調(diào)查以1：1萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)圖幅為基本單元。因此，在內(nèi)業(yè)遙感解譯前，必須將遙感圖像分割成所需要的標(biāo)準(zhǔn)圖幅。自動(dòng)化的標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行人機(jī)交互解譯。這是土地利用現(xiàn)狀調(diào)查中最基本、也最起碼的功能要求。
8、具有影像數(shù)據(jù)庫(kù)功能。能針對(duì)柵格數(shù)據(jù)，進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)組織管理和靈活的圖層管理機(jī)制，便于數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與集成。
上述羅列的要求，主要針對(duì)土地利用現(xiàn)狀調(diào)查工作，其他的不加敘述。
三、CASM Image Info軟件與第二輪土地調(diào)查
CASM Image Info系統(tǒng)是我國(guó)少數(shù)幾個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的遙感數(shù)據(jù)處理軟件之一，由中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院與中國(guó)四維測(cè)繪技術(shù)北京公司聯(lián)合研究開(kāi)發(fā)。上世紀(jì)90年代末期以來(lái)的近10年，中國(guó)測(cè)科院一直是我國(guó)土地利用動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測(cè)的主要承擔(dān)單位之一。基于該項(xiàng)工作的深入開(kāi)展，近年來(lái)，測(cè)科院自主開(kāi)發(fā)了CASM Image Info遙感軟件?？傮w上，該軟件的開(kāi)發(fā)，由于有土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)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(diào)查/監(jiān)測(cè)對(duì)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(guó)的一些遙感單位的軟件使用情況得到說(shuō)明，如國(guó)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(qiáng)大的國(guó)外軟件PCI Geomatica、ERDAS Imagine、ENVI等，但也經(jīng)常會(huì)不由自主的利用Image Info的部分功能。
客觀地說(shuō)，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(jìn)步，或者說(shuō)已具備一個(gè)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(zhǔn)、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(duì)于任何軟件，不是具備某一功能，便標(biāo)志著該功能可以滿(mǎn)足實(shí)際工作的要求，還要看編程人員所使用的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)與數(shù)學(xué)模型，或者說(shuō)算法是否先進(jìn)或合理。比如說(shuō)，同樣是HIS法進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，在使用PCI、ERDAS、ENVI等軟件時(shí)，其融合效果是有很大區(qū)別的。因此，對(duì)于軟件來(lái)說(shuō)，功能的具備是起碼要求，而處理效果的好壞才是權(quán)衡一個(gè)軟件質(zhì)量的最關(guān)鍵因素。
通過(guò)對(duì)比國(guó)際上較好的PCI、ERDAS、ENVI軟件與測(cè)科院的Image Info，認(rèn)為從總體看，國(guó)外軟件要優(yōu)于國(guó)內(nèi)軟件，但國(guó)內(nèi)軟件也有自己的特色。下面從第二輪全國(guó)土地調(diào)查對(duì)遙感軟件的要求上，討論Image Info的優(yōu)缺點(diǎn)。
1、受目前國(guó)內(nèi)遙感單位對(duì)國(guó)外軟件與國(guó)外衛(wèi)星的依賴(lài)性影響，Image Info充分考慮了各種各樣的文件格式轉(zhuǎn)換與輸入輸出。盡管這是國(guó)產(chǎn)軟件開(kāi)發(fā)的無(wú)賴(lài)之舉，但I(xiàn)mage Info對(duì)這一問(wèn)題的處理非常成功。無(wú)論是PCI、ERDAS、ENVI等軟件的特殊格式，還是SPOT、IKONOS、Quick Bird等土地調(diào)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(zhuǎn)換。對(duì)于這一點(diǎn)，號(hào)稱(chēng)文件格式轉(zhuǎn)換特別強(qiáng)大的國(guó)外軟件ENVI，也無(wú)可比擬?？梢哉f(shuō)，Image Info的文件格式轉(zhuǎn)換能力排在各種遙感軟件的首位了。憑這一點(diǎn)，Image Info完全可以作為一個(gè)最好的文件轉(zhuǎn)換工具，這在市、省乃至國(guó)家級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)集成時(shí)文件格式的轉(zhuǎn)換，尤為重要。
2、界面的友好不僅僅是軟件使用者對(duì)軟件的直觀感受，也是圖像處理過(guò)程中操作方便性、準(zhǔn)確性的有效保障。在一定程度上，界面的合適性還會(huì)反映到工作效率上。Image Info基于國(guó)人的視覺(jué)效果與邏輯思維進(jìn)行界面設(shè)置，由下拉式主菜單與兩個(gè)遙感圖像窗口（縮略圖與滾動(dòng)圖）組成。下拉式菜單能方便的尋找功能命令，兩個(gè)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(dòng)圖可無(wú)限制放大，可觀察某局部圖像的細(xì)節(jié)，這對(duì)影像配準(zhǔn)/糾正時(shí)的控制點(diǎn)采集是相當(dāng)方便的。另外，一般來(lái)說(shuō)，任何軟件，在數(shù)據(jù)的可視性顯示時(shí)，為了保證操作者的視覺(jué)效果，都會(huì)自動(dòng)地進(jìn)行一定的線(xiàn)性拉伸。對(duì)于這一點(diǎn)，Image Info優(yōu)于ERDAS與ENVI。這樣，在視窗圖像存儲(chǔ)時(shí)，能保存更好的圖像效果。但是，Image Info軟件缺乏內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，這是它的致命弱點(diǎn)。因?yàn)闊o(wú)論視窗圖像存儲(chǔ)效果怎樣好，總會(huì)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(diào)整、亮度對(duì)比度調(diào)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(xiàn)處理處理功能，且銳化處理效果比ERDAS稍差。
4、影像糾正/配準(zhǔn)、數(shù)據(jù)融合、圖像鑲嵌等是土地利用調(diào)查中對(duì)SPOT-5、IKONOS、Quick Bird等衛(wèi)星數(shù)據(jù)必須進(jìn)行的圖像處理工作。通過(guò)以汨羅市280-292數(shù)據(jù)為示范進(jìn)行操作，并對(duì)成果圖像效果比較，認(rèn)為Image Info具備這些圖像處理功能，但效果相對(duì)ERDAS稍差，比ENVI稍好。
5、標(biāo)準(zhǔn)圖幅的自動(dòng)分割，是Image Info的特點(diǎn)。盡管其它軟件也有相應(yīng)的模塊，但由于坐標(biāo)系等原因，無(wú)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(diào)查的標(biāo)準(zhǔn)圖幅制作中發(fā)揮重要的作用。
6、利用遙感圖像進(jìn)行人機(jī)交互式解譯，是目前所有專(zhuān)門(mén)的遙感圖像處理軟件存在的共同問(wèn)題?；蛟S，編程者注重圖像處理功能的開(kāi)發(fā)，在制圖方面沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的GIS軟件進(jìn)行投入。象其它軟件一樣，Image Info也不能完全滿(mǎn)足土地調(diào)查中內(nèi)業(yè)遙感解譯的需要，只能借助Map GIS等軟件工具進(jìn)行。
四、結(jié)語(yǔ)
Image Info是一個(gè)功能比較齊全的遙感軟件，但如果僅僅憑借該軟件開(kāi)展第二輪土地利用調(diào)查，則還不能全部滿(mǎn)足各項(xiàng)圖像處理的要求。事實(shí)上，綜觀當(dāng)今通用的遙感軟件，實(shí)施上沒(méi)有一個(gè)軟件能夠擔(dān)此重任。無(wú)論怎樣，作為僅僅只有3年多歷史的Image Info，能夠開(kāi)發(fā)成今天這種程度，實(shí)屬不易。何況它在某些方面仍具備其它軟件沒(méi)有的獨(dú)特功能，且不需要英語(yǔ)基礎(chǔ)，容易學(xué)習(xí)掌握。因此，Image Info應(yīng)該成為第二輪土地利用調(diào)查主要軟件之一。
我覺(jué)得，第二輪全國(guó)土地利用調(diào)查的遙感軟件，應(yīng)該是PCI、ERDAS、ENVI等3個(gè)軟件之一，另加Image Info軟件。
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