基于數(shù)字?jǐn)z影測量的虛擬地形生成技術(shù)

發(fā)布日期：2018-05-08 00:00 瀏覽量：16594

　　二十世紀(jì)發(fā)展起來的攝影測量學(xué)，特別是航空攝影測量是我國傳統(tǒng)測繪重要組成部分，在大地、航測和制圖三大組成部分中，航測是測制地形圖的最基本手段。由于高科技的發(fā)展，攝影測量正受到史無前例的影響，正在經(jīng)歷一場深刻的變革，本文主要介紹現(xiàn)代科技發(fā)展對(duì)攝影測量與遙感技術(shù)的影響，目前發(fā)展方向，以及發(fā)展中存在的問題。
　　1.計(jì)算機(jī)發(fā)展對(duì)攝影測量的影響
　　1.1攝影測量的回顧
　　航空攝影測量是傳統(tǒng)地形圖測繪的基本手段，通過量測航空像片計(jì)算地面真實(shí)坐標(biāo)。攝影測量工作者早就關(guān)注計(jì)算機(jī)在該領(lǐng)域中的應(yīng)用，但是由于這種計(jì)算極為復(fù)雜，因此隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在攝影測量中的應(yīng)用才逐步深入。
　　攝影測量中的航片與地面關(guān)系公式是攝影測量中最基本公式，該公式為［1］：
　　x=-fa1(X-Xs)+b1(Y-Ys)+c1(Z-Zs)a3(X-Xs)+b3(Y-Ys)+c3(Z-Zs)
　　y=-fa2(X-Xs)+b2(Y-Ys)+c2(Z-Zs)a3(X-Xs)+b3(Y-Ys)+c3(Z-Zs)
　　式中a、b、c為方向余弦，與航向、旁向傾角和旋角有關(guān)，其關(guān)系式為：
　　a1=cosφcosκ+sinφsinωsinκ
　　b1=cosφsinκ-sinφsinωcosκ
　　c1=sinφcosω
　　a2=-cosωsinκ
　　b2=cosωcosκ
　　c2=sinω
　　a3=-sinφcosκ+cosφsinωsinκ
　　b3=-sinφsinκ-cosφsinωcosκ
　　c3=cosφcosω
　　f 為攝影機(jī)焦距。
　　x、y 為像點(diǎn)坐標(biāo)。
　　Xs、Ys、Zs 為攝站投影中心坐標(biāo)。
　　X、Y、Z 為地面點(diǎn)坐標(biāo)。
　　攝影測量中的其它許多公式可由此公式推導(dǎo)而成，因此該公式是攝影測量的基礎(chǔ)，從該公式中可清楚看到計(jì)算關(guān)系的復(fù)雜性。在此介紹該公式的目的是為了說明解算該公式的方法確定了攝影測量發(fā)展的三個(gè)階段，即模擬、解析和全數(shù)字測圖。在計(jì)算機(jī)水平發(fā)展還不高時(shí)，測圖無法用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)，只能用機(jī)械模擬的辦法，例如多倍儀和各種精密全能測圖儀，還有為了降低造價(jià)，利用簡化公式設(shè)計(jì)的模擬儀器。這些儀器由于精度要求極高，因此制造困難，價(jià)格昂貴。這些儀器在測繪事業(yè)中起到了一定的歷史作用。
　　在60-70年代，由于容量和計(jì)算速度的限制，計(jì)算機(jī)僅用于攝影測量的加密。到80年代，計(jì)算機(jī)的發(fā)展，使得解析測圖儀問世，將計(jì)算機(jī)用于測圖領(lǐng)域，把原來模擬儀器的機(jī)械交會(huì)求解改用計(jì)算機(jī)計(jì)算，從而簡化了儀器結(jié)構(gòu)，降低儀器造價(jià)。測圖過程與模擬儀器相仿。到90年代，計(jì)算機(jī)有了飛躍發(fā)展，特別是1995 年以后，其計(jì)算速度和存儲(chǔ)容量有了明顯提高，使數(shù)字攝影測量成為現(xiàn)實(shí)。

基于數(shù)字?jǐn)z影測量的虛擬地形生成技術(shù)1.jpg

　　1.2計(jì)算機(jī)發(fā)展對(duì)攝影測量的影響
　　隨著計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展，攝影測量中最困難的測圖部分用計(jì)算機(jī)來解決，從而使攝影測量步入計(jì)算機(jī)處理的新時(shí)代，使得攝影測量產(chǎn)生了巨大的變化，該變化可從下列四個(gè)方面得到反映。
　　(1)測量儀器的徹底改變
　　傳統(tǒng)攝影測量儀器主要分二大類，一類用于測量像片的坐標(biāo)，用于加密，提供測圖時(shí)控制點(diǎn)坐標(biāo)。第二類是用于測圖，通常為機(jī)械模擬方式。這些儀器由于精度高，制造比較困難，過去大部分從德國、瑞士進(jìn)口，價(jià)格自然昂貴。而現(xiàn)在只要有高精度像片數(shù)字化儀和基于計(jì)算機(jī)的處理系統(tǒng)，便可實(shí)現(xiàn)航測生產(chǎn)的全過程。這些儀器與原來儀器相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、價(jià)格低、效率高等特點(diǎn)。如果將來航空攝影采用數(shù)碼像機(jī)，直接得到數(shù)字影像，到那時(shí)像片數(shù)字化儀都不要，利用基于計(jì)算機(jī)的一些處理系統(tǒng)便可實(shí)現(xiàn)地形圖等測繪產(chǎn)品的生產(chǎn)。由此可看出，計(jì)算機(jī)的發(fā)展對(duì)航測儀器帶來了徹底變革。
　　(2)產(chǎn)品形式的改變
　　由于計(jì)算機(jī)的發(fā)展，測繪生產(chǎn)的產(chǎn)品模式發(fā)生了根本變化，由過去的模擬表達(dá)方式改為全數(shù)字形式，即4D產(chǎn)品。在數(shù)字測繪產(chǎn)品生產(chǎn)中，首先應(yīng)重視數(shù)據(jù)的格式，即制訂數(shù)據(jù)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。目前各國的標(biāo)準(zhǔn)不一致，因此在用數(shù)據(jù)前，必須先了解數(shù)據(jù)格式，否則無法應(yīng)用。在數(shù)字測繪產(chǎn)品中，另一重要轉(zhuǎn)變是產(chǎn)品的管理，在模擬圖時(shí)代，利用倉庫儲(chǔ)存，用戶親自領(lǐng)取的方式。在數(shù)字時(shí)代，利用計(jì)算機(jī)管理，公用數(shù)據(jù)可以上網(wǎng)，用戶從網(wǎng)上直接下載數(shù)據(jù)。在管理上更為科學(xué)，使用更為方便。
　　(3)生產(chǎn)工藝的改變
　　由于處理方法和產(chǎn)品形式的改變，使得生產(chǎn)工藝流程也產(chǎn)生重大變化，朝著簡單、高效方向發(fā)展。模擬產(chǎn)品生產(chǎn)中一個(gè)重要缺陷是繪圖結(jié)果不能有效利用，從生產(chǎn)原圖到出版須重復(fù)標(biāo)描多次，而在數(shù)字產(chǎn)品生產(chǎn)中該問題就不存在。由此也導(dǎo)致航測與制圖無明確分界?，F(xiàn)在的生產(chǎn)工藝流程主要包括下列部分：航片數(shù)字化，把模擬圖像變?yōu)?strong>數(shù)字影像；影像處理和信息提取，包括影像幾何糾正及產(chǎn)品信息的提取與編輯；建立數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效管理和應(yīng)用。
　　(4)理論方法上的改變
　　在過去，攝影測量主要著重模型的研究，目的是為了提高測量精度，而現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的水平，對(duì)攝影測量計(jì)算而言，已根本解決，可以用最嚴(yán)密的公式計(jì)算，解算精度能得到完全保證。攝影測量幾何模型已不再是研究的重點(diǎn)，而轉(zhuǎn)向影像匹配與信息自動(dòng)提取方面。影像匹配是數(shù)字攝影測量的核心，數(shù)字攝影測量的效能能否得到充分發(fā)揮在某種程度上取決于影像自動(dòng)匹配的水平。影像匹配不僅在數(shù)字攝影測量中占有重要地位，同時(shí)也是計(jì)算機(jī)視覺目標(biāo)自動(dòng)識(shí)別的核心，為此影像匹配引起許多學(xué)者的關(guān)注。經(jīng)過多年研究，結(jié)合計(jì)算機(jī)發(fā)展水平，影像匹配已從理論研究走向?qū)嶋H應(yīng)用，這是攝影測量取得的重大進(jìn)展。由于地面影像極其復(fù)雜，影像匹配尚不能做到完全成功，目前當(dāng)匹配失敗時(shí)尚需人工干預(yù)。在信息提取方面，已進(jìn)行了大量研究，有些進(jìn)展，但距實(shí)際應(yīng)用尚有較大距離，這方面是今后應(yīng)努力研究的方向。
　　2.空間技術(shù)發(fā)展的影響
　　2.1 航天遙感的發(fā)展
　　2.1.1 航天遙感發(fā)展過程
　　1972年美國開始發(fā)射陸地衛(wèi)星Landsat，該系列共有7顆衛(wèi)星組成，其中Landsat6發(fā)射失敗，最后一顆Landsat7于1999年4月15 日發(fā)射，4月18日己傳送回第一幅圖像，證明發(fā)射已經(jīng)成功。Landsat1～3的主要成像儀器為多光譜掃描儀（MSS）,為4個(gè)波段，地面分辨率大約為70m，Landsat4,5的主要成像儀器為專題制圖儀（TM），由7個(gè)波段，除波段6外，地面分辨率為30m, Landsat7除30m的多光譜圖像外，增加了一個(gè)15m分辨率的全色波段。Landsat圖像的地面復(fù)蓋范圍為185×185km2，由于光譜波段設(shè)計(jì)合理，價(jià)格合適，得到全球的廣泛應(yīng)用。
　　1986年法國開始發(fā)射SPOT衛(wèi)星，現(xiàn)在已發(fā)射4顆。SPOT的成像儀器為高分辨率可見光成像儀（HRV），HRV觀測方法不是采用掃描鏡，而是采用 CCD電子式掃描。可采用多光譜和全色二種模式，多光譜，有3個(gè)波段，地面分辨率為20m。全色的地面分辨率為10m。SPOT圖像的地面覆蓋范圍為60 ×60km2。試驗(yàn)證明，多光譜圖像的3個(gè)波段，其中波段1和波段2數(shù)據(jù)嚴(yán)重相關(guān)，對(duì)應(yīng)用具有較大影響。其全色波段，由于分辨率較高，具有廣泛應(yīng)用價(jià)值，但是由于價(jià)格較貴，在應(yīng)用中受到一定限制。SPOT4 成像儀器性能進(jìn)一步改進(jìn)，多光譜改為4個(gè)波段，并增加了地面掃描寬度為2200km2、地面分辨率為1150m的 SPOT Vegetation，用于植被調(diào)查。SPOT5多光譜分辨率將提高到10m，全色提高到5m。
　　1996年印度發(fā)射了IRS-1C衛(wèi)星，其多光譜地面分辨率有3個(gè)波段為23.5m，1個(gè)波段為70.5m，全色波段為5.8m。圖像地面覆蓋范圍多光譜為141×141km2，全色為70×70km2。IRS-1C衛(wèi)星還帶有一個(gè)廣角傳感器（WFS），其圖像地面復(fù)蓋范圍為770×770km2，地面分辨率為188m，用于植被變化的研究。
　　雷達(dá)衛(wèi)星也有發(fā)射，如歐空局的ERS1/2合成孔徑雷達(dá)（SAR），地面分辨率約為30m, 圖像地面覆蓋寬度為102.5km2。加拿大的RADARSAT，地面分辨率為10～100m，圖像地面覆蓋范圍為從100×100km2至500× 500km2。日本的JERS SAR，地面分辨率為18m, 圖像地面覆蓋范圍為75×75km2。
　　20多年來，航天遙感得到了較大發(fā)展，獲得了大量衛(wèi)星影像，并在許多領(lǐng)域已有成功的應(yīng)用。
　　2.1.2航天遙感的現(xiàn)代發(fā)展
　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，航天遙感不僅走向成熟，同時(shí)又提出了新的要求，其中有二個(gè)特點(diǎn)，其一是地面分辨率愈來愈高，美國在南斯拉夫所用軍事偵察衛(wèi)星地面分辨率為0.1m。在衛(wèi)星發(fā)射計(jì)劃中，許多國家或公司將要發(fā)射地面分辨率為1m的衛(wèi)星。美國在“數(shù)字地球”計(jì)劃中，分辨率為1×1m的全球影像是其中重要內(nèi)容之一，這些高分辨率影像將來主要靠航天遙感來獲得。
　　其二是面向全球變化監(jiān)測，我們賴以生存的地球由于人類活動(dòng)的影響正在發(fā)生不斷變化，許多自然現(xiàn)象及變化規(guī)律尚不清楚，為了進(jìn)行研究，必須獲得大氣圈、水圈和生物圈的各種數(shù)據(jù)，須對(duì)地球表面的陸地、海洋及大氣層進(jìn)行全面監(jiān)測，為此美國提出了地球觀測系統(tǒng)（EOS）計(jì)劃，衛(wèi)星上傳感器共有19種。這些傳感器用幾顆衛(wèi)星發(fā)射，其中AM?1計(jì)劃在1999年7月發(fā)射。下面介紹一些傳感器的性能及用途［2］。
　　*ＣＥＲＥＳ（Clouds and the Earth's Radiant Energy System 云及地球輻射能系統(tǒng)），通過短波和長波輻射兩種方式對(duì)地球輻射進(jìn)行測量。
　　*ＬＩＳ（Lightning Image Sensor 光亮成像傳感器）,將搜集地球上光亮的變化與分布信息。此傳感器覆蓋范圍６００×６００km2，空間分辨率５km。
　　*ＡＳＴＥＲ（ Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer 高級(jí)星載熱量發(fā)射及反射輻射計(jì)）,提供高分辨率（１５～９０m）的地表及云的數(shù)據(jù)，供氣候?qū)W、水文學(xué)、生態(tài)學(xué)及地質(zhì)學(xué)進(jìn)行研究。
　　*ＭＩＳＲ（Multi?angle Image SpectroRadiometer 多角度成像光譜輻射計(jì)）,將獲得全球各種反射光線的方向特性數(shù)據(jù)以及用于地表的地質(zhì)特性和霧、云及生態(tài)研究的信息。掃描寬度為３６０km，空間分辨率為２７５m、５５０m及1100m，４個(gè)波段，9天覆蓋全球。
　　*ＭＯＤＩＳ（Moderate?Resolution Image Spectroradiometer 中等分辨率成像光譜輻射計(jì)），共３６個(gè)波段，其中２個(gè)為２５０m，５個(gè)為５００m，２９個(gè)為１km，１至２天覆蓋全球，將提供多種全球數(shù)據(jù)產(chǎn)品，包括１km分辨率的地表溫度、海洋顏色、植被／地表覆蓋等大量信息，可用來進(jìn)行全球生態(tài)及物理變化的測量。
　　*ＳＡＧＥⅢ（Stratospheric Aerosol and Gas Experiment Ⅲ 對(duì)流層云霧及氣體實(shí)驗(yàn)室3號(hào)）,用于對(duì)云霧、臭氧、二氧化氮、水蒸汽、溫度、壓力等的研究，空間分辨率為１～２km。
　　*Ocean Color Instrument 海洋顏色儀，用于進(jìn)行全球碳循環(huán)的研究。
　　*ＳＥＡＷＩＮＤＳ，對(duì)全球無冰的海洋上空的風(fēng)進(jìn)行連續(xù)、全天候測量，掃描幅寬為１８００km，空間分辨率為５０km。
　　*ＡＣＲＩＭ（ Active Cavity Radiometer Irradiance Monitor 空洞變化輻射計(jì)及輻照率監(jiān)測器），用于監(jiān)測太陽總輻照率的變化。
　　*ＥＯＳＰ（ Earth Observing Scanning Polerimeter 地球觀測掃描極化儀），用于提供全球云及霧圖像，包括１２個(gè)多光譜波段，空間分辨率１０km。
　　*ＭＩＭＲ（Multi?frequency Image Microwave Radiometer 多頻成像微波輻射計(jì)），用于獲得水循環(huán)的重復(fù)參數(shù)，包括大氣中水的含量，雨量，土壤濕度，冰雪覆蓋及海面溫度等，幅寬為１２５０km，空間分辨率為５．６km、１４km、２４km、４５km及７０km。
　　*ＡＩＲＳ／ＡＭＳＵ／ＭＨＳ（Atmospheric Infrared Sounder大氣紅外探測器／ Advanced Microwave Sounding Unit 高級(jí)微波探測單元／ Microwave Humidity Sounder 微波水份探測器），用于測量大氣溫度，提供大氣的水蒸汽,云、海／陸地表面溫度及大氣濕度數(shù)據(jù)。幅寬１６５０km，空間分辨率ＡＩＲＳ水平為１３．５km，垂直１km，ＡＭＳＵ為４０km，ＭＨＳ為１３．５km。
　　*ＴＥＳ（Tropspheric Emission Spectrometer 對(duì)流層散射光譜輻射計(jì)），用于對(duì)流層質(zhì)量變化監(jiān)測，包括對(duì)流層的組成、變化及對(duì)流層－平流層交換以及對(duì)氣候和生態(tài)的影響。
　　*ＨＩＲＤＬＳ（High Resolution Dynamics Limb Sounder 高分辨率動(dòng)態(tài)探測器），利用紅外輻射計(jì)對(duì)對(duì)流層上層、平流層及散逸層進(jìn)行測量，包括溫度、臭氧、水蒸汽等的含量。　*ＭＬＳ（Microwave Limb Sounder 微波探測器），測量平流層下層溫度及對(duì)流層上層的化學(xué)成分及研究火山對(duì)全球變化的影響。
　　*ＧＬＡＳ（Geoscience Laser Altimeter System 地球科學(xué)激光測高系統(tǒng)）,用于測量冰山地形的激光測高儀，同時(shí)用來測定云及大氣特性。
　　*Ｌａｎｄｓａｔ?7也并入ＥＯＳ計(jì)劃，主要的儀器為ＥＴＭ＋（Enhanced Thematic Mapping Plus ）增強(qiáng)型專題制圖儀。
　　雷達(dá)衛(wèi)星也是以后發(fā)展的重要方向，信息獲取不受氣候影響的特點(diǎn)吸引著人們的普遍關(guān)注，雷達(dá)衛(wèi)星的特有特性為應(yīng)用開辟了廣闊前景。我們?cè)谶@方面研究尚不夠，有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

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　　2.1.3 航天遙感的影響
　　為了應(yīng)用需要，必須對(duì)航天遙感影像進(jìn)行處理和分析，鑒于航天遙感影像具有數(shù)據(jù)量大、分析復(fù)雜等特點(diǎn)，因此對(duì)處理設(shè)備和方法提出了新的要求，對(duì)許多相關(guān)領(lǐng)域引起重要影響。例如存儲(chǔ)設(shè)備，為了解決海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問題，美國 NASA和 EROS中心研制了專用存儲(chǔ)設(shè)施，存放5000盤磁帶，用機(jī)械手自動(dòng)取帶和存帶。下面主要從數(shù)字圖像處理和模式識(shí)別方面論述航天遙感的影響。
　　(1)數(shù)字圖像處理
　　數(shù)字圖像處理是一門新興學(xué)科，自發(fā)展至今只有幾十年的歷史，除在遙感中應(yīng)用外，主要用于空間探測、生物醫(yī)學(xué)、人工智能及工業(yè)檢測等領(lǐng)域［4］。該學(xué)科發(fā)展初期，由于計(jì)算機(jī)水平的限制，主要是學(xué)術(shù)上的理論研究，其理論基礎(chǔ)的核心是 FOURIER變換。自衛(wèi)星遙感發(fā)展后，由于實(shí)際應(yīng)用的需要，使該學(xué)科有了長足發(fā)展，例如幾何糾正，從幾何糾正模型到影像取樣理論都得到了發(fā)展和完善。在影像增強(qiáng)、信息融合等方法上有了重要發(fā)展，例如 KL變換，RGB與 IHS間的色度變換等。在邊緣信息提取方面，盡管作了大量研究，與數(shù)字攝影測量一樣，距實(shí)際應(yīng)用尚有較遠(yuǎn)的距離。這是因?yàn)楹娇铡⒑教煊跋竦膹?fù)雜性決定的，邊緣不能唯一和閾值的確定問題始終限制著實(shí)際應(yīng)用。目前最好發(fā)展一些半自動(dòng)化方法，人工引導(dǎo)與自動(dòng)提取相結(jié)合才能達(dá)到較好的效果。
　　(2)模式識(shí)別目前衛(wèi)星遙感的重要應(yīng)用方向之一是利用影像來識(shí)別物體，這一領(lǐng)域是模式識(shí)別的重要組成部分。自衛(wèi)星遙感發(fā)展以來，以統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)的自動(dòng)分類方法得到了進(jìn)一步完善和發(fā)展，例如，最大似然法的實(shí)用化算法，神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)在分類中的應(yīng)用，在聚類分析中的ISO法，利用輔助數(shù)據(jù)提高分類精度的各種方法，都給模式識(shí)別的發(fā)展提供了新的活力。
　　2.2航天遙感的特點(diǎn)
　　2.2.1航天遙感目前的應(yīng)用方向
　　利用衛(wèi)星遙感獲取各種信息是目前最有效的方法。在實(shí)現(xiàn)數(shù)字地球的今天，衛(wèi)星遙感更顯示出它的重要性。數(shù)字地球可以看成是一個(gè)虛擬地球，把地球上的各種信息以數(shù)字形式表達(dá)，實(shí)現(xiàn)多分辨率、三維形式的地球的描述。要把整個(gè)地球上的信息數(shù)字化，進(jìn)入計(jì)算機(jī)管理，其工作量極大，在開始階段，可以從已成圖的資料提取部分信息，但是從長遠(yuǎn)觀點(diǎn)、從信息更新角度，衛(wèi)星遙感是提供信息源的最有效手段和保證。
　　根據(jù)我國國情，目前有二個(gè)方面的問題從中央到地方都極為關(guān)注，即環(huán)境變化監(jiān)測和耕地保護(hù)，要想比較好的解決這些問題，要靠衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展。因?yàn)橹挥性摷夹g(shù)才能快速提供有效的信息。
　　2.2.2應(yīng)用中應(yīng)注意的問題
　　目前衛(wèi)星遙感的主要應(yīng)用是根據(jù)衛(wèi)星影像來解釋人們所需要的信息，應(yīng)該屬于二維處理的范圍，盡管利用某些衛(wèi)星遙感圖像可以進(jìn)行高程測量，但目前尚不是主流。
　　根據(jù)衛(wèi)星影像來解釋出各種所需信息，主要根據(jù)影像的灰度、顏色、紋理、結(jié)構(gòu)、形狀等許多信息來確定，目前大部分衛(wèi)星遙感（SAR除外）根據(jù)光譜成像理論來獲取信息，鑒于地物光譜受到周圍環(huán)境、大氣衰減等許多因素的影響，使得影像特征與地物間的關(guān)系極為復(fù)雜，同時(shí)由于分辨率的限制，有些地物難以區(qū)分，這對(duì)影像解釋帶來極大困難。特別在中國，小農(nóng)經(jīng)濟(jì)的耕作模式，使得地塊小，作物混亂，對(duì)解釋更為困難。
　　不論采用何種方法，衛(wèi)星影像解釋必須與外業(yè)調(diào)查相結(jié)合，否則很難保證解釋質(zhì)量。航空攝影測量主要測量地球表面的幾何形態(tài)，其精度主要取決于影像質(zhì)量與測量儀器，人為因素影響相對(duì)較小，在一定的條件下，質(zhì)量較易控制。而在衛(wèi)星影像解釋中，人為因素影響較大，對(duì)作業(yè)員的素質(zhì)要求更高。因此在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整中，應(yīng)重視作業(yè)員素質(zhì)的培養(yǎng)。
　　2.2.3計(jì)算機(jī)自動(dòng)解釋中存在的困難
　　利用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行衛(wèi)星影像自動(dòng)解釋是科技工作者的奮斗目標(biāo)，經(jīng)過幾十年的研究，已獲得一定進(jìn)展，但是距自動(dòng)解釋的目標(biāo)甚遠(yuǎn)。
　　基于統(tǒng)計(jì)理論的分類方法已較完善和成熟，已在生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用，鑒于這種方法主要根據(jù)光譜特征，而光譜特征與地物的對(duì)應(yīng)關(guān)系比較復(fù)雜，即異物同譜現(xiàn)象，因此分類精度受到一定限制。使得有部分人寧愿采用目視解釋，而不用計(jì)算機(jī)分類的現(xiàn)象。當(dāng)衛(wèi)星影像分辨率較低時(shí)，基于統(tǒng)計(jì)理論的分類方法較有成效，隨著分辨率的提高，統(tǒng)計(jì)分類方法將會(huì)失去其作用。
　　要想提高計(jì)算機(jī)自動(dòng)分類精度，要注意二個(gè)方面的問題，第一是二維特征的分析，目前基于統(tǒng)計(jì)的分類方法基本上利用點(diǎn)的特征，影像中的關(guān)系信息利用較少，而影像的二維特征分析首先要確定邊界，而地物邊界預(yù)先又無法確定，這是目前分類方法中存在的主要問題。為了解決這一困難，提出了并行處理的設(shè)想，當(dāng)然這對(duì)計(jì)算機(jī)又提出了新的要求，要研制新一代計(jì)算機(jī)。在算法上也要作重要改變，要研究適合于平行處理的新算法。第二是多因素的智能分析，鑒于衛(wèi)星影像解釋要依賴很多因素，在自動(dòng)解釋時(shí)，最好把這些影響因素都考慮進(jìn)去，這樣才能保證正確的自動(dòng)識(shí)別，這就是所謂的專家判讀系統(tǒng)或影像理解要解決的內(nèi)容。
　　目前在以上方面都進(jìn)行了一些研究，但僅僅是開始，離應(yīng)用目標(biāo)相距甚遠(yuǎn)，有待我們深入研究。
　　3.現(xiàn)代科技發(fā)展在測繪變革中的作用
　　測繪技術(shù)由于現(xiàn)代科技的發(fā)展正在經(jīng)歷一場深刻的變革，從該變革中我們可清楚看到科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對(duì)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率所起的作用。
　　由于空間技術(shù)的發(fā)展，使得信息獲取手段得到根本改變，例如大地測量，過去通過測角、測高來獲取基本信息，而現(xiàn)在通過GPS衛(wèi)星來獲取信息，過去利用航空攝影來獲取地面信息，而現(xiàn)在可通過衛(wèi)星來獲取，并且是數(shù)字形式。由于信息獲取手段的提高，為測繪的變革提供了重要保證。
　　由于計(jì)算機(jī)的發(fā)展，使得測繪生產(chǎn)工具發(fā)生徹底變革，例如航測成圖生產(chǎn)中所使用的全能測圖儀將要進(jìn)入歷史博物館，基于計(jì)算機(jī)的各種處理和管理系統(tǒng)登上歷史舞臺(tái)。由于生產(chǎn)工具的改進(jìn)，使得傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式得到徹底的改變。
　　由于測繪中引用了這些高科技，使得信息獲取更為方便，生產(chǎn)速度加快，生產(chǎn)成本降低，勞動(dòng)強(qiáng)度減輕。不僅如此，還為測繪產(chǎn)品的應(yīng)用提供了廣闊前景。由于測繪產(chǎn)品為數(shù)字形式，不僅使用方便，經(jīng)過適當(dāng)組合和處理，便可生成形式多樣的產(chǎn)品或其它形式的副產(chǎn)品，例如，從DEM可以生成坡度圖、坡向圖、暈渲圖，利用DEM和專題圖可生成暈渲專題圖。由于是數(shù)字形式，為綜合分析提供了條件，為深層次的應(yīng)用提供了可能。
　　測繪技術(shù)雖然得到很大發(fā)展，但在發(fā)展進(jìn)程中又面臨著新的問題和困難，例如航天遙感的發(fā)展，可以大量獲取各種信息，如何快速、高效處理這些數(shù)據(jù)，己擺在我們面前。目前計(jì)算機(jī)的水平，對(duì)于數(shù)值計(jì)算和文字處理己能滿足，但是對(duì)于數(shù)字影像的信息提取和影像分析尚不能適應(yīng)，期望新一代計(jì)算機(jī)的研制。我們相信，隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，攝影測量與遙感技術(shù)將會(huì)提高到一個(gè)新的水平。