引言

隨著科學技術的不斷發展，人們生活質量的不斷提高，水資源問題已成為人們面臨的嚴峻問題。面對水資源如何繼續支撐人類社會的生存發展，提高人們的居住環境質量；人類如何合理地開發和利用水資源等問題，遙感技術成為最有效的技術手段之一。

遙感技術在水資源研究方面的應用主要有：水資源調查、水文情報預報和區域水文研究。由于遙感技術既可觀測水體本身的特征和變化，又能對其周圍的自然地理條件及人文活動的影響提供全面的信息，所以為深入研究自然環境與水文現象之間的相互關系，進而揭露水在自然界的運動變化規律，創造了有利條件。利用遙感技術不僅能確定地表江河、湖沼和冰雪的分布、面積、水量和水質，而且對勘測地下水資源也是十分有效的。

在利用遙感衛星圖片對怒江峽谷水資源進行調查的過程中，為提高圖像的解譯精度和效率，充分利用遙感數字影像的多光譜、高分辨率、多波段圖像等優勢，使解譯精度大大提高，降低了測量造成的誤差。合理組合遙感數據源的7波段信息，有效地信息增強技術和多種圖像增強處理方法，可得到信息豐富、直觀易讀的衛星影像，減小了技術的誤差。

1、遙感圖像處理

在對怒江峽谷的衛星遙感圖像處理過程中，對水資源特征進行判讀、提取和融合，形成準確翔實的基礎屬性數據，包括圖形數據和屬性數據，并對數據進行相應的統計分析，以獲得水資源的現狀數據和動態變化情況。由于常因一些外部環境的其它目標物（比如地形、植被、田地、時間、天氣以及各類地物）影響解譯的精確度，為使圖像能顯示更多、更好的信息，除了采用多波段組合外，還對不同解譯目標和圖像范圍進行有針對性的圖像處理，主要有以下幾種方法：

（1）直方圖均衡化處理：這種方法主要在局部范圍的解譯中經常用到。在怒江水資源的解譯過程中，為了更好地提取怒江支流的信息，在局部支流圖像中使用直方圖均衡化處理，以使得在怒江支流局部圖像信息均勻分布在0～255灰階內，通過這種方法，亮度可以更好地在直方圖上分布，使輸出圖像的像元亮度呈線性變化，圖像中的支流地形更加突現，圖像更加清晰。

（2）比值處理：是根據不同地物各波段灰度值分布的差異，對多波段影像進行比值處理。為更好的提取怒江遙感圖像中的水資源信息，利用比值處理方法，提取水資源，首先消除大量的陰影干擾，使遙感影像中水資源本身光譜反射的數據接近于真實值，從而使水資源遙感影像的質量得到了提高，突出水資源的信息。同時為便于解譯渠系，利用比值處理使得影像中渠系的均值拉開、方差縮小，便于將其歸類，易于渠系信息的提取，更使得渠系與背景（農田、村鎮等）反差明顯。

（3）濾波處理：是去除每個地形物的區域性的平均高度，使得新地形物只呈現地物的高度差，應用圖像中某些空間特征的信息進行處理，改善目標地物與其鄰域間像元的對比度關系。在怒江水資源的河流域分界線解譯過程中，為突出怒江、獨龍江和支流的特征，利用濾波處理圖像，改變河流邊、線上像素元點間的對比度，應用不同頻率信息的相互抑制作用，使得怒江、獨龍江和支流的邊緣、線條、紋理、細節更加突出，肉眼能夠直接識別到怒江、獨龍江和支流的流域分界線，遙感圖像更容易解譯。

總之，根據不同解譯目標和圖像范圍進行不同的有針對性的圖像處理，使得怒江遙感圖像中的水資源信息更加豐富，提高了遙感圖像中水資源的解譯度，準確度，縮短了解譯的時間。

2、遙感圖像的解譯過程

2．1 幾何校正

由于人們已習慣使用正射投影的地形圖，因此對各類遙感影像的畸變都必須以地形圖為基準進行幾何校正。幾何校正就是將圖像數據投影到平面上，使其符合地圖投影的過程，幾何校正最重要的是控制點的選取和確定控制點的數量。在遙感圖像和地形圖上分別選擇同名控制點，以建立圖像與地圖之間的投影關系，這些控制點應該選在能明顯定位的地方，如河流交叉點等。其次建立整體映射函數，根據圖像的幾何畸變性質及地面控制點的多少來確定校正數學模型，建立起圖像與地圖之間的空問變換關系。

在怒江水資源調查中，利用ERDAS IMAGINE 8．7系統提供了幾何校正方法：幾何校正計算模型選多項式變換Polynomial，在調用過程中多項式的次方數Order選擇為3，即需要10個控制點，然后設置其它相應參數。確定檢查點誤差，當所有檢查點誤差均小于一個象元時就可以進行重采樣。以怒江州地形圖作為大地參考坐標，結合野外采點的數據，用地圖采點模式，通過鍵盤輸入坐標數據；在地圖上選點后借助數字化儀來采集控制點坐標（如圖1）。

選擇控制點時主要遵循了以下原則：第一，控制點盡可能均勻的分布到怒江遙感圖像的重疊區域內；第二，盡可能地選擇線條輪廓比較清晰地物的交叉點或拐點作為控制點，如怒江的河流、湖泊、公路、鐵路等線條比較明顯的地物；第三，開始三個控制點的選擇一定要十分的精確，從第四個點開始，系統會根據已經接受的幾何校正控制點（CeometricCorrection Point，GCP）自動計算此點的位置，并顯示在兩幅待鑲嵌的圖像上和GCP編輯欄中由于肉眼識別能力有限，GCP的選擇會有一定的誤差，誤差大小控制在1個像元（30 m）以內，對于誤差大于1個像元的GCP則需進行調整，直至其小于1個像元。

2．2 無縫鑲嵌

當影像圖是包含兩景以上的衛星圖像時，必須對圖像進行數字鑲嵌，以獲取制圖范圍內的完整圖像。本文所采用的是數據為1的多景遙感的圖像，所以利用ERDAS IMAG-INE 8．7系統，先對每一景圖像進行幾何校正，使其歸于統一的坐標系中，然后運用系統中鑲嵌工具，對每景圖像進行裁剪，去掉重疊部分，再將兩景裁剪后的圖像經幾何匹配拼接起來。圖像鑲嵌時要以具有足夠的幾何精度，沒有明顯的幾何錯位現象為原則。圖像無縫鑲嵌結束后，所得圖像縫隙不明顯，圖像圖面色調均勻，水資源色調保持了一致，信息豐富；鑲嵌后圖像的質量大為提高，為后期解譯工作創造良好的條件。

2．3 外業踏查

外業踏查樣點定位采用怒江地形圖結合GPS定位進行，并拍攝每點的地面實況照片。外業踏查路線主要根據交通、代表性和輔助材料等因素來設置，在該研究區中共設置了1條外業踏查線路，主要是沿怒江峽谷進行。同時建立判讀標志，判讀標志是遙感圖像上能直接反映和判別地物信息的影像特征，包括外觀形狀、形狀大小、顏色、紋理、圖案、位置和布局。踏查完路線后，即時進行室內判讀分析，對各類影像特征應依不同時間、不同環境、不同地理位置和不同數據分別建立判讀標志。

2．4 水域解譯與提取

水域解譯過程如圖2。

遙感圖像的初步解譯階段，水資源較自然地理環境中的其它地形物，具有低反射率和強烈吸收紅外波譜的特性，因而在遙感衛星影像上，特征較為明星，詳細地表物解譯結果如表1所示。

在初步解譯中，從遙感圖像中讀取不同地物（河流、植被、城市等）各波段的灰度值，對同種地物同種波段的采樣點作平均值統計，采用波譜間關系法分析不同地物在各個波段的相對關系，便于水資源的計算機解譯。

在不同地物光譜特征曲線解譯過程中，應該遵循一個原則：先易后難，即先找主要河流后支流，先找1級干流后2級支流（依此類推）的順序進行。初步解譯階段在遙感圖像中先找的怒江、獨龍江等主要河流，再從圖像中找到了瀘水線的老窩河、貢山縣的迪麻洛河等支流，初步解譯階段除了能解譯河流外，還能解譯水利工程中的大、中、小水庫、堤防、攔河閘、渠系等分布狀況。

在初步解譯和野外調查的基礎上，為確保解譯標志、光譜曲線的準確性、一致性，核查解譯成果的可靠性，調查疑難目標的真實性，在怒江峽谷進行野外調查檢驗工作，對疑難和代表性河段及流域分界線進行實地調查，進一步完善修改解譯成果。最好選擇不同季節進行了怒江峽谷范圍的野外調查、光譜觀測和驗證工作，遵循一個原則：即整個解譯過程是“解譯-驗證-再解譯”的反復過程，此項工作一直貫穿解譯工作的全過程，才能保證解譯結果的精確可靠。

本次怒江峽谷水資源遙感調查工作，主要解譯了怒江河流形態、141條支流水系分布、流域分界線以及水庫、堤防、灌區、渠系、攔河閘等水利工程，計算了怒江和獨龍江干流長度及流域面積，怒江干流長316公里，獨龍江干流長80公里，完成了怒江地表水資源量的計算，并對水資源開發利用現狀進行了監測，提出了合理開發利用與保護水資源的對策和建議。

3、總結和討論

利用遙感技術、先進計算機技術、圖像處理技術和地理信息系統等綜合的高新技術調查水資源能夠快速完成調查，使調查準確精度好，同時可節省大量時間、成本、人力、物力，完成了傳統方法難以完成的任務。本次研究的遙感解譯一自動量測-成圖全過程均在計算機上完成，避免了傳統方法沖擴衛星圖片、解譯、手繪、測量、成圖過程中的各種誤差，另外針對不同地物進行不同的解譯方法設計，圖像解譯方法采取了計算機自動解譯法和目視判讀法并用、遙感解譯和怒江水資源資料結合、室內解譯與怒江野外實地調查結合的方法，既體現了技術上的先進性，又具有實用性，提高了解譯精度，使圖像精度和效率大幅提高，為怒江水資源調查提供了技術支持。并帶來了直接經濟效益。

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