高空间分辨率的遥感影像在数字深圳中的应用

数字城市的概念涵盖了城市信息化的各个方面，它不仅是一个广义上的概念，表示用数字化手段处理城市问题，服务于城市的可持续发展，而且也指狭义上的具体应用，如使用GIS、GPS、RS等技术服务于城市规划、建设与管理。数字城市的建设是一个复杂的系统工程，它需要信息科学技术的全方位支持，其中涉及的关键技术包括信息高速公路、宽带计算机网络技术、高分辨率卫星影像、空间信息技术、大容量数据处理与存储技术、科学计算以及可视化和虚拟现实技术。 遥感技术是数字城市信息获取的重要手段。高空间分辨率的遥感影像不仅能够提供三维的城市模型，还能够展现具有相片质感的材质和纹理特征，这一点对于三维逼真的城市重建非常关键。同时，高空间分辨率的遥感数据还能提供动态的基础地理信息，为数字城市的数据采集与更新提供了主要来源之一。 高空间分辨率遥感影像的特点包括单幅影像的数据量显著增加、成像光谱波段变窄、地物几何结构和纹理信息更明显、以及高时间分辨率等。这些特点使高空间分辨率遥感影像在城市专题信息与城市地理信息系统一体化中发挥着重要作用。 以美国的QuickBird卫星为例，该卫星以其在商业卫星中最高的分辨率而著称。QuickBird卫星通过推扫式传感器，提供全色和多光谱两种成像模式，多光谱波段的空间分辨率为2.44-2.88米，全色波段的空间分辨率为0.61-0.72米。特别是0.61米的空间分辨率可以清晰显示城市中的建筑物和汽车等细小地物，这对于大比例尺、高精度的数字城市建设而言尤为重要。 在数字深圳的应用中，QuickBird遥感卫星的空间分辨率为0.61米的全色波段遥感数据与航空彩色影像相结合，用于对深圳地物的快速更新。通过分类、配准、融合以及镶嵌等步骤，实现了对深圳城市地貌变化的高效和真实反映。特别是对于变化较快的局部区域，使用QuickBird图像上的新地物特征进行更新，而对于变化不大的区域，则使用航空影像来获取彩色信息，保持了融合后影像的光谱特征。 在实现过程中，首先将研究区域按照变化程度进行分类，区分变化区域与无变化区域。然后针对变化区域，从QuickBird图像上获取新的地物特征，实现地物信息的快速更新；对于无变化区域，则利用航空影像获取彩色信息，并通过先配准后融合的方式，将融合后的彩色影像与航空影像镶嵌。利用更新后的彩色图像替代航空彩色图像中的旧地貌特征。 通过上述方案，可以实现数字深圳的地物快速、全面更新，有效地反映了深圳城市的快速发展。同时，这一过程也展示了高空间分辨率遥感影像在数字城市建设中的巨大应用潜力和独特的创新价值。这些研究不仅对科学理论具有研究价值，而且在实践应用上具有重要的指导意义。