随着航天遥感技术的迅速发展,人类利用多种手段与地球同步的人造卫星,每天从宇宙空间周而复始地收集到大量综合反映地表形态、结构、规律的数据和图像,作为认识自己生存的星球,开展资源调查、区域整治、环境监测等的一种新手段,揭开了人类从宇宙空间来观察研究地球的新时代。目前世界上已有不少国家,根据不同的目的和要求,把多景卫星影像按照一定的数学基础,与地理要素、名称注记综合表示在同一个平面上,编制成各种比例尺的影像图。这种新型地图具有卫星相片与地形图的双重功能,既有丰富的影像信息,又基本保持地形图的精度。它能表达线划地图无法表示的碎部地形,能形象逼真地显示地理景观的形态与结构,是进行区域综合研究的一种比较理想的基础图件。
70年代中期,我国就开始了卫星影像图的编制研究工作,十多年来,已取得显著成绩和进展。影像图种类由黑白到彩色影像图,制图范围由省区扩大到全国,编制方法也由手工作业发展到用计算机数字镶嵌。从当前的设计编制水平看,与国外编制的同类卫星影像图相比毫不逊色,并取得了突破性进展。
最近,中国科学院遥感应用研究所科技人员,为满足国民经济建设及开展国际科技合作与交流的需要,在多年从事遥感应用研究,经验和资料积累的基础上,从中国的国情和实际应用需要出发,在中国疆域范围内选用美国陆地卫星MSS多波段扫描影像584景,以等角圆锥投影的1:100万地形图为控制基础,采用合理的制图设计,运用多种光学合成处理技术和软镶嵌制图方法,成功地编制了1:100万中国假彩色卫星影像图、图幅高4.5米,宽5.5米,是迄今国内编制幅面最大,地理信息丰富,宏观效果良好的一幅假彩色卫星影像图。为适应各方面需要,该图已分1:600万(1全张),1:400万(2全张),1:250万(6全张),1:150万(15全张)四种比例尺,由中国科学出版社出版,香港建筑与城市出版社负责印刷。制印巨幅彩色影像图,目前在国际上仍是一个技术难题。我们与港方有关工程技术人员,经过反复试验研究、精心设计工艺方案,采用先进电分制版机和全电脑控制的LITHRONE40四色印刷机,首次印刷出版了中国第一套大型系列彩色卫星影像图。该图影像清晰、色彩协调、层次丰富。它是影像和地图的结合、科学与艺术的结合,它既可研究,又可应用,还可欣赏。概括起来有下列特点:
(1) 宏观性强。本图相当于10万张1:5万航空相片覆盖的范围,全国范围的地理概貌,一般是很难从浩如烟海的航空相片上提取的。一张卫星影像片覆盖范围185公里x185公里,即3.4万平方公里,但对全国来说仍是很小的一部分。中国卫星影像图是用584景卫星相片镶嵌拼接而成,祖国960万平方公里的美好山河尽收其中。小比例尺和局部大比例尺地图上难以显示的宏观信息,在这幅图上反映得十分明显突出。给人们提供了从太空的高度观看中国大地的机会。为从事地表宏观现象,结构和规律研究提供了新的手段。
(2) 可比性好。中国假彩色卫星影像图是以1:100万地形图作控制合成、镶嵌、整饰而成。因此,它具有良好的数学精度。已出版的四种比例尺的卫星影像图>均能与相应比例尺的其他图件进行横向对比分析,也可与其他专业地图相参照,分析各种地物影像的特征建立判读标志,还可用影像信息来修正其他图件上的某些遗漏或错误。同时还能和以前或以后取得影像信息进行纵向对比分析,获得某些地理环境要素的动态变化数据。
(3) 综合信息丰富。影像图上有大量的未经分类的综合信息,它是自然地理景观的真实缩影,正确地◆表现出各要素的分布特征和相互依存相互制约的关系,给人以真实感。由于该图选用陆地卫星MSS 4 · 5 · 7波段底片合成假彩色相片,比单波段黑白影像的信息更为丰富,一些肉眼难以识别的灰度信息转换成易于识别的彩色信息、自然要素的微观差异,在影像图上也能较好显示出来。卫星影像图不仅清晰地显示了地表显露的自然景观特征,同时还揭示了隐伏的地理、地质现象及其动态变化的趋势。所以它是地表和部分地下信息的综合反映,比其他图件更有综合分析应用的价值。
本图虽有上述特点,但由于影像资料采自不同年份和季节,影像质量参差不齐,个别地区冰雪和云量覆盖偏大,这些不足之处依赖图像处理技术是难以解决的,尽管如此,它所提供的宏观综合信息是富有应用分析潜力的,将为多学科遥感应用开拓广阔的前景。但必须注意中国假彩色卫星影像图,已不是“原始”单景卫星影像的信息内容了。而是经过人工光学增强或减弱处理。影像色谱是由地物电磁能转换而成,两者虽有内在联系,但又有区别。遥感信息(电磁能)不能直接反映地物的形状特征,转换成的影像色谱虽能反映S然信息,但又受人工处理条件的变化和应用要求的不同,合成产生的影像色谱是假彩色含义。特别是全国彩色卫星影像图,经归一化彩色协调处理。所以判读分析时,一方面要着眼宏观的、总体的影像色谱差异标志。如红色影像表示植被覆盖率高;兰绿色影像表示植被覆盖率低。另一方面注意相同地物的区域和时相差别。比如兰绿影像表示植被覆盖率低在西北地区是符合实际的,而在四川盆地及东北平原由于采用8月和9月成像的卫星资料,当时农耕地上的庄稼刚刚收割。影像图也呈现兰绿色影像,仅就这一点,就不能说四川盆地和东北平原的植被覆盖率和西北地区一样低。因此,判读应用时要特别注意同谱地物在不同区城内的量度变化(包括地物的形状大小,数量多少、亮度和色相上的差异等)明确主次,抓住重点、由表及里,从宏观到微观,认真分析研究各类地物在不同区域内的判读标志。才能为国土整治规划、宏观决策管理、环境动态变化监测等提供有效的服务。也将为全国、全球性宏观研究创造了条件。概括起来有下列几方面应用价值。
1. 研究大地构造体系
中国卫星影像图上因各地的景观总体组合地物色谱区域主调有别,突出反映了地质、地貌结构、线性形迹和环形形迹,为宏观分析大地构造,研究板块运动,提供了科学依据。如以昆仑山、阿尔金山、祁连山、秦岭与大别山一线为界。分为南北两块。再沿秦岭西段,四川盆地西缘、云南北部一线,分为东西两块。实际上南北、东西两界所表现的三大块地质块状结构,分别是不同地壳运动时期形成的陆地,它控制着中国地势和地貌景观的区域特征,在卫星影像图上反映得十分清楚。又如沿雅鲁藏布江缝合带。横断山区安宁河大裂谷,郯庐深大断裂带等,在影像图上显示的线性形迹的规模和组合,使人们对欧亚板块和印度板块的相对运动有了不少新的认识。通过对色彩丰富的线性体的分析可以启示追踪新的线索,填补观测的疏漏,完善区域构造体系。从图像上还可以深入剖析各种地质信息体的分布规律,圈定控矿构造部位,为寻找矿产及油气资源提供有效手段。
2. 研究自然环境、合理开发自然资源
水是地表生态发展和变化的物质基础,不同区域的水分差异,决定地表覆盖的变化,由于卫星相片时相选择是以反映地表植被为覆盖目标,保证植被光谱效应的归一化。所以,从卫星影像图上的色调差异,就可以看出自东北大兴安岭至青藏高原东部,呈现一条东北 - 西南向的自然分界线。将中国区分为干湿差异显著的两大自然区。从密集分布的红色或橙色影像上可以清楚地看到我国东南部为湿润区,这里生态环境良好,再生资源丰富,并有悠久的开发历史。是我国农业生产发展基地。然而西北部地区,以蓝、绿色调分布在影像上的是成片的沙漠、戈壁等不毛之地,这些地区耕地极少,植被覆盖率低。尤其黄河中上游丘陵、山区水土流失相当严重:影像图使人们认识了不利的自然环境和生态条件。有的放矢采取综合治理措施,合理开发自然资源、保护生态、因地制宜发展工农业生产。
3. 为研究我国环境历史变迁积累本底资料
该图是70年代中期、我国地理环境的历史记录a卫星影像图以不同深浅的蓝色调和图纹形状结构,再现我国河网密布,湖泊众多,辽阔的海域和绵延公里的海岸线。第四纪以来的水分变迁规模十分宏大。尤其是华北平原上、黄河河曲的发育和演变相当频繁。
湖泊盛衰消长也很显著,其蛛丝马迹,在卫星影像图上均可找到。为研究近代自然历史变迁的空间和时代,提供了难能可贵的信息。用它与90年代新一代陆地卫星及我国发射的资源卫星影像作对比分析,不仅能研究我国的水域动态变化,而且还可为研究我国土地利用,土地覆盖的动态变化,毁村、造林状况,土地沙漠化及盐碱化的消长等等,积累科学数据。
4. 普及科学知识、促进学术交流
中国假彩色卫星影像图形象直观、生动地反映我国的锦绣河山,激发人们的爱国之心。尤其对广大青少年普及遥感科学知识,进行爱国主义教育有积极作用 · 中国假彩色卫星影像图不仅选编在中国向然地图集,中国地质灾害图集、中国自然景观、中国最美丽的地方、百科全书中国地理卷等大型著作中。而且按国际空间委员会编制全球卫星影像图的计划规定、分1:150万和1:250万两种比例尺,用中文、英文对照注记印刷出版,作为国际空间年全球卫星影像图的中国部分,代表我国参加1992年国际空间年学术交流活动。