1、第十三章第十三章 太空遥感制图太空遥感制图 沈焕锋 武汉大学 资环与环境科学学院 遥感制图遥感制图 ISPRS在第四专业委员会“地理数据库与数字制图”中专门设立了一个“太空制图”工作组，研究内容与关注的问题主要有：（1）研究和开发与绘制天体地图相关的数据获取、处理与分析的高级技术；（2） 定义或评估参考系统、坐标系统、地图图符定义及其标准；（3）发展空间信息系统，为太空探测与太空科学提供支持；（4）发展基于网络的太空地图产品和GIS数据传输；（5）在行星制图方面，与相关的工作组如IAU、NASA、ESA、ISRO、JAXA及其它的太空组织进行合作，与ICA委员会进行协调工作。ISPRS ISP
2、RS 太空制图工作组太空制图工作组研究热点研究热点月球、火星和冰质星月球、火星和冰质星 研究热点研究热点月球是距离地球最近的一个星球，所以对月球的测绘一直是最受关注的热点。 由于火星表面有水和火山迹象，因此火星是否存在生命一直是天文学家长期争议的论题。为了找到这一论题的答案，人类对火星的探测表现出了浓厚的兴趣。近几年，冰质星的探测与绘图也逐渐受到关注 月球探测现状（光学相机）月球探测现状（光学相机） 而美国“月球勘测轨道器”搭载的窄角相机技术指标最为先进，其空间分辨率最高可达0.5m，宽角相机空间分辨率只有100m 日本“月亮女神”和印度“月船一号”光学影像的空间分辨率分别为10m和5m； “
3、嫦娥一号”CCD相机120m，“嫦娥二号携带7m分辨率的CCD相机，在低轨飞行时获取影像的空间分辨率可接近1m（多角度）。火星探测现状火星探测现状 火星快车（Mars-Express）从2004年发射以来已经运行四年，利用搭载的多视角高分辨率推扫立体相机HRSC进行制图已经成为ISPRS工作组连续关注的热点（欧洲太空总署） 火星侦察轨道器(Mars Reconnaissance Orbiter，MRO)在2006年10月发射，MRO上的高分辨率立体影像设备HiRISE是目前在外星的最大、最复杂的相机系统（美国） 火星探测车（Mars Exploration Rover，MER）勇气号、机遇号（
4、美国） 冰质星探测现状冰质星探测现状 卡西尼(Cassini)于2004年7月进入土星系统，其中一个主要的目的就是调查土星系统中的冰质星 研究现状研究现状 参考系统与控制网参考系统与控制网：进行星球的环绕探测、地图绘制首先需要确定精准的星球轨道、坐标系统、投影系统、惯性系统及重力场等参考系统 Willner等人使用天体测量学方法进行了精化和验证现有火卫一Phobos轨道模型的研究，探讨了Phobos控制点网的更新，研究了Phobos旋转参数、球体形状参数和高精度的数字地面模型。 阐述了月球投影系统的设计,首先提出了月球投影系统的设计原则，然后针对整个月球空间、某区域空间以及大、中比例尺等不同尺
5、度分别提出了相应的投影方式。 研究现状研究现状 摄影测量模型与方法摄影测量模型与方法 ：当前，双像解析摄影测量方法仍然是解算星球点三维信息、进行星球数字地面模型及各种地图制作的主要途径 Li等人提出了对火星侦察轨道器HIRISE立体影像进行处理的严格摄影测量模型。该模型首先利用二次多项式模拟EO参数随时间的变化，再建立了一个由粗到精的层次匹配步骤，该步骤的结果由人工生成的同名点进行评估，从中选用500个同名点进行光束法平差。为了对结果进行验证，他们将生成的1米分辨率的DEM与美国地质测量生成的DEM进行了比较。研究现状研究现状Schmid和Dumke等人提出了一个提高HRSC相机外方位元素求解
6、精度的方法，该方法首先在HRSC影像中利用数字影像配准自动定义同名点，再利用可用的火星轨道激光测高仪（MOLA）的DTM数据作为控制信息来进行光束法平差。他们还描述了对覆盖Mawrth Vallis 区域的6个HRSC轨道带的外方位元素进行同时调整的方法，可以用来生成高质量的DTM和正射影像镶嵌图等产品。Albertz等人介绍了火星快车HRSC数据在新开发的PIMap软件中生产的不同地图产品，着重阐述了1：200000地形图系列的制作，并简要介绍了其它地形图、目标地图、专题地图以及其它星球的地图产品。 研究现状研究现状Schmid和Dumke等人提出了一个提高HRSC相机外方位元素求解精度的方
7、法，该方法首先在HRSC影像中利用数字影像配准自动定义同名点，再利用可用的火星轨道激光测高仪（MOLA）的DTM数据作为控制信息来进行光束法平差。他们还描述了对覆盖Mawrth Vallis 区域的6个HRSC轨道带的外方位元素进行同时调整的方法，可以用来生成高质量的DTM和正射影像镶嵌图等产品。Albertz等人介绍了火星快车HRSC数据在新开发的PIMap软件中生产的不同地图产品，着重阐述了1：200000地形图系列的制作，并简要介绍了其它地形图、目标地图、专题地图以及其它星球的地图产品。 研究现状研究现状 Schenk阐述了冰质卫星地图和地形图的绘制方法，分别利用Galileo数据对木星
8、、Cassini数据对土星、Voyager 2数据对天王星和海卫一卫星进行了地图和地形图的制作，并进行了地质学和地球物理学模型的分析。Roatsch等人13提出了利用Cassini飞船的太空传感器影像绘制土星系的中等大小冰质星（包括Mimas、Enceladus、 Tethys、Dione、Rhea、Iapetus）地图的方法，文中首先详细介绍了影像预处理方法，再举例说明了镶嵌图和底图的制作，最后简述了冰质卫星图集的制作方法。 研究现状研究现状 雷达干涉测量雷达干涉测量Kirk等人进行了利用合成孔径雷达进行太空制图的研究，对金星、土卫六和月亮三个星体的绘图方法分别进行了探讨，利 用 的 分 别
9、 是 M a g e l l a n 、 C a s s i n i - H u y g e n s 和Chandrayaan-1太空船观测数据。文中详细描述了利用雷达记波摄影绘制地形图的方法，生产过程中利用美国地质勘察局（USGS） 的ISIS软件系统来导入和准备数据，利用SOCET SET商业软件来进行立体分析，最后进行DTM的生产和编辑。论文还比较了不同数据集的共同点和不同点，并介绍了在雷达记波摄影和地理科学研究方面遇到的一些问题 研究现状研究现状激光测月激光测月月球上最基础的控制网是利用激光测月（LLR技术）测定的，根据长期的LLR观测，测定月地间的精确距离，由此可计算非常精密的月球运
10、行轨道。第一次精密激光测月结果是1969年获得的，测量是利用阿波罗宇航员在月球上安置的激光反射镜阵列和地面建立激光发射和接收站点来完成的。目前，还在发展一种在月球周围进行观测的激光测高系统，称为测月激光测高仪(Lunar Observer Laser Altimeter，LOLA)，它绕月飞行，距离月面约100km，测高精度为dm 级，水平分辨率为几十米。研究现状研究现状基于网络的太空地图与基于网络的太空地图与GISGIS数据传输数据传输 随着网络技术的飞速发展，基于网络的太空地图产品和GIS数据的传输越发受到重视，因此ISPRS在第四专业委员会的第7工作组专门设立了这样一个主题。针对2007
11、年9月日本宇宙勘察局发射的Kaguya探月探测器，Terazono等人发展了一套基于网络GIS的Kaguya探月数据显示与协作系统，功能包括数据的显示、上传、下载、在线交互和内容记录等。论文首先提出了WebGIS系统的主要概念和要求，之后详细阐述了系统的设计，包括概念模型的设计，软硬件需求以及网络的建立，最后简述了WebGIS工作平台开发和使用现状。研究现状研究现状目标识别制图目标识别制图Song阐述了利用火星探测车（Mars Exploration Rover，MER）影像进行岩石分割的方法，首先利用基于纹理的影像分割方法进行岩石的检测，再利用基于水平集的主动轮廓法对岩石的边界进行描绘。Zh
12、u等人描述了利用OMEGA/Mars Express数据绘制火星岩石图的方法，首先用经验传递函数来纠正火星的大气吸收，再用最小噪声分离（MNF）进行主成分分析，然后进行岩石块的描绘，最后利用光谱特征拟合的方法和光谱角制图方法来进行岩石块的光谱匹配。月球地形地貌月球地形地貌 月海，是指月球月面上比较低洼的平原，用肉眼遥望月球有些黑暗色斑块，这些大面积的阴暗区就叫做月海。 月陆,在月球表面，高出月海的区域称为月陆，由于它返照率高，因此看起来比月海亮得多。 月山,月海的周围是山脉，其形状呈弧形，科学家称之为月山。 月坑,月球上有许多大大小小,坑坑洼洼的凹坑,称之为月坑. 是由小行星撞击，或月球表面的火山喷发引起的。 月谷（月隙） 地球上有着许多著名的裂谷，如东非大裂谷。月面上也有这种 构造-那些看来弯弯曲曲的黑色大裂缝即是月谷 Google MoonGoogle MoonGoogle MoonGoogle Moon
