各个遥感软件的评价

各个遥感软件的评价

一、遥感软件简述

在当今遥感图像处理软件中，国际上最通用的有加拿大 PCI公司开发的PCI Geomatica、美国 ERDAS LLC公司开发的ERDAS Imagine以及美国 Research System INC公司开发的ENVI ；国产遥感图像处理软件主要有原地矿部三联公司开发的RSIES 、国家遥感应用技术研究中心开发的IRSA 、中国林业科学院与北大遥感所联合开发的SAR INFORS 以及中国测绘科学研究院与四维公司联合开发的CASM ImageInfo。 上述软件各有特点，但相比之下又都有功能上的缺陷。总体上，国外软件的功能相对强大一些，但界面不太适合国人的习惯，坐标系缺少国内通用的北京/西安坐标系，比较难学，且价格较昂贵；国产软件具有界面友好、价格便宜、容易掌握等特点，但相比之下功能有待于进一步完善。近10年对遥感软件的使用告诉我，PCI 更适合于影像制图，ERDAS 的数据融合效果最好，ENVI 在针对像元处理的信息提取中功能最强大。而国产软件中，RSIES 在区域地质调查的简单遥感解译中可以应用，IRSA 可以进行一些常规的图像处理工作，SAR INFORS是专门针对成像雷达开发的软件，CASM ImageInfo是国产遥感软件中相对较好的了。

二、第二轮全国土地调查对遥感软件的要求

根据国土资源部的工作部署和国务院的批复，我国将在2006年-2010年开展全国性的第二轮土地调查。这是一项规模宏大的工程，预计总投资近150亿元。主要任务是，按照土地利用分类国家标准，采用遥感等高新技术，对全国范围内每块土地进行实地调查，查清我国耕地、林地等农用地和工业、住宅、交通等建设用地以及各类未利用土地的面积、分布和利用等状况；查清全国城乡土地的集体土地所有权、建设用地使用权以及国有土地使用权状况；查清全国基本农田数量、分布和利用状况；查清城乡存量建设用地资源的数量及分布状况；查清全国耕地后备资源数量及分布状况；最后建立国家、省、市、县四级土地调查数据库及管理系统。

第二轮全国土地调查一般采用1：1万比例尺。但林区、林区、荒漠、无人区为1：2.5万-1：5万；城镇内部与独立工矿用地采用1：2000-1：50000。利用的遥感信息源主要有航片、SPOT-5、IKONOS 、Quick Bird以及尖三等。

针对第二轮全国土地调查情况，合适的遥感软件是极其重要的。主要要求有如下几点：

1、同时支持通用图像格式（tiff/Geotiff等）、遥感软件格式（PCI 的*.pix/ENVI的*.evi/ERDAS的*.img等）、卫星数据格式（包括SPOT/IKONOS/Quick Bird以及TM/ETM+）等多种栅格文件以及通用的矢量格式（*.E00/Coverage），确保各种文件格式的交换方便进行，为最终全国范围内提交统一的成果资料以及国家、省级数据库的集成提供基础。

2、具备方便的波段组合、大气校正、地形校正、坏线处理、噪声消除、头文件编辑、色彩调整、亮度对比度调整、锐化处理、数据可视化与缩放、软件内部存储与视窗存储等常规图像处理功能，这是遥感图像处理中最基本的操作。

3、具有图像-图像与图像-地图两种影像纠正/配准功能，纠正模式多样，算法准确；具备基于航摄高度、焦距等参数或利用DEM 的正射纠正功能；具备专门针对SPOT-5、IKONOS 或Quick Bird卫星的影像纠正模块。任何遥感图像（数据）都必须进行配准/纠正处理，尤其是通过编程获取的、侧视角较大的卫星图像，纠正难度很大。影像纠正/配准功能是遥感图像几何精度的根本保证。

4、具备乘法、HIS 、主成分分析等多样的、算法先进、效果极佳的数据融合功能。第二轮土地调查拟定使用的遥感信息源，无论是SPOT-5，还是IKONOS 或Quick Bird，都存在高分辨率的全色波段与相对较低的多波谱数据的融合问题。因此，良好的数据融合功能是第二轮土地调查对遥感软件的必须要求。

5、具备自动色彩平衡、接边线无限制羽化等两景或多景数据自动镶嵌功能。对于航片处理，每一幅1：1万标准图幅的影像都由多张航片拼接而成；对于IKONOS 或Quick Bird数据，由于景区较小，通常情况下都存在图像镶嵌问题；即使是宽幅达60km 的SPOT-5数据，由于景区的偏位或县域范围太大、不规则等原因，也常需要进行配准镶嵌。

6、具有自动化的标准图幅分割功能。图像处理中往往针对整景或多景数据进行，包括数十幅乃至数百幅1：1万标准图幅，而土地利用遥感调查以1：1万标准图幅为基本单元。因此，在内业遥感解译前，必须将遥感图像分割成所需要的标准图幅。自动化的标准图幅分割功能，将极大地提高工作效率。

7、具有栅格数据与矢量数据叠加套合功能，能方便的进行人机交互解译。这是土地利用现状调查中最基本、也最起码的功能要求。

8、具有影像数据库功能。能针对栅格数据，进行有效的数据组织管理和灵活的图层管理机制，便于数据库的建立与集成。

上述罗列的要求，主要针对土地利用现状调查工作，其他的不加叙述。

三、CASM Image Info软件与第二轮土地调查

CASM Image Info系统是我国少数几个具有自主知识产权的遥感数据处理软件之一，由中国测绘科学研究院与中国四维测绘技术北京公司联合研究开发。上世纪90年代末期以来的近10年，中国测科院一直是我国土地利用动态遥感监测的主要承担单位之一。基于该项工作的深入开展，近年来，测科院自主开发了CASM Image Info遥感软件。总体上，该软件的开发，由于有土地动态监测人员的参与或提出建议，编程人员尽可能的考虑了土地遥感调查/监测对系统的要求。Image Info在一定程度上具有自己的特色。这些，可以从近年我国的一些遥感单位的软件使用情况得到说明，如国土资源部航遥中心，北大遥感所、包括我们单位等，尽管都具备功能强大的国外软件PCI Geomatica、ERDAS Imagine、ENVI 等，但也经常会不由自主的利用Image Info的部分功能。

客观地说，Image Info从2003年的1.0版本，到现在的2.0，在界面、功能的系统性与全面性都有巨大的进步，或者说已具备一个正规遥感软件的雏型。从常规图像处理功能看，Image Info是完整的；从影像的纠正/配准、数据融合、图像镶嵌等更深层次的图像处理看，Image Info是具备的。然而，对于任何软件，不是具备某一功能，便标志着该功能可以满足实际工作的要求，还要看编程人员所使用的数学基础与数学模型，或者说算法是否先进或合理。比如说，同样是HIS 法进行数据融合，在使用PCI 、ERDAS 、ENVI 等软件时，其融合效果是有很大区别的。因此，对于软件来说，功能的具备是起码要求，而处理效果的好坏才是权衡一个软件质量的最关键因素。

通过对比国际上较好的PCI 、ERDAS 、ENVI 软件与测科院的Image Info，认为从总体看，国外软件要优于国内软件，但国内软件也有自己的特色。下面从第二轮全国土地调查对遥感软件的要求上，讨论Image Info的优缺点。

1、受目前国内遥感单位对国外软件与国外卫星的依赖性影响，Image Info充分考虑了各种各样的文件格式转换与输入输出。尽管这是国产软件开发的无赖之举，但Image Info对这一问题的处理非常成功。无论是PCI 、ERDAS 、ENVI 等软件的特殊格式，还是SPOT 、IKONOS 、Quick Bird等土地调查中可能利用的卫星数据格式，Image Info均可方便的读取并转换。对于这一点，号称文件格式转换特别强大的国外软件ENVI ，也无可比拟。可以说，Image Info的文件格式转换能力排在各种遥感软件的首位了。凭这一点，Image Info完全可以作为一个最好的文件转换工具，这在市、省乃至国家级数据库集成时文件格式的转换，尤为重要。

2、界面的友好不仅仅是软件使用者对软件的直观感受，也是图像处理过程中操作方便性、准确性的有效保障。在一定程度上，界面的合适性还会反映到工作效率上。Image Info基于国人的视觉效果与逻辑思维进行界面设置，由下拉式主菜单与两个遥感图像窗口（缩略图与滚动图）组成。下拉式菜单能方便的寻找功能命令，两个遥感图像窗口的缩略图可概略的了解整景（区）的图像概况，滚动图可无限制放大，可观察某局部图像的细节，这对影像配准/纠正时的控制点采集是相当方便的。另外，一般来说，任何软件，在数据的可视性显示时，为了保证操作者的视觉效果，都会自动地进行一定的线性拉伸。对于这一点，Image Info优于ERDAS 与ENVI 。这样，在视窗图像存储时，能保存更好的图像效果。但是，Image Info软件缺乏内部数据存储功能，这是它的致命弱点。因为无论视窗图像存储效果怎样好，总会损失一定的信息。

3、就波段组合、大气校正、头文件编辑、色彩调整、亮度对比度调整、锐化处理等常规图像处理功能看，Image Info与其它遥感软件的基本相同。只是缺少坏线处理处理功能，且锐化处理效果比ERDAS 稍差。

4、影像纠正/配准、数据融合、图像镶嵌等是土地利用调查中对SPOT-5、IKONOS 、Quick Bird等卫星数据必须进行的图像处理工作。通过以汨罗市280-292数据为示范进行操作，并对成果图像效果比较，认为Image Info具备这些图像处理功能，但效果相对ERDAS 稍差，比ENVI 稍好。

5、标准图幅的自动分割，是Image Info的特点。尽管其它软件也有相应的模块，但由于坐标系等原因，无论在分割效果还是分割效率上，都稍逊于它。这一功能可在土地调查的标准图幅制作中发挥重要的作用。

6、利用遥感图像进行人机交互式解译，是目前所有专门的遥感图像处理软件存在的共同问题。或许，编程者注重图像处理功能的开发，在制图方面没有专门的GIS 软件进行投入。象其它软件一样，Image Info也不能完全满足土地调查中内业遥感解译的需要，只能借助Map GIS等软件工具进行。

四、结语

Image Info是一个功能比较齐全的遥感软件，但如果仅仅凭借该软件开展第二轮土地利用调查，则还不能全部满足各项图像处理的要求。事实上，综观当今通用的遥感软件，实施上没有一个软件能够担此重任。无论怎样，作为仅仅只有3年多历史的Image Info，能够开发成今天这种程度，实属不易。何况它在某些方面仍具备其它软件没有的独特功能，且不需要英语基础，容易学习掌握。因此，Image Info应该成为第二轮土地利用调查主要软件之一。

我觉得，第二轮全国土地利用调查的遥感软件，应该是PCI 、ERDAS 、ENVI 等3个软件之一，另加Image Info软件。