多维空间数据的复合分析与综合表述

 遥感情息与不同空间数据多维复合处理及综合分析，作为一种地学研究和信息表示的有效
手段己受到遥感界的广泛重视。其方法和技术手段也从不同信息的简单叠置b转绘、光学处理
问计算机综合分析、复合处理的方向发展。各级地理信息系统的建立及图象处理系统的应用，
使多维信息综合技术应用的可能性不断扩大，特别是在气候、土壤、地质、矿产等不易被常规遥
感方法直接解译分析的研究领域，这种信息复合方法越来越显示比其特有的功效。
    从原始数据角度，地理信息系统所提供的数据集可以是各地理因子的统计或分析变量，以
及最常见的用于表示地面高度的高程数据集等。通常情况下，一个数据集对应于一个共同的地
理区域，而数据集的叠加则反映出一个数据集的空间分布与另一个数据集的相互关系。多维数
据复合影象的主要目的不仅仅是为了明显的表示出不同数据集之间的相互关系，而且要尽可能
地将不同数据集信息有效的表示出来，以便于各种解泽与识别。
    在这方面的工作个，我们遇到的问题包括：
    (1)如何利用地理信息系统所提供的地理数据实现其逼真的影象化表示；
    (2)寻求更适合人眼视觉系统感知的复合信息表示方法。
    在解决上述问题时，耍实现艰一要素地理数据的影象化表示，在现有的计算机条J4：下是可
行的。但村任意的两维以上、空间结构—亡具有较大差异的数据影象进行空间叠置时，共生成
的复合影象能否真实的表示不同数据集间的相互关系，以及能否对复合影象加以全面的理解．
是我们而临的核心问题。    ．
    传统方法在图象且示系统中，用某一单元色表示——种数据，另一种单天色或复合色表示另
一种数据的影象，从而造成复合盾的影象在色彩分布上的差异。这种影象是非常规的，很难被
人的视觉系统所接受并做出正确的解译。一般说来，在进行正常影象解译时，视觉系统依赖于
接收适宜的感知说道的t3强信号进行影象结构的综合解民而非常规的多维影象显示方法则不
能产生这种感知的增强信号，因此就不能显示出客观世界的真实影象，从而使视觉系统难以对
这种非常规信息复合影象进行解泽。
    解决多继影象显示问题的一种方法是模拟自然只象，利用数据在巴然界的自然届性和变化
规律，影象化地表示该数据，以便进行解译。另一种方法是在适合人感知朗背报信息丛础上段
盖其它信思，例如遥感情息与地理信息的复合。
地理数据的影象化表示及其数据结构
    地理现象的常规表示方法是地图。地图具有双重性，这种双重件导致了两个不同的把地图
做为地理空间表示方法的研究领域。一舶而言p地图可以被认做是图形影象或被认为是冈形形
式的几何结构。影象通常是指自然的视觉目标，其特性通过明暗、模式、结构、纹理以及可能的
色彩变化反映出来，而几何结构则是在一个坐标系中，完整的不模糊的点、线、面的集合体。将
地图视为影象，从感知和认知心理的原则下导致了广泛的应用。这种影象要依赖于人类的主观
理解、意思的转换以及前期的工作积累等。
    近来p出于计算机技术的发展，使地图在数字处理领域的各种表示和处理成为可能。沿袭
对地图的认识，将地图视为几何结构的观点在数字化的情况下，产生了矢员数据模型数据；将地
图视为影象的观点在数字化形式下，产生了栅格式数据模型。这种栅格式数据结构在问红处理
应用中已占统治地位。它是以位置作为模型最基本的逻辑岭天，与这些位置单元柏联系的是它
们的届性，而位置的所有空间关系则足隐合的。所以议、对每一个点位我们可以指定14屈件，且
一个点位与另一个点位之间存在着空间关系。从这个观点出发，位旦也有与之相关联的rL质和
属性，包括明暗程度和颜色。从空间表述的更广泛的概念而言，它们可以包括诸如温度、高程
之类的属性。这种表示方法在现实世界足可以直接观察的。考虑到国内外日前广泛采川纳栅
格式显示、成团设备及相对完善的闭象处理方法和软们：系统、特别是注意到与以栅格方式为基
础的遥感信息的兼容问题，栅格式数据结构是地理数据影象化的较适育的数据结构。
、多维信恩复合研究的实验
    以下为几个多维信息复合研究及综合表述的实例*其工作主要是在以vAX一11：750为主
机的图象处理系统和以微机为主机的GIS的支持下进行的，分别讨论了线状、而状地理要素影
象与遥感信息、数字地形模型(D丁M)等的复合处理、三维模拟等对地理现象的表述。
“  1．多维倍思复台在农业气侯研究中的应用
    时区域农业气候研究而言，＞10℃积温、年降水员及地形条件足影响区域气候条件形成
的主要因子。持别是在山区，KI于地形条件、坡度、坟N的关异，都会导致积温和降水纳坐化、
形成校复杂的分异规律。就积温、降水与地形因了而言*它们几有不同的空间结构，囚d L34影
象的简单复合难以达到鉴别不同信启及表述共空间关系的门的。从感知、认识心理的角度来
看，人的视觉系统习惯于对地表形态及其覆盖物的解泽。如果对上述扦因子实现共同什和登门
关系的较真实的模拟，则视觉系统对常规影象的分析能力就可以被开发出来。这不仅可以将华
一数据集的特性分离出来，进而加以识别、同时可以勾划出不同数据集间的关系*这种模拟在
技术上的成功与否取决于能否对作为表面形态的地形因了及表而特件的数据集(识混、降水)
的真实表示、以便正常视觉系统对演义系的真实什补偿过路能户：生。
    为了达到上述过程的模拟，在长内山区近1删平方公驳的文舱区内，以120米：力格冈算
无，建i该区的DTM。在区内外选用三个你肝丫级站数据进行数学模刑的佳入以19个x4侧
点的数据作为校正参数，按数学模式对上述积温、降水数据进行数值计算和灰度级转换，生成
单要素的影象，将此影象进行复合分析及共与遥感信息复合分析，并进行三维空间模拟。其效
果饺客观的反映出地形条件对积温、降水的控制作用，以及积温、降水对地表植被分布影响的
地学规律。
    z多维信息复合在土壤学研究中的应用
    遥感数据提供了大范围的地物光讲信息，与人的视觉系统所见到的世界有一致性和祁似性，
在人的光验知识的支持下、可以对34进行不同应用项日的解泽。但内于从高空遥感地而所受到的
诸多干扰以及光谱传息的局限性，使共在土壤方面的研究及共精度受到了一定程度的影响，以
往川遥感方法对土壤的研究主要是通过植被与土壤的相关性进行间接解译。在很多情况下，这
种间接触泽所依赖的相关什基础并不足唯一的。为此我们尝试用土壤数据与遥感情息复合进
行土鲤分类及父表示。
    在长春净月四分放遥感实验场，我们对照土、革甸熙上、萃甸上、沼泽土、泥炭土、石质土
等不向土类、土届的土壤数报送行处理，变成土壤数据影纽，以此作为反映相对静止不变约主
题层理．同随时间、季扣及人为作用而坐化的地物光谱的遥感情恩进行复合处理。复合后的信
息配合注记，反映出土塌分布状况与地去植被的柏互作fn关系。
    3．数字地形的影象表示及应用
    数字地形模汛〔DTM)足一般地理信息系统的基础数据之一。D丁M迥常足对较夫整的区
域而言的，[lI于区域范围较大，按一定地而网格系统人工采集数据的方法工作员较大，且随饥模
差较大。最佳的工作方式是利川数字化仪输入天显式朗等高线数据，得到各等高线位置的座标
记录，对该记录赋位，再把大置形式的等高线数据转换为祁应的栅格式。不在等同线上的点的
高程位通过对已知高捍点进行价而拟合和循伍得出。拟合的精度决定了数字地形模利及义影
纽的精度。通过循位处理很出数字模利后，根据轩采样格网单元的高招位汁az出坡度、坡U等
地形参数*这种数据的影红，在定置的等高续的控制下，利m不同点位的象元从度随表示地而
的高程及坡度、坡N文化，34纪元位足地形因了的参数。假彩色处理后的影象通过渐变的邑彩
反映出地形的受化，以一定的色彩表示地表形态的坡度、坡向。
    在三江平原地区近10万平方公里的范同内，利用遥感影象三继显示，我们成功地再现了三
江平原地区地势分布及地表租羔状况。共巾松花江．黑龙江、乌苏里江及小兴安岭、大达山脉
的高低起吠明晰可见。它从一个侧而反映了地理模则与遥感数据的复合、模拟地表l，I然耍家
分布的优越件。
    本文所讨论的多维信息复合方法、对研究地理现象的时空分布规律和解决实际问题是有效
的。进一步的工作是如何助理信息系统与温感信息系统有机的结合，从而使信息从一个问题
到另一个问题的传递更加灵活，以扩大共实用性和应用范阐。
    参  考  文  献
j呀P、G44R：6感q息与A卯数据N复合仍R—ut战地kt候资曰0r究为例，6城9感．4