【正文】 以 實(shí)現(xiàn)復(fù)雜地面背景中 目標(biāo) 的 探測(cè)。中南大學(xué)的高光明教授利用遙感圖像進(jìn)而對(duì)地殼運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析，在對(duì) 我國(guó) 許多地區(qū)的圖像 進(jìn)行 分析后，使用 對(duì)地 遙感技術(shù)總結(jié)出 了 地殼運(yùn)動(dòng)對(duì)地震的影響，并且總結(jié)出一系列 的 方法，可以在以后 我國(guó)及世界 地震的預(yù)測(cè)方面提供 所需的 幫助，為人類應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害 從而減小損失 做出 應(yīng)有的 貢獻(xiàn)。內(nèi)蒙古大學(xué)的劉鵬濤使用遙感技術(shù)對(duì)中國(guó)北方 地區(qū)的 植被進(jìn)行了研究， 其中特別研究了草地這種植被，利用高分辨率的遙感圖像，可以實(shí)現(xiàn) 區(qū)域草地覆蓋率的分析 和研究工作，利用這種 分析方法，可以全面的分析我國(guó)的 植被覆蓋情況， 分析我國(guó)的植被所存在的問題， 進(jìn)而對(duì)我國(guó)植被 的保護(hù)和 綠化工作做出貢獻(xiàn)。北京航空航天大學(xué)教授李樹楷利用 GPS 系統(tǒng)研究了對(duì)地的動(dòng)態(tài)定位工作，在航空航天學(xué)中，對(duì)地面目標(biāo)的準(zhǔn)確定位一直是一項(xiàng)重要 而且非常 關(guān)鍵性的一個(gè)步驟，它是利用一種投影變換的公式，將測(cè)量到的目標(biāo)點(diǎn)的數(shù)據(jù)投影到已建好的坐標(biāo)系中，完成坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換 ，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)地面的動(dòng)態(tài)定位工作 。畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 北京化工大學(xué)的朱煒，深入研究了對(duì)地遙感圖像中 提取 各種圖像特征的方法，這種方法可以從已有的遙感圖像中 按需并且 準(zhǔn)確的提取出人們所需要的各種要素， 這樣 不僅使最終 的 結(jié)果變得精確，而且使 圖像特征提取的 整個(gè)過程和方法變得簡(jiǎn)便易行。 設(shè)計(jì)方案 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面： 首先應(yīng)該了解地圖投影對(duì)于遙感圖像地理編碼的重要作用，理解地圖投影的原理、分類方法及各類方法的適用條件，其次，掌握高斯克呂格地圖投影的理論基礎(chǔ)，研究該投影方法的 電算 公式，推導(dǎo)基于各種地球橢球模型的高斯克呂格地圖投影的電算公式，然后，利用程序開發(fā)語言編寫電算公式的實(shí)現(xiàn)程序并選擇一種界面開發(fā)軟件設(shè)計(jì)開發(fā)一個(gè)電算公式換算界面，最后對(duì)所開發(fā)的程序和界面進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 2 地圖投影 地圖投影概述 所謂的地圖投影，簡(jiǎn)單地說就是將橢球模型上的距離，方位和 坐標(biāo)等元素，按照一定的數(shù)學(xué)規(guī)則將它 投影到平面上，這種專門研究地圖投影問題的學(xué)科稱之為地圖投影學(xué)。 這里所用的數(shù)學(xué)法則，總的來說可以用以下的兩個(gè)方程式加以概括： {?? = ??1(??,??)?? = ??2(??,??) () 該式中， L 和 B 是橢球模型上的大地坐標(biāo)， ??和 ??則是投影平面上的直角坐標(biāo)。該式 表示了橢球面上一點(diǎn)通過特定的投影方式將其投影到 相應(yīng)的直角坐標(biāo)系上的坐標(biāo)換算關(guān)系式， ??1和 ??2叫做投影函數(shù)。由此 我們可以看出，地圖投影的主要研究?jī)?nèi)容是探討研究者所用的研究方法與 所用的橢球模型上的元素和投影平面坐標(biāo)相應(yīng)元素之間關(guān)系的解析式。投影的方法以及種類有很多，不同的方法其投影的基本原理是相同的，只是他們的投影函數(shù)即 ??1和 ??2不相同，下面我們將介紹不同的地圖投影方法。 地圖投影的分類 地圖投影的分類方法 有很多種 ，這里 只對(duì)其中常用的幾種作簡(jiǎn)要介紹 。 1）等角投影 等角投影，顧名思義，這種投影方法就是能夠保證投影前后圖像的角度不變形，即，在進(jìn)行等角投影的過程中，微分圓的投影結(jié)果仍是微分圓，投影前和投影后具有微小圓形上的相似性，投影的長(zhǎng)度之比和它的方向沒有關(guān)系，即投影圖像的某點(diǎn)的長(zhǎng)度比是一個(gè)不變的定值。正因?yàn)槿绱?，也把等角投影稱作正形投影。 2）等積投影 由 名字可知，這種投影 就 是要求 在 投影前后的圖像面積保持不變。 3）任意投影 這種類型的投影是最后的結(jié)果是既不等角， 也不等積，這種投影方法比較多，在實(shí)際中應(yīng)用也比較廣泛。其中，在 某一個(gè)方向 上保持它的 長(zhǎng)度比是 1，這種 就 稱 其 為等距離投影。 在這個(gè)分類方法中，是按照正軸投影圖像的經(jīng)緯網(wǎng)形狀來劃分，采用投影面的名稱來命名。 1）方位投影 取一個(gè)與橢球極點(diǎn)相切的平面 ， 將橢球極點(diǎn)附近范圍內(nèi)的區(qū)域投影到這個(gè)與極點(diǎn)相切的平面上，緯線在 進(jìn)行 投影之后 是圓形 ，它們都以極點(diǎn)為圓心，經(jīng)線在投影之后畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 是它的向徑，并且經(jīng)線的交角不變。 方位投影 的 直角坐標(biāo)公式為 ??? sin,co s ?? yx () 式中： ( ), ,f B L????,BL是球面極坐標(biāo)。 方位投影的變形公式為 垂直圈長(zhǎng)度比 1 dRdB??? () 等高圈長(zhǎng)度比 2 sinRB?? ? () 面積比 21???P () 最大角度變形 21122sin ?? ??? ??? () 由上面的公式可以看出 不同方位投影 之間 的區(qū)別。 2）圓錐投影 取一個(gè) 圓錐面，使其 和橢球的某條緯線相切，將緯圈附近的這片區(qū)域投影到圓錐面上，然后再將 投影后的 圓錐面沿著 它的 某一條經(jīng)線剪開，使之成為平面。在這個(gè)投影中，緯線 在 投影 后會(huì) 成為同心圓，經(jīng)線 投影后 則成為這些同心圓的半徑 ，并且經(jīng)差與 經(jīng)線交角 的 比例 是一定的 。 圓錐投影的直角坐標(biāo)公式為 ????? s in,c o s ??? yx s () 式中： alBf ?? ?? ),( 圓錐投影的變形公式為 nm nmmnPranMdBdm ??????? 2s i n, ??? () 在圓錐投影中最小緯線的長(zhǎng)度比為 000 sinBamn ? () 而最小緯線 0B 的緯線投影半徑為 0000 ctgBNm?? () 3）圓柱投影 畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 取一個(gè)與橢球赤道相切的圓柱，將赤道附近的這片區(qū)域投影到與赤道相切的圓柱面上 ，之后將這個(gè)圓柱面的 沿某條線剪開使之 成為平面，在這個(gè)投影中， 緯線 在 投影后 成為一組相對(duì)于赤道對(duì)稱的平行線；經(jīng)線 在投影后也會(huì)成為 一組平行線，且與緯線投影后所成的平行線是 垂直 的 。 圓柱投影的直角坐標(biāo)公式為 ClyBfx ?? ),( () 圓柱投影的變形公式為 rMdBdxm ?? , () nm nmmnP ??? 2sin, ? () 高斯 克呂格投影正反算公式及其推導(dǎo) 圖 高斯投影假想圖 高斯 — 克呂格 (GaussKruger)投影是等角橫切橢圓柱投影。如上圖所示，假想在地球橢球體外面橫套一個(gè) 橢圓柱，并且使這個(gè)橢圓柱與某一條子午線相切，這條子午線就稱之為中央子午線或軸子午線，橢球體的中心在橢圓柱的中心線上，然后使用高斯克呂格投影的方法，以中央子午線為中心，將兩側(cè)一定經(jīng)差范圍內(nèi)的部分區(qū)域投影到外套的橢圓柱面上，再將這個(gè)圓柱面展開就成為了我們想要的投影面。 我國(guó)規(guī)定按照經(jīng)差 6176。和 3176。兩種規(guī)格進(jìn)行投影分帶 ,在為大比例尺進(jìn)行測(cè)圖和進(jìn)行工程測(cè)量時(shí)通常采用 3176。帶投影，在一些特定的情況下，工程測(cè)量時(shí)也會(huì)采用 176。帶或者任意帶。一般情況下，為了測(cè)量以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的通用性，需要和國(guó)家的 6176。帶和 3176。帶聯(lián)系起來。 高斯投影 6176。帶，從 0 度子午線開始算起，每隔 6176。經(jīng)差自西向東分帶， 1， 2， 3?依次編號(hào)，我國(guó)使用投影 6176。帶的高斯投影的 中央子午線 經(jīng)度，由 69176。開始每隔 6176。至 135176。，一共有 12 帶，帶號(hào)使用 n表示， L0用來表示中央子午線的經(jīng)度，兩者的關(guān)系為 L0=6n3。如圖所示 高斯投影 3176。帶， 3176。帶投影是以 6176。帶為基礎(chǔ)形成的，它的中央子午線的其中一部分畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 帶 （其中的單數(shù)帶） 和 6176。帶的中央子午線相重合，而另外一部分帶 （其中的偶數(shù)帶）和 6176。帶的分界子午線相重合。 3176。帶的帶號(hào)用 nˊ表示， 3176。帶的中央子午線經(jīng)度用 L表示，兩者之間的關(guān)系是 L=3nˊ，如圖所示 圖 6 度帶與 3 度帶 在這個(gè)投影面上，赤道和中央子午線在投影之后成為直線，坐標(biāo)原點(diǎn) O 是中央子午線和赤道的交點(diǎn)，縱坐標(biāo)軸是中央子午 線的投影，橫坐標(biāo)軸是赤道的投影，這樣就形成了高斯平面直角坐標(biāo)系。 高斯投影是正形投影，這樣就可以保證投影角度前后保持不變，前后圖形保持較高的相似度，任意一點(diǎn)各方向上的長(zhǎng)度比具有同一性。高斯投影 使用了相同法則的分帶投影，這樣不僅限制了長(zhǎng)度的變形，還可以使得在計(jì)算變形引起的各項(xiàng)改正數(shù)時(shí)公式和表達(dá)式盡可能簡(jiǎn)潔。種種優(yōu)點(diǎn)使得高斯投影得到了廣泛的推廣。 高斯 克呂格投影 需要滿足下面三個(gè)條件： 經(jīng)緯線投影后是相對(duì)于中央經(jīng)線對(duì)稱的曲線 ； 投影前后沒有角度變形 ； 投影 前 后 中央經(jīng)線的 長(zhǎng)度 保持 不變。 高斯投影的公式 ：