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卫星影像:六十年代的西安什么样的?

 弯刀书斋 2022-05-26 发布于江苏

本文为“规划师笔记”精选文章

本文转载自未来城市实验室SFCL


- 写在开头 -
      前段时间,老板安排小编查找研究区建国以来高分辨率(1米及以上)的历史影像,在小编认知里,高分辨率影像是2000年之后才有的技术,六七十年代怎么会有这么高分辨率的影像?查着查着意外得知:美国在1959年发射的军事卫星KeyHole(即锁眼卫星) 影像分辨率就高达2米了!这个信息让我多年来建立的“遥感观”轰然崩塌。(可能是我太孤陋寡闻,写此文也跟大家一起聊聊这个数据)
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本期内容目录

1、古城墙里的西安

2、消失的西关机场

3、锁眼卫星影像介绍

4、锁眼卫星影像的获取

5、锁眼卫星影像的处理

6、结语

1
古城墙里的西安  

       锁眼卫星作为世界上第一批侦察卫星,在60年代的美国属于军事机密。但在1991年苏联解体之后,美国政府陆续解密多个型号卫星数据产品。小编下载了1966、1970以及1974年的西安市的锁眼卫星影像数据,下面就让我们一起来回到过去,看一看古城墙里的西安


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1966年开始,西安的城市建设进入了停滞期,因此在三期历史影像里古城墙里的变化不是很大。

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搜索影像资料的时候发现西安城门名有着特别的含义,在这里也一块分享下:

西安十八城门中,永宁门是沿用时间最长的一座城门,建于隋代,原名为安上门,明代改为永宁门;长乐门开于明代,二字带有祈祝“大明江山长久欢乐,万年不衰之意”;安远门是中原汉族对边远少数民族采取的怀柔安抚政策,希望其对朝廷知恩归顺;安定门开于明清时期,暗意西部边疆安泰康定,本是唐皇城西面中门,明代扩建时略向南移。此外,朝阳门因每天第一个见到太阳而取此名,还是蛮可爱的。

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时间来到2020年,可以发现城墙内的城市肌理几乎未曾改变。

只是西安这座古老的城市又迎来了新的考验。

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找不同环节:你能看出这两景图像中的细微差别吗

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2
消失的西关机场  

       小编发现,西安城墙附近还有个老机场(西关机场),离小编工作地方很近,办公室的小姐妹调侃道我们都在跑道上班。不过由于旧机场离古城区太近,早在1991年就搬去现在的咸阳机场了。

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图:老西关机场的变迁


3
锁眼影像介绍  

      锁眼卫星是美国侦察办公室(The National Reconnaissance Office,NRO)于1959年开始发射的军用光学侦察卫星,其命名寓意为通过门的钥匙孔窥视一个人的房间。系列卫星至今已发射到KH-12,一开始是供军方使用,于1995年逐渐解密,目前解密数据仅到KH-9。

锁眼卫星发展历史

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      KH-1系列因发射轨道错误、胶卷回收失败等因素,仅成功获取了discover14的胶卷,后期卫星发射技术与相机拍摄能力不断升级,直到KH-4系列影像数据才不断增多。从表中可看出该卫星工作寿命也比较短,需要不停地发射卫星来保障其影像持续获取,截止KH-4系列时已发射卫星数121颗。另外特别有意思的是Keyhole卫星是将图像记录在胶片上,影像都是黑白色彩,并且拍摄完成后胶卷需要与卫星分离,然后落入地球,在降落过程中需要被一架飞过的飞机在半空中抓住,才能完成整个数据获取,也是一种略显笨拙的可爱方式。  

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抓住胶卷の飞机

看完这些影像数据,小编觉得影像质量还挺高的,而且更令人开心的是数据下载是完全免费的,影像的处理用常规GIS软件就可以轻松完成。

4
锁眼影像获取方法  

 下载地址:美国地质调查局(https://earthexplorer./)


 1、在Search Criteria页面的地图窗口框选研究区范围

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2、Data sets 页面选择Declassified Data

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3、选择数据下载

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5
锁眼影像处理方法  

 处理步骤可概括为:三配准


1、裁剪
下载好的影像压缩包里通常包含a、b、c、d 4景数据,但该数据本质上是扫描后的图片,需要将其四周黑色区域进行剔除,仅保留有影像信息的区域。

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2、镶嵌
对a、b、c、d 4景数据分别进行裁剪后,需要将他们拼接成一整景。但在镶嵌之前也需要对他们进行彼此配准,这个过程一般只需要一个控制点就可以完美配准。

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3、影像配准
加载天地图影像数据,选择河流交汇处、山脊线固定点进行配准,小编建议控制点的数量大于20,变化方式选择spline,配准结果如下。

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6
结语  

    最后,为了补全对已有遥感卫星的了解,小编汇总了光学类影像的卫星发射简史(后续再对其他类型卫星进行补充):

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笔记碎碎念:

随着技术进步,遥感卫星数量越来越多,分辨率越来越高,拍摄到地球的每个瞬间也越来越丰富,但最初的那些影像可能是我们不曾在意,却是这颗星球曾经最美最可爱的一面。

■ 来源: 未来城市实验室SFCL

■ 编辑: 规划师笔记 

转载请注明信息来源及“规划师笔记”编排

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