当确定了航片的扫描分辨率之后，即可进行数字化扫描的工作。在扫描的过程中，对每条航线图像质量相近的航片必须进行预扫。为了尽量减少扫描过程中的信息损失，预扫时应在充分尊重航摄底片原始信息的前提下，不断地调整扫描的亮度、色彩饱和度和对比度等参数，力求使扫描的结果达到地物成像清晰、色调区域平衡、反差均衡适中。待预扫的亮度、色彩度和对比度等参数确定以后，便可对每条航线图像质量相近的航片进行批量扫描。按此程序周而复始地重复，直至完成整个数字化扫描的任务。

第二个方面的工作为几何校正。航空遥感调查是通过航空摄影来获取遥感影像资料的。由于航空摄影采用的是中心投影，即空间任意一点均通过某一固定点(投影中心)被投射到一平面(投影面)上而构成其影像。因此，当被摄地区地面起伏较大或航摄的飞行姿态出现较大倾斜时，均会使航片上的像素点产生像点位移，从而造成遥感影像的几何畸变，同时也造成航片上各处的比例尺不尽相同。由被摄地区地面起伏较大所引起的遥感影像几何畸变称为投影误差，由航摄的飞行姿态出现较大倾斜所引起的遥感影像几何畸变称为倾斜误差。对于这两种误差，包括比例尺的差异，我们都要予以消除。这样中心投影的航片才能被当作正射投影的平面图来使用。

鉴于上海地区地面较为平坦，基本没有地势起伏，所以对因地势起伏较大而产生的投影误差我们可以忽略不计。然而，上海的地面上有许多高楼，这些高楼的高低起伏也会引起投影误差，但是对因这种情况造成的投影误差，无须消除也无法消除。另外，由于空中存在着气流的缘故，航摄的飞行姿态较难控制，航摄时其飞行姿态难免会出现较大的倾斜。所以，本次航空遥感调查所获得的航片存在着一定程度的倾斜误差，同时也存在着航片各处的比例尺不同。为此，对已经完成数字化扫描的航片，我们还须对其影像所含的倾斜误差和比例尺的不同进行几何校正，拟通过几何校正来消除该影像的几何畸变和比例尺差异。

所谓几何校正，就是将一幅含有几何畸变和比例尺差异的原始遥感影像，通过一种数学变换，生成一幅符合数字化地图实际的新的遥感影像。几何校正的具体方法为: 先在每幅原始遥感影像上选取若干个控制点，再求出这些控制点在数字化地图上对应点的真实坐标，然后把这些已知坐标的控制点代入计算机的校正软件进行运算。校正运算实际上包含着两个基本的运算过程: 一是将每个原始像素点的行列值换算成它在新生成的遥感影像中的坐标值，二是重新计算出每个原始像素点在新生成的遥感影像中的像元亮度值。当所有的控制点被选好后，其校正运算的过程由计算机校正软件自动完成。而控制点的选取则需要人工干预，其选择的准确性与合理性将直接影响到校正的处理效果。

在几何校正的过程中，我们需要着重把握好两个关键环节。一是选取什么样的像素点作为控制点。根据以往几何校正的经验，通常选择原始遥感影像上地面的突变点来作为控制点，比如道路的交叉口、河流的分叉或拐弯处等。另外像小河的桥梁、建筑物的房基等也适合选作控制点。这样选择的好处是: 作为控制点的地物标志明显，易于识别。二是在每幅原始遥感影像上选取多少数目的控制点。从理论上讲被选择的控制点的数目应越多越好，但选择得太多会使几何校正的工作量太大，反过来选择得太少又达不到几何校正所需的精度。这个问题究竟应该如何把握，目前还没有很好的解决办法，仍需通过几何校正的具体实践，视每幅原始遥感影像的几何畸变程度来逐一确定。按照我们的实践经验，对几何畸变程度较小的原始遥感影像来说，被选择的控制点的数目可以少一些，通常不少于15个; 对几何畸变程度较大的原始遥感影像来说，被选择的控制点的数目可以多一些，通常要在30个以上。在同一幅原始遥感影像中，不同的区域其几何畸变的程度也不同。原则上也是几何畸变较大的区域，被选择的控制点的数目多一些; 而几何畸变较小的区域，被选择的控制点的数目少一些。另外在选取控制点时，每幅原始遥感影像的中心区域应少选一些，四周区域应多选一些，因为中心区域的几何畸变要比四周区域的几何畸变来得小。但是控制点的分布应尽量地均匀，尤其是在几何畸变程度相近的同一区域要均匀地分布。这样所获得的校正影像其精度才能满足要求，并且整体性也好。

第三个方面的工作为图像拼接。经过数字化扫描及几何校正后的数字化遥感影像，均为一幅幅具有相同比例尺的影像图。这些影像图互相之间都存在着部分的重叠。所谓图像拼接就是通过对相邻影像图的无缝拼接处理，把这些影像图相互间的重叠部分去掉，从而为在逻辑上将这些影像图整合成覆盖上海全市的一幅影像图创造条件。图像拼接的具体工作步骤为: 首先是进行色差处理，借助PhotoShop软件中的色彩调整功能，将需要拼接的两幅相邻影像图的色彩调整到尽可能和谐。其次是选择拼接线，在两幅相邻的影像图上，用彩色线把需要进行拼接的界线勾画出来。再则是拼接影像图，当选好拼接线后，由I/RAS C软件沿着拼接线的轨迹自动进行拼接处理。最后是拼接后的检查，着重检查沿拼接线的接缝处是否存在着错位，若存在错位，还需要对拼接后的影像作进一步的修补。

在进行图像拼接时，必须注意以下三个问题: 一是拼接线要尽可能沿着道路、河流、田埂、空地、阴影等延伸，尽量将拼接线选择在两旁无高楼的区域。二是注意两幅相邻影像图在拼接处的高楼单中心投影倾向，要尽可能使拼接线两侧的楼房保持相似的倾向，同时也要防止在拼接后将某一侧楼房切掉一部分的情况。三是拼接线要尽可能避免穿越高架、桥梁、铁路等地物，假如必须要穿越高架、桥梁、铁路时，应尽量从衔接较好的地方或阴影区内穿过。

在进行错位修补时，必须遵循以下四个原则: 一要遵循客观性的原则，即在尊重原始影像的基础上，经过对影像错位的修补，使修补后的影像能客观地体现地物的原有面貌。二要遵循准确性的原则，即只对几何校正不准的影像部分作错位修补处理，而对几何校正准确的影像部分保持其原状不动。三要遵循整体性的原则，即无论是大尺度地物还是小尺度地物，只要拼接时在它的拼接处呈现错位，就要对整个地物作整体性地修补。四要遵循连锁性的原则，即对原有的影像错位作了锁定修补后，不要在其它地方再产生新的错位。

第四个方面的工作为影像建库。当所有的影像图都被拼接完后，此时的影像图在物理上均为一个个覆盖一定区域的图块，要将这些图块从物理上整合成覆盖上海全市的一幅影像图几乎是不可能的。原因很简单，因为若要整合的话，其数据量太大，现有的软、硬件技术均难以支撑。另外，即使有某种软、硬件技术能够给予支撑，但其影像图的调用和浏览也是极慢的，以致使用者不堪忍受。为了今后使用的方便，较好的选择是通过影像建库，将这些图块从逻辑上整合成覆盖上海全市的一幅影像图。影像建库最主要的工作是选择合适的软硬件、确定数据库的结构及进行影像图的切割。 在着手进行影像建库时，首先要选择合适的软、硬件。其中对硬件的选择，要求服务器内CPU芯片的处理速度越快越好，最好选用含最新一代CPU芯片的服务器; 服务器中内存和硬盘的容量也要越大越好，内存容量的配置至少在1Gb以上，硬盘须采用磁盘阵列，其容量的配置也至少在3Tb以上。对软件的选择，着重是选择GIS开发平台和数据库软件。GIS开发平台是被用来建立对遥感影像数据进行调用和浏览的运行环境，这一环境是重要的数据处理和加工过程，要备有足够的缓冲空间，将大大提高工作效率。而数据库软件则被用来储存和管理遥感影像数据。选择GIS开发平台和数据库软件应尽可能选用市场上较流行、应用较成熟且功能强大的商用软件，如GIS开发平台方面的Arcinfo、Intergraph等软件以及数据库方面的Oracle、SQL server等软件。选用这样的软、硬件才能保证影像建库获得较满意的效果。

其次要确定数据库的结构。这里讲的确定数据库的结构是指对遥感影像数据究竟是采用一个数据文件的集中存取方式还是采用多个数据文件的分散存取方式。显然如前面所叙，由于拼接后的影像图块不可能在物理上被整合成覆盖上海全市的一幅影像图，即这些影像图块不可能被拼接成一个数据文件，所以采用集中存取的方式不可取，只能采用分散存取的方式。所谓分散存取就是将拼接后的影像图块在物理上分割成许多个拥有合适数据量的数据文件分别进行存储；但在访问时，又将以许多个数据文件分散存储的遥感影像数据视作逻辑上覆盖上海全市的一幅影像图来加以管理和使用。

最后还要进行影像图的切割。其实现方法为: 先根据上海市地形图的分幅标准，按照上海市的边界范围，对遥感影像图进行图形分幅并建立相应的索引文件。其中1: 50000比例尺的影像图按1: 10000地形图的图幅标准进行分幅，1: 10000比例尺的影像图按1: 2000地形图的图幅标准进行分幅。这样进行分幅的好处是: 每幅影像图的数据量大小适中，便于使用者的调用和浏览。然后根据索引文件中的分幅图，运用I/RAS C软件对这两种比例尺被拼接过的影像图块进行影像切割，切割的过程由计算机软件自动完成。当每幅影像图被切割完后，还需建立它的数据文件并输入到数据库中储存。待所有的影像图块都被切割完，并建立其数据文件及输入到数据库中储存后，技术人员还得利用数据库软件提供的开发工具，编制相应的数据库管理程序，以便使用者按索引文件对库内的遥感影像数据进行调用和浏览。至此航空遥感调查数据处理的整个工作就告一段落。

(三)信息提取

综上所述，此时所生成的遥感影像数据已是人们可对其进行应用的数字化遥感影像数据。遥感影像数据的应用按应用方式可分为两种: 一种是将遥感影像数据作为现状或背景资料直接加以利用，如用于地形图的修测、城市规划设计以及工程项目的详细设计等; 另一种是通过对遥感影像数据的分析、解译，从中提取某些专题地物要素的信息来加以利用。对于第一种应用，由于我们只是向有关的部门提供数据，并未就其进行深入地研究，因此在这里将不作陈述。本节着重是讨论如何通过对遥感影像数据的分析、解译，从中提取某些专题地物要素的信息。信息提取的真正意义在于将内容丰富的遥感影像数据转化为具有各种专题的有用信息，以便管理人员利用这些信息更好地为领导决策提供服务。信息提取的工作大致可分为三步来进行:

1、影像特征分析

要进行影像特征的分析，必须首先确定从遥感影像数据中提取哪些专题地物要素的信息。遥感影像数据的信息内容十分丰富，它几乎涵盖了人的肉眼可以识别的所有地物要素。然而要把所有这些地物要素的专题信息都提取出来，这几乎是不可能的，也没有必要。根据上海城市建设和管理的需要，从本次航空遥感调查的影像数据中提取了绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素的专题信息。

当信息提取的地物要素被确定之后，即可开始对这些地物要素进行影像特征分析。任何可视地物要素在其遥感影像上都具有一定的光谱特征、几何特征及其它辅助特征。其中光谱特征在视觉上最直观的反映就是色调，几何特征在视觉上最直观的反映就是形状，其它辅助特征在视觉上的直观反映有: 阴影、纹理及影像结构。所谓影像特征分析就是从色调、形状、阴影、纹理及影像结构等方面对拟被提取的可视地物要素进行影像的定性分析。通过对这些地物要素其影像的定性分析，总结、归纳出这些地物要素各自所具有的影像特征，并以此作为技术人员解译这些地物要素的标志和依据。

我们从色调、形状、阴影、纹理及影像结构等方面，对被提取的绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素进行了认真地影像定性分析，总结、归纳出这些地物要素具有如下的影像特征:

绿化: 健康生长的绿化类地物要素其色调通常呈饱和度不同的红色。绿化还可细分为乔木、灌木和草地。其中乔木、灌木的影像形状多为尖状、冠状、团簇状或绒球状，草地则为块状。乔木一般都有明显的阴影; 灌木也有阴影，但不太明显，且长度较短; 草地则无阴影。人工构筑的公园、苗圃其几何形状常为矩形或不规则的多边形。

水体: 陆上水体由于光线反射角度及水体深度的不同，其色调也往往有所不同，但大多都呈青蓝色、蓝色和深蓝色。陆上水体还可细分为河流、湖泊和池塘。其中河流的几何形状为条带状，且常有弯曲。湖泊的几何形状为不规则的面状。池塘的几何形状为长方型的面状，且分布较集中，排列较规则。

道路: 城市道路分水泥路和沥青路。其中水泥路的色调呈灰白色，沥青路的色调呈灰黑色。城市道路的几何形状通常为条带状。城市道路的边缘比较清楚，道路上一般能看到汽车，路上还常常有明显的车道分隔线，市区道路的两旁往往伴有建筑物和行道树，郊区的高等级公路一般中间设有隔离带或两侧配有绿化带。

建筑物: 建筑物有多种类型。城市中常见的建筑物有: 高层建筑、新工房、花园式住宅、里弄式住宅和简屋。从遥感影像上看，高层建筑带有狭长的阴影; 新工房一般为平顶，排列较整齐，且屋顶设有水箱; 花园式住宅为一幢幢排列整齐的单体建筑，且每幢建筑拥有自己的花园; 里弄式住宅为一排排排列整齐的连体建筑，且屋顶为坡面，较多的屋顶还开有天窗，房屋的北面设有晒台; 简屋的单体建筑占地面积很小，互相犬牙交错联接，形状散乱，无规则。

2、专题信息提取

当绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素的影像特征被总结、归纳出来之后，技术人员便可依据它们的影像特征来提取这些专题地物要素的信息。提取专题信息的具体过程如下:

首先是对参加信息提取的工作人员进行技术培训。培训的主要内容有: 熟悉和掌握被提取的绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素的影像特征。培训时要在绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素中，选取各种具有代表性的地物对其影像特征作逐一讲解。待每位学员比较熟悉这些地物要素的影像特征之后，还要尝试让每位学员依据这些影像特征，去独立地解译绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素中的各种地物。这样的训练要反复多次，直到他们完全掌握这些地物要素的影像特征为止。

其次是由受过良好培训的技术人员，依据绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素的影像特征，在本次航空遥感调查的影像数据上对这些专题地物要素进行解译。这里讲的解译指目视解译。所谓目视解译就是技术人员根据一定的影像特征，在计算机屏幕上通过肉眼的直接观察，对遥感影像中的目标地物进行辨认及确定。解译时，技术人员先要依据以上四类基本地物要素的影像特征，在遥感影像上辨认出这些专题地物要素中的各种地物; 然后借助GIS平台软件提供的绘图工具，用彩色线把已被确认的各种地物的边界勾画出来。

再则是对已被确认的各种地物进行定性和定量描述。进行定性描述就是对已被确认的地物赋予它本身所固有的性质。如当某一地物经解译被确认之后，我们应将该地物在绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素中的详细分类作为它本身所固有的性质赋予该地物。进行定量描述就是对已被确认地物的占地面积或长度及其它定量指标进行量化计算。如在被提取的绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素中，我们应对每个已被确认的地物进行其占地面积或长度及其它定量指标的量化计算，并将量化计算的结果连同前面地物本身所固有的性质均作为该地物的属性保存起来。

3、建立地理数据库

经过对绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素的分析、解译，我们从中已提取出这些专题地物要素的有用信息。在已被提取的专题信息中既有图形数据又有属性数据，其中图形数据是以坐标集合的矢量形式来描述，属性数据是以文字与数值的表格形式来描述，并且这些图形数据和属性数据之间还存在着关联性。为了更好地保存和利用这些已被提取的专题地物要素的有用信息，我们有必要运用GIS软件来建立含有这些图形数据和属性数据的地理数据库。

建立地理数据库首先也要选择合适的软、硬件，但该软、硬件的选择可以和前面所述的遥感影像建库的软、硬件选择结合起来统筹考虑，不需要另外再单独选择。其次要确定地理数据库拟采用的背景图。实际上地理数据库中的图形数据又细分为地形图、遥感图和专题图等数据，其中地形图和专题图都是矢量数据，而遥感图则是栅格数据，即数据是以像元阵列的形式来描述。地形图与遥感图在地理数据库中均作为背景起地理位置的参照作用。已被提取的专题地物要素的图形数据属于专题图，专题图要被叠加到背景图上才能加以应用。因此，我们把本次航空遥感调查的影像数据即遥感图作为拟建地理数据库的背景图之一。影像数据的建库在数据处理这一节已作阐述，这里就不作重复。另外，由于上海市的测绘部门已经生产出成系列的数字化地形图，所以我们就将该部门生产的1: 2000比例尺的框架要素地形图作为拟建地理数据库的背景图之二。

接下来就可着手建立地理数据库。建立地理数据库的主要工作是利用GIS软件提供的命令，进行数据库定义及输入和编辑图形数据与属性数据，其具体工作步骤如下: 首先是对数据库进行定义，其中包括定义数据库的名称、组织结构, 定义数据项、数据类型和数据长度。其次是将作为背景图的地形图和遥感图输入到地理数据库中。其实遥感图在数据处理时就已经被输入到地理数据库中，此项工作可以省略，这里只需要把地形图输入到地理数据库中即可。然后是将已被提取的专题地物要素的图形数据和属性数据分别生成专题图和属性表，并也输入到地理数据库中。再则是建立专题图的拓朴关系即图中各几何图形元素之间的链接关系，以便GIS对这些图形元素进行查找与分析。最后是在专题图和属性表之间构筑一一对应的关联标识符，以此作为实现专题图和属性表相互链接的关键字。

在地理数据库被建立起来后，还需运用GIS软件来开发一些针对地理数据库进行操作的简单应用。这些应用通常应包含以下功能：查询功能、统计功能、分析功能和输出功能。其中查询功能主要要求能对图形和属性数据进行双向查询; 统计功能主要要求能对专题地物要素的量化描述进行数据汇总; 分析功能主要要求能对不同专题的图形数据进行叠加分析; 输出功能主要要求能对各种处理结果进行图形、图表及报表的输出。至此航空遥感调查信息提取的整个工作就到此结束，同时也意味着该阶段的航空遥感调查工作已基本完成。

回顾本次航空遥感调查的工作实践，我们深深地体会到: 开展航空遥感调查，是卫星遥感分辨率尚比不上彩红外航空遥感分辨率时，一种行之有效的城市信息化重大基础工程。实施此类工程的每个环节，每个步骤，每项操作，其执行好坏都会影响工程的质量。为此我们必须依照以上三大工作步骤，严格遵循所定的作业规程，切实把握好工作中的重点环节，认真、细致地执行每项操作，只有这样我们才能获得较高质量的遥感影像数据，也才能更好地利用这些数据为上海的城市建设和管理服务。 同时，遥感的原理已清晰可见，而实践却不能一概而论，尚有许多领域、技术和方法有待我们去进一步探索和发展。