遥感影像的目视解译与制.ppt

第五章 遥感图像目视解译与制图,目视解译的重要性,目视解译是信息社会中地学研究和遥感应用的一项基本技能。遥感技术可以实时地、准确地获取资源与环境信息，如重大自然灾害信息等，可以全方位、全天候地监测全球资源与环境的动态变化，为社会经济发展提供定性、定量与定位的信息服务。通过目视判读遥感图像地理学家可以了解山川分布，研究地理环境等地质学家可以了解地质地貌或深大断裂考古学家可以在荒漠中寻找古遗址和古城堡 由于目视判读需要的设备少，简单方便，可以随时从遥感图像中获取许多专题信息，因此是地学工作者研究工作中必不可少的一项基本功。,目视解译的重要性,遥感图像处理和计算机解译的结果，需要运用目视解译的方法进行抽样核实或检验。通过目视解译，可以核查遥感图像处理的效果或计算机解译的精度，查看它们是否符合地域分异规律，这是遥感图像计算机解译的一项基础工作。图像增强处理和信息提取均离不开目视分析。如不了解计算机处理过程中的有关图像的地学意义或物理意义，单纯强调计算机解译或遥感图像理解，有可能成为一种高水平的计算机游戏。计算机技术的日益发展，会更加迫切要求运用目视解译的经验和知识指导遥感图像计算机解译，从这点来看，目视解译是遥感图像计算机解译发展的基础和起始点。,遥感图像目视解译的目的是从遥感图像中获取需要的地学专题信息，它需要解决的问题是判读出遥感图像中有哪些地物，它们分布在哪里，并对其数量特征给予粗略的估计。,第一节 遥感图像目视解译原理,一、目标地物的特征,色：指目标地物在遥感影像上的颜色，包括色调、颜色和阴影。形：指目标地物在遥感影像上的形状，包括形状、纹理、大小、图形等。位：指目标地物在遥感影像上的空间位置，包括目标地物分布的空间位置、相关布局等。,遥感图像中目标地物特征是地物电磁辐射差异在遥感影像上的典型反映。按其表现形式的不同，目标地物特征可以概括分为：,遥感图像目标地物的识别特征,目标地物识别特征 色调（tone）：全色遥感图像中从白到黑的密度比例叫色调（也叫灰度）。如海滩的砂砾，因含水量不同，在遥感黑白像片中其色调是不同的，干燥的砂砾色调发白，而潮湿的砂砾发黑。色调标志是识别目标地物的基本依据，依据色调标志，可以区分出目标地物。在一些情况下，还可以识别出目标地物的属性。例如，黑白航空像片上柏树为主的针叶林，其色调为浅黑灰色，山毛榉为主的阔叶林，其色调为灰白色。目标地物与背景之间必须存在能被人的视觉所分辨出的色调差异，目标地物才能够被区分。,遥感图像目标地物的识别特征,北京故宫博物院与护城河之间的色调差异。,遥感图像目标地物的识别特征,目标地物识别特征 颜色（colour）：是彩色遥感图像中目标地物识别的基本标志。日常生活中目标地物的颜色是地物在可见光波段对入射光选择性吸收与反射在人眼中的主观感受。遥感图像中目标地物的颜色是地物在不同波段中反射或发射电磁辐射能量差异的综合反映。彩色遥感图像上的颜色可以根据需要在图像合成中任意选定，例如多光谱扫描图像可以使用几个波段合成彩色图像，每个波段赋予的颜色可以根据需要来设置。按照遥感图像与地物真实色彩的吻合程度，可以把遥感图像分为假彩色图像和真彩色图像。,遥感图像目标地物的识别特征,假彩色图像上地物颜色与实际地物颜色不同，它有选择地采用不同的颜色组合，目的是突出特定的目标物。,TM4（红）、3（绿）、2（蓝）假彩色合成图像,遥感图像目标地物的识别特征,目标地物识别特征 真彩色图像上地物颜色能够真实反映实际地物颜色特征，这符合人的认知习惯。同一景多光谱扫描图像的相同地物，不同波段组合可以有不同的颜色，目视判读前需要了解图像采用哪些波段合成，每个波段分别被赋予何种颜色。人眼具有很高的区分色彩能力，将遥感图像赋予颜色，能够充分显示地物的差异，如森林及农作物看上去同为绿色，由于存在微小色差，有经验的目视解译人员仍然能判别出树种及作物的种类。,遥感图像目标地物的识别特征,目标地物识别特征 阴影（shadow）：是遥感图像上光束被地物遮挡而产生的地物的影子，根据阴影形状、大小可判读物体的性质或高度，如航空像片判读时利用阴影可以了解铁塔及高层建筑物等的高度及结构。阴影的长度、方向和形状受到光照射角度、方向和地形起伏等影响，山脉等阴影笼罩下的树木及建筑物往往会使目标模糊不清，甚至丢失。不同遥感影像中阴影的解译是不同的，例如：侧视雷达影像中目标地物阴影由目标阻挡雷达波束穿透而产生，热红外图像中目标地物阴影是由于温度差异所形成，例如夏季中午飞机飞离机场不久进行热红外成像，地表仍会留下飞机的阴影。,Shadow-silhouette,遥感图像目标地物的识别特征,目标地物识别特征 形状（shape）：目标地物在遥感图像上呈现的外部轮廓。如飞机场、港湾设施在遥感图像中均具有特殊形状。用于图像判读的图像通常多是垂直拍摄的，遥感图像上表现的目标地物形状是顶视平面图，它不同于我们日常生活中经常看到的物体形状。由于成像方式的不同，飞行姿态的改变或者地形起伏的变化，都会造成同一目标物在图像上呈现出不同的形状。解译时必须考虑遥感图像的成像方式。,遥感图像目标地物的识别特征,目标地物识别特征 纹理（texture）：也叫内部结构，指遥感图像中目标地物内部色调有规则变化造成的影像结构。如:航空像片上农田呈现的条带状纹理。纹理在高分辨率像片上可以形成目标物表面的质感，在视觉上看上去显得平滑或粗糙，幼年林看上去像天鹅绒样平滑，成年的针叶树林看上去很粗糙。纹理可以作为区别地物属性的重要依据。,遥感图像目标地物的识别特征,目标地物识别特征 大小（size）：指遥感图像上目标物的形状、面积与体积的度量。它是遥感图像上测量目标地物最重要的数量特征之一。根据物体的大小可以推断物体的属性，有些地物如湖泊和池塘，主要依据它们的大小来区别。判读地物大小时必须考虑图像的比例尺。根据比例尺的大小可以计算或估算出图像上物体所对应的实际大小。影响图像上物体大小的因素有地面分辨率、物体本身亮度与周围亮度的对比关系等。,遥感图像目标地物的识别特征,目标地物识别特征 位置（site）：指目标地物分布的地点。目标地物与其周围地理环境总是存在着一定的空间联系，并受周围地理环境的一定制约。位置是识别目标地物的基本特征之一，例如水田临近沟渠。位置分为地理位置、相对位置。依据遥感图像周框注记的地理经纬度位置，可以推断出区域所处的温度带，依据相对位置，可以为具体目标地物解译提供重要判据，例如位于沼泽地的土壤多数为沼泽土。,遥感图像目标地物的识别特征,目标地物识别特征 图型（pattern）：目标地物有规律的排列而成的图形结构。例如住宅区建筑群在图像上呈现的图型，农田与周边的防护林构成的图型，以这种图型为线索可以容易地判别出目标物。相关布局（association）：多个目标地物之间的空间配置关系。地面物体之间存在着密切的物质与能量上的联系，依据空间布局可以推断目标地物的属性。例如，学校教室与运动操场，货运码头与货物存储堆放区等都是地物相关布局的实例。,遥感图像目标地物的识别特征,地面各种目标地物在遥感图像中存在着不同的色、形、位的差异，构成了可供识别的目标地物特征。目视解译人员依据目标地物的特征，作为分析、解译、理解和识别遥感图像的基础。,二、目视解译的生理与心理基础,心理特点对遥感图像解译的影响同一时刻，只有一种地物是目标地物,图像的其余部分以目标地物的背景出现,此时判读者的注意力往往集中在目标地物上.判读者的知识和经验对目标地物的确认有一定的导向作用,因此,不同的解译者可能得出不同的结论.心理惯性对目标地物的识别有一定的影响.观察的时效性.正确辨认目标地物,需要一个最低限度的时间才能完成.,三、目视解译的认知过程,1、遥感图像知觉形成的客观条件:遥感图像存在颜色差异或色调的差异。并且这种差异能为判读者视觉所感受。遥感图像颜色差异或色调的差异达到一定程度时,目标地物就容易与背景产生对比，形成纹理和形状.遥感图像中，不同目标地物往往表现出不同的颜色或不同的色调，呈现出形状与纹理的差异。目视判读过程中，图形知觉的持续性取决于目标地物与背景的对比度。对比度高，地物目标的边界清晰，构成图像知觉稳定。反之，图形知觉易于消失。为了提高目视判读效果，人们经常使用图像增强技术来扩大地物之间的对比差异，以便于判读。,三、目视解译的认知过程,2、遥感图像的认知过程,遥感图像解译是一个复杂的认知过程，对一个目标的识别，往往需要经历几次反复判读才能得到正确结果。遥感图像的认知过程包括：自下向上的过程图像信息获取、特征提取、识别证据选取。自上向下的过程特征匹配、提出假设、图像辨识,遥感摄影像片的判读遥感扫描影象的判读微波影象的判读目视解译方法与基本步骤,第二节 遥感图像目视解译基础,拍照,负 片,遥感摄影成像流程图,（补充）,（补充）,一、遥感摄影像片的判读,1、遥感摄影像片的种类（1）可见光黑白全色像片（2）黑白红外像片（3）彩色像片（4）彩红外像片（5）多波段摄影像片,可见光黑白像片采用的胶片乳剂感光范围在0.360.72 m之间，它与人眼对光的敏感范围0.40.7m接近，像片上的明暗色调与人们日常熟悉的真实景物明暗色调近似，与真实景物相比，像片上反差稍低，加上黑白像片多为航空像片，具有高分辨率，像片上的各种目标地物与现象很容易为人们判读。,黑白红外像片采用的胶片乳剂对蓝色、紫色、红色和近红外光敏感。由于植被类型在近红外波段具有较高的光谱反射率，采用红色滤光片对红外像片胶片曝光后，可以增强目标地物与背景的反差，大大增加不同植被之间的反差。我们在黑白红外像片上看到的地物色调，与人们日常熟悉的真实景物不同，它的明暗色调是由地物在近红外波段反射率强弱所决定的。,彩色像片采用的胶片乳剂分别对蓝色、绿色和红色敏感，彩色胶片上记录的影像信息，经过显影洗印后获得的像片能够达到或接近天然彩色。它与人们日常熟悉的真实景物色彩非常相似，因此利用彩色像片解译要比黑白全色像片更加容易。采用航空彩色像片解译，可以提高判读精度，缩短解译时间，但是一些目标地物在可见光波段反差对比不明显，在彩色图像上则不易于判读。,彩红外像片的胶片乳剂分别对绿色、红色和近红外光敏感，经过显影洗印后获得的彩红外像片上各种地物颜色与人们日常熟悉的真实景物不同。原来的绿色地物被赋予蓝色，原来的红色地物被赋予绿色，反射红外线的地物被赋予红色。,多波段摄影像片，包括航空和航天两种类型，其基本成像原理是：把电磁波分成多个特定的波段，每个摄像镜头使用不同波段的滤光片和不同感光胶片，采用不同波段同步摄取同一区域的多种黑白像片，记录下目标地物在不同波段的特征。这种像片的优点是可以利用地物在不同波段具有不同的电磁波反射率和吸收率的特点，通过多波段黑白像片的比较来识别地物目标。它也可以选取同一地区三个波段像片进行组合，合成彩色图像来增强目标地物与背景之间的对比度。,一、遥感摄影像片的判读,2、遥感摄影像片特点与解译标志,（1）摄影像片的特点绝大部分为大中比例尺像片,各种人造地物的形状特征与图型结构清晰可辨；绝大部分采用中心投影，可以看到地物的顶部轮廓。依据摄影像片制作土地利用现状图时，需要对摄影像片进行正射纠正,（2）摄影像片的解译标志,解译标志又称判读标志，指能够反映和表现目标地物信息的遥感影像各种特征，这些特征能够帮助判读者识别遥感图像上目标地物或现象。解译标志分为直接判读标志和间接解译标志。,直接判读标志,形状：人造地物具有规则的几何外形和清晰的边界(如道路、楼房），自然地物具有不规则的外形和规则的边界（如山地、湖泊、沙丘）。大小：不知道比例尺时，可以比较两个物体的相对大小；已知比例尺，可直接算出地物的实际大小和分布规模。,阴影：本影：是地物未被太阳照射到的部分在像片上的构像。有助于获得地物的立体感。落影：是阳光直接照射物体时，物体投在地面上的影子在像片上的构像（可以显示物体的侧面形状）。色调与颜色：是地物波谱在像片上的表现（采用不同波段和使用不同感光胶片，其色调反映的意义不同）。在黑白像片上，据地物间色调的相对差异区分地物。在彩色像片上据地物不同颜色的差异或色彩深浅的差异来识别地物。,直接判读标志,纹理：通过色调或颜色变化表现的细纹或细小的图案。这种细纹或细小的图案在某一确定的图像区域中以一定的规律重复出现。可揭示地物的细部结构或内部细小的物体。（纹理特征与航空相片的比例尺有关，也与成像时太阳的高度角有关）图型：是目标地物以一定规律排列而成的图型结构。揭示了不同地物间的内在联系。是一个综合性的解译标志，由形状、大小、色调、纹理等影像特征组合而成。（人造地物往往具有某种特殊的图型，多个建筑物有序排列构成的街区，由教室、操场和跑道构成的学校。自然地物如水系也具有特定图型。如水系有树枝状、羽毛状和格网状等多种图型，它们综合反映了流域内地质构造和水文特征。）地物的图型揭示了不同地物之间的内在联系，也为解译者识别这些地物提供了依据。位置：指目标地物在空间分布的地点。目标地物的位置与它的环境密切相关，据此可以识别一些目标地物或现象。如农田与水渠之间的位置，根据农田与水渠的相对位置可以判断该农田为水浇地、水田或旱地。位置与相关地物的联系可以作为判断推理的依据之一，如一条道路在河一侧中断，又在河另一侧出现并延伸到远方，据此可以推测此处为徒涉场或渡口。,间接解译标志,指能够间接反映和表现地物信息的遥感图像的各种特征，借助它可推断与某地物属性相关的其他现象。目标地物与其相关指示特征：例如，像片上河流边滩、沙嘴和心滩的形态特征是确定河流流向的间接解译标志。像片上呈线状延伸的陡立三角面地形，是推断地质断层存在的间接标志。地物及与环境的关系：“植物是自然界的一面镜子”，可以根据有代表性的植物类型推断当地的生态环境，例如寒温带针叶林的存在说明该地区属于寒温带气候。目标地物与成像时间的关系：了解成像时间，有助于对目标地物的识别。例如，东部季风区夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，土壤含水量因此具有季节变化，河流与水库的水位也有季节变化。间接判读标志因地域和专业而异。建立和运用各种间接判读标志，一般需要有一定的专业知识和判读经验。熟悉和掌握遥感摄影像片特点与解译标志，对遥感摄影像片的判读大有帮助。,一、遥感摄影像片的判读,3、遥感摄影像片的判读方法,可见光黑白像片和黑白红外像片解译彩色像片与彩红外像片解译热红外像片的解译色调:地面温度的构像.形状:被探测地物与背景温度差异形成”热分布”形状.大小:地物的形状和热辐射特性影响影象的尺寸.阴影:目标地物与背景之间的辐射差异造成阴影,遥感摄影像片的判读方法,可见光黑白像片和黑白红外像片解译黑白红外像片上地物色调深浅的解释不同于可见光黑白像片。在可见光黑白像片上，茂密植被的颜色为暗灰色，但在黑白红外像片上为浅灰色，这是因为植物的叶子在近红外具有强烈反射的特点。各种植被类型或植物处在不同的生长阶段或受不同环境的影响，其近红外线反射强度不同，在黑白红外像片上表现的明暗程度也不同，根据像片色调差异可以区分出不同的植被类型。,遥感摄影像片的判读方法,可见光黑白像片和黑白红外像片解译物体在近红外波段的反射率高低决定了在黑白红外像片上影像色调的深浅，例如水体在近红外波段具有高的吸收率，很低的反射率，因此在黑白红外像片上呈现深灰色或灰黑色。同样是道路，水泥路面反射率高，影像色调浅，柏油路面反射率低，影像色调深。农田土壤含水量的多寡，可以通过影像色调的深浅反映出来，含水量多，影像色调呈现暗灰色，含水量少，影像色调呈现灰白色。由于大气散射、吸收对红外波段摄影影响小，雾、烟尘对红外波段影响也小，利用红外摄影进行土地资源调查、洪水灾害评估，军事侦察是十分有效的。,遥感摄影像片的判读方法,彩色像片与彩色红外像片解译遥感彩色像片基本反映了地物的天然色彩，地物类型间的细微差异可以通过色彩的变化表现出来，如清澈的水体呈现蓝绿色，而含有淤泥的水体为浅绿色。彩色像片上的丰富色彩提供了比可见光黑白像片更多的信息，其形状特征的识别类似于可见光黑白像片。利用彩色像片判读比可见光黑白像片更加容易，也可以获得更多的信息。,遥感摄影像片的判读方法,彩色像片与彩色红外像片解译 由于受到大气散射与吸收的影响，在航空摄影高度相同的条件下，彩色摄影信息损失量远大于彩红外摄影，并且随着航摄高度增加，其损失的信息量也在加大，因此航空遥感中广泛使用彩色红外摄影，彩红外像片可以应用在许多领域。例如，正常生长的植物在0.68 微米处附近反射率曲线有一段陡峭的上升，高反射率曲线落在近红外波段。在同一个生长季节中，正常生长的绿色植物在彩色红外像片上呈红色，受到虫害的植物，在植被的光谱特征上会有不同的反映。在虫害初期，人眼还看不出植被异常现象时，在彩色红外像片上却已显示出病变的色彩。彩红外像片上遭受病虫害的植物显现为暗红色，严重的甚至达到浅青色。,遥感摄影像片的判读方法,彩色像片与彩色红外像片解译彩色红外像片在识别伪装方面也有突出的功用。地球表面的各种地物，诸如土地、森林、农作物、房屋、道路、河流，它们在可见光与近红外波段都以自身的特性反射电磁波，因此它们具有不同的光谱特征。例如，采用绿色植物进行伪装的物体，其光谱特征与植被不同，在近红外像片上则呈紫红色，披盖绿色伪装物的目标地物在像片中呈蓝色，而正常的植被则呈现红色。因此，根据地物的光谱特征，容易区分出正常生长的植物和用植物伪装的目标地物。,遥感摄影像片的判读方法,彩色像片与彩色红外像片解译彩色红外像片判读时，应遵循的步骤：了解彩色红外摄影感光材料的特性和成像原理；熟悉各种地物在可见光和近红外光波段的反射光谱特性；建立地物的反射光谱特性与像片假彩色的对应关系；建立彩红外像片其他判读标志；遵循遥感解译步骤与方法对彩红外像片进行解译。,遥感摄影像片的判读方法,彩色像片与彩色红外像片解译 应注意：在彩色红外像片上，植物的叶子因反射红外线而呈现为红色。各种植被类型或植物处在不同的生长阶段或受不同环境的影响，其光谱特性不同，因而在彩色红外像片上红色的深浅程度不同。如生长正常的针叶林颜色为红色到品红色，枯萎的植被呈现暗红色，即将枯死的植被呈现青色。水体污染、泥沙和水深等因素都对像片上水体的颜色产生影响，例如富营养化的水体呈现棕褐色至暗红色，含有泥沙或淤泥的水体呈现青色至浅蓝色，清洁的浅水呈青蓝色，水体很深并且洁净时呈现深蓝到暗黑色。因此，必须根据地面实际调查建立各种地物的判读标志，在判读中要考虑环境等多种因素的影响。多波段摄影像片的判读类似于遥感扫描影像的判读。,遥感摄影像片的判读方法,热红外像片解译 地物具有反射、透射和发射电磁波的能力。在3.55.5微米和814微米热红外区间上，有两个重要的大气窗口，遥感器透过大气窗口可以探测地物表面发射的电磁波辐射，因此，热红外图像的成像原理不同于可见光和近红外像片。热红外像片记录了地物发射热红外线的强度。地物本身具有热辐射特性，各种地物热辐射强度不同，在像片上具有不同的色调和形状构像，这是识别热红外像片地物类型的重要标志。,遥感摄影像片的判读方法,热红外像片的直接解译标志色调：是地物亮度温度的构像。判读热红外像片时，关键是要细致区分影像色调的差异。影像的不同灰度表征了地物不同的辐射特征。影像正片上深色调代表地物热辐射能力弱，浅色调代表地物热辐射能力强。各种地物热辐射状况的不同，在影像上形成了深浅不同的色调，这是判别地物的基础。,遥感摄影像片的判读方法,热红外像片的直接解译标志形状与大小：热红外探测器检测到物体温度与背景温度存在差异时，就能在影像上构成物体的“热分布”形状。山区河流在白天拍摄的热红外像片上，呈现暗灰色调，这因为水体热容量大，增温慢，周围丘陵和山地增温快，成为一个热辐射区域。但对于夜间拍摄的山区河流，由于河水热容量大、散热慢，河流成为一个热辐射带，在热红外像片上为灰白色的飘带。由于河水表面热辐射特性基本相同，这个灰白色的飘带的形状基本反映了河流的形状特征。一般说来，物体的“热分布”形状不是它的真正形状（例如，高温目标的热扩散可导致物体形状扩大变形），除非物体表面热辐射能力处处相同。,遥感摄影像片的判读方法,白天,夜间,遥感摄影像片的判读方法,热红外像片的直接解译标志地物大小：地物的形状和热辐射特性影响物体在热红外像片上的尺寸。当高温物体与背景具有明显热辐射差异时，即使很小的物体，如正在运转的发动机、高温喷气管、较小的火源，都可以在热红外像片上表现出来。由于高温物体向外辐射热源，因此其在影像中的大小往往比实际尺寸要大。但地物与背景之间温差很小时，地物的大小不易辨识。,遥感摄影像片的判读方法,热红外像片的直接解译标志阴影：热红外影像上的阴影是目标地物与背景之间辐射差异造成的，可分为冷阴影和暖阴影两种。例如，在烈日下飞机停放在飞机场，飞机遮挡了阳光直射，飞机下面被遮挡的地面与阳光直射的停机场接收的太阳辐射不同，它们发射的热辐射强度也不同。当飞机发动机发动时，高温热气流冲出，在地面留下很强的热辐射。飞机起飞后对机场进行热红外摄影，可以在像片上看到飞机喷气尾流在地面形成的喷雾状白色调阴影（热阴影），以及飞机在地面上留下的黯黑色轮廓（冷阴影）。热红外像片上的军事目标阴影在军事侦察上是十分有价值的。,遥感摄影像片的判读,遥感摄影像片的判读方法,根据热红外影像解译标志，可以识别不同的地物。水体与道路：在白天热红外像片上，由于水体具有良好的传热性，一般呈暗色调。相比之下，道路在影像上呈浅灰色至白色，这因为构成道路的水泥、沥青等建筑材料，白天接受了大量太阳热能，又很快转换为热辐射的缘故。午夜以后获取的热红外像片，河流、湖泊等水体在影像上呈浅灰色至灰白色，而道路呈现暗黑色调，这因为水体热容量大，散热慢，而道路在夜间散热快。在无法知道热红外像片是在白天或夜间拍摄时，可以凭借水体与道路的色调和形状来判断。白天热红外像片中，道路呈现亮色调，并可以看到道路两侧比较平直，有时还可以看到道路上的车辆。夜晚热红外像片中，河流呈现亮色调，并可以看到水体具有不规则的弯曲边界。,遥感摄影像片的判读方法,树林与草地：白天的热红外影像上，树林呈暗灰至灰黑色。这是因为在白天，树叶表面存在水汽蒸腾，降低了树叶表面温度，使树叶的温度比裸露地面的温度低。夜晚，树木在热红外影像上多呈浅灰色调，有时呈灰白色，这是因为树林覆盖下的地面热辐射使树冠增温。草地在夜晚热红外像片上呈黑色调或暗灰色调，这是因为夜间草类很快地散发热量而冷却的缘故。,遥感摄影像片的判读方法,土壤：热红外影像上土壤含水量不同，其色调也不同。在午夜后拍摄的热红外影像中，土壤含水量高，呈现灰色或灰白色调，土壤含水量低呈现暗灰色或深灰色，这因为水体的热容量大，在夜间热红外辐射也强。,遥感摄影像片的判读方法,据有关研究，夜间的热红外航空像片比白天的解译效果要好，黎明前的热红外像片效果最佳，这因为夜间不受太阳辐射的干扰，热红外像片上色调差异主要取决于地物的温度和辐射热红外线的能力。应当指出，天气状况对自然地物色调特征会造成一定影响。例如，连续的阴天，使得地物之间温差大大减小，不同地物的差异难以在热红外影像上反映出来。大风会使物体表面热量散失，温度下降，地物色调特征不明显，或产生地物热影像位移等现象。相比之下，具有人工热源的人造地物，例如海洋上行驶的客轮，受气象条件的影响较小，其热成像比较稳定。目前，一些地球卫星也提供热红外遥感影像，其判读方法类似热红外航空像片，但影像分辨率低于热红外航空像片。,二、遥感扫描影像的判读,1、常见遥感扫描影像的主要特点及其应用,MSS影象：不同卫星上的波段对比;MSS各波段应用范围。TM影象：TM影象与MSS影象的对比(光谱分辨率、辐射分辨率、空间分辨率）波段设置主要应用SPOT影象：产品形式:(1A/1B/2/3)主要应用：1绿、2红、3近红外、4短波红外。SPOT卫星的主要任务是监测自然资源分布，特别是监测农业、林业和矿产资源，观测植被生长状态与农田含水量等项，对农作物进行估产，了解城市建设与城市土地利用状况等其他遥感影象:,二、遥感扫描影像的判读,2、遥感扫描影像特征与解译方法,遥感扫描影像特征 1）宏观综合概括性强：空间分辨率越低，对地面景观概括性越强，对景物细节的表现力越差。2）信息量丰富：遥感扫描影像采用多波段记录地物的电磁波信息，每个波段都提供了丰富的信息。3）动态观测：资源卫星进入太空，就一刻不停地绕地球运转，以一定周期重复扫描地球表面，并及时向地面发送最新所获扫描影像。利用其遥感影像，可以对同地区感兴趣的目标地物进行动态监测，了解它们的变化。例如，利用TM图像监测郊区土地利用的变化，可了解城市化发展对郊区农用土地资源的影响。,二、遥感扫描影像的判读,2、遥感扫描影像特征与解译方法,遥感影像主要解译方法1）先图外后图内：先了解影像图框外提供的各种信息。即：图像覆盖的区域及其所处的地理位置；影像比例尺；影像重叠符号；影像注记；影像灰阶。了解图外相关信息后，再对影像进行判读。2）先整体后局部：先整体观察，综合分析目标地物与周围环境的关系。3）勤对比，多分析：多个波段对比；不同时相对比；不同地物对比。,二、遥感扫描影像的判读,主要解译方法 遥感影像解译标志在许多方面与航空摄影像片类似，不重复介绍。由于卫星遥感影像一般比航空摄影像片比例尺要小，色调和颜色在遥感影像中具有主要作用，因此扫描影像解译，要重视色调和颜色解译标志的运用。在运用色调和颜色解译标志对遥感影像解译过程中，应该注意一些影像解译标志往往带有区域性和条件性。影像色调、颜色、阴影、图型、纹理等解译标志也会因影像所在的区域、成像季节和环境条件的改变而变化，因此要根据具体情况，结合其他解译标志，如空间位置、形状等进行综合分析，可以借鉴前人的解译标志和解译经验，但不能生搬硬套，以免造成判读的错误。,遥感扫描影像的判读,主要解译方法 根据目视判读实践，一般认为卫星影像解译比航空像片解译难度更大，因此，熟悉地物在不同波段的光谱特性，了解地物在不同空间分辨率影像上的表现，以及在不同假彩色合成影像的表现，熟练掌握扫描影像解译标志与解译方法，对于提高目视解译水平是很有帮助的。,三、微波影像的判读,1、微波影像的特点 侧视雷达采用非中心投影方式（斜距型）成像，与摄像机中心投影方式完全不同。微波影像中的分辨率是由成像雷达的斜距分辨率和方位向分辨率决定的，它们分别由脉冲的延迟时间和波束宽度来控制的。不同于摄影成像和扫描成像的分辨率。比例尺在横向上产生畸变。距离雷达航迹愈远，比例尺愈小。地形起伏位移。,三、微波影像的判读,2、微波影像的应用范围海洋环境调查。（海冰、石油污染、浅海地形地貌及水深、海浪）地质制图和非金属矿产资源调查。雷达影像上断层和断裂带等线性构造明显，可以制作大面积小比例尺地质图，由于雷达对地表具有一定穿透能力，可识别埋藏在浅层地表的泥炭、煤等非金属矿产资源。洪水动态监测与评估。地貌研究与地图测绘。SAR能够以很高的分辨力提供详细的地面测绘资料和地形影像，它可以应用于地貌研究。为了获取地表三维信息，近年来干涉合成孔径雷达正逐步在地形测量中得到应用，利用雷达的干涉技术来获取目标地物的高度信息，经过数据处理，干涉雷达数据可以形成高分辨率的三维图像军事侦察。合成孔径雷达SAR采用侧视雷达成像，可以不直接飞越某一国家而能从边境另一侧对该国进行军事侦察。,三、微波影像的判读,3、影像解译标志及地物影像特征,（1）色调：雷达回波强度在微波影像上的表现。（2）阴影：微波影像上出现的无回波区。地形起伏是主要原因之一（3）形状：目标地物轮廓或外形的雷达回波在微波影像上的构像。自然地物外形不规则（如冲积扇、河漫滩、火山锥、褶皱、断层等），人造地物外形规则。（4）纹理：微波影像上的周期性 或随机性的色调变化。微细纹理：大多数雷达系统固有的一种影像特征 中等纹理：其组成与植物群落内的结构、个体的空间分布有关。大纹理：地形结构特征，它的排列是地质地貌解译的关键要素。（5）图型：是某一群体各个要素在空间排列组合的形状。图型因土壤、植被、地表温度状况以及地貌要素形状的差异而有所不同。,三、微波影像的判读,3、影像解译标志及地物影像特征 在具体运用微波影像解译标志时，应了解雷达波长、极化方式等，结合微波成像原理进行分析。例如，雷达波长直接影响到目标地物表面粗糙度的度量与它的复介电常数。,三、微波影像的判读,4、微波影像的判读,（1）微波与目标地物相互作用规律。粗糙度：同一地物表面起伏高差，在不同波段上有着不同的地面粗糙度。例如，假设地物表面起伏高差0.5 cm，在Ka波段微波影像上为粗糙；在X波段上为中间类型；在L波段则为平滑类型。因此，不同雷达波长下，同一目标地物的雷达影像不一样。在微波影像解译之前，要了解微波影像的成像波段及成像参数。当雷达波长固定时，目标地物表面的粗糙程度与雷达回波的强度具有以下对应关系：目标地物表面粗糙，后向散射强，微波影像呈现灰白或浅色调；当目标地物表面粗糙度为中等时，后向散射变弱，微波影像呈现暗灰色调；当地物表面为平滑表面时，后向散射很弱，微波影像呈现暗黑色调，。微波影像能很好地显示地表的粗糙度。随着地面由平滑表面向粗糙表面过渡，后向反射逐渐增强，微波影像上的色调则逐渐由深变浅。,三、微波影像的判读,（1）微波与目标地物相互作用规律。目标地物几何特征对微波影像的构像具有重要影响。人造目标地物一般具有规则的几何特征，它们在微波影像上的构像随着成像雷达视向的变化而不同。例如，当雷达视向与建筑物的墙面呈一合适方向时，呈现为L形状的强回波。当雷达视向与建筑物的墙面呈另一方向时，回波很弱，目标影像几乎丢失。这种现象在城市建筑群微波成像中比较典型，平行于航线的街道，在影像上呈现一条条明亮清晰的平行线，而垂直于航线的街道在影像上几乎没有任何表现。自然目标地物一般具有不规则的几何特征，地形的高低起伏会改变雷达波束入射角，这对微波成像具有重要影响。对于平坦地形，入射角将保持为常数，当地形坡度沿途改变时，存在两种情况；（1）当地形坡向面向雷达时，有效入射角随坡度角增大而减小，此时回波增强；（2）当地形坡向背向雷达时，有效入射角随坡度角增大而增大，此时回波减弱。,4、微波影像的判读,三、微波影像的判读,（1）微波与目标地物相互作用规律。阴影给微波带来很强的反差和立体感。复介电常数是描述物体表面电性能的。电导率大的物体散射率也大，在微波影像上为明晰的浅色调影像。电导率小的物体，散射率也小，微波影像上呈深色调。例如土壤含水量大，导电性能好，复介电常数大，其后向散射率也大，在微波影像上，水田呈浅淡色调，旱田呈深灰或暗色调就是这个道理。许多目标地物影像的色调灰度是相对稳定的，如高大光滑表面的建筑物和钢结构的桥梁，后向散射强，一般都是呈现强回波,4、微波影像的判读,三、微波影像的判读,（2）微波影像的判读方法,4、微波影像的判读,采用由已知到未知的方法；利用有关资料熟悉解译区域，有条件时可以拿微波影像到实地去调查，从宏观特征入手，对需要判读的内容，可以把微波影像与专题图结合起来，反复对比目标地物的影像特征，建立地物解译标志，在此基础上完成对微波影像的解译。,三、微波影像的判读,（2）微波影像的判读方法对微波影像进行投影纠正；可与TM或SPOT等影像进行信息复合，构成假彩色图像，利用TM或SPOT等影像增加辅助解译信息，进行微波影像解译。对微波影响进行立体观察:利用同一航高的侧视雷达在同一侧对同一地区两次成像，或者利用不同航高的侧视雷达在同一侧对同一地区两次成像，获得可产生视差的影像，对微波影像进行立体观察，获取不同地形或高差，或对其他目标地物进行解译。,四、目视解译方法,目视解译方法 遥感影像目视解译方法是指根据遥感影像目视解译标志和解译经验，识别目标地物的办法与技巧。常用的方法有以下几种：直接判读法:使用的直接判读标志有色调、色彩、大小、形状、阴影、纹理、图案等。对比分析法:同类地物对比分析、空间对比分析、时相动态对比法。信息复合法:利用透明专题图或透明地形图与遥感图像复合，根据专题图或者地形图提供的多种辅助信息，识别遥感图像上目标地物的方法。综合推理法:综合考虑遥感图像多种解译特征，结合生活常识，分析、推断某种目标地物的方法。地理相关分析法:根据地理环境中各种地理要素之间的相互依存，相互制约的关系，借助专业知识，分析推断某种地理要素性质、类型、状况与分布的方法。,四、目视解译方法,(同类地物对比、空间对比、时相动态对比）,五、遥感图像目视解译步骤,目视解译准备工作阶段 明确解译任务与要求；收集与分析有关资料；选择合适波段与恰当时相的遥感影像。,初步解译与判读区的野外考察初步解译的主要任务是掌握解译区域特点，确立典型解译样区，建立目视解译标志，探索解译方法，为全面解译奠定基础。野外考察：填写各种地物的判度标志登记表，以作为建立地区性的判度标志的依据。在此基础上，制定出影像判度的专题分类系统，建立遥感影像解译标志。,某-地区土地利用类型解译标志,（TM4、5、3彩色合成图像）,1)旱地：深紫红色，色调不均，形状不规则，没有明显的沟壑；2)水浇地：粉红色，条块分明，大面积呈网格状；3)水田：蓝紫色，8月份已收割，但可见水网交错，边界清晰，规则块状；4)菜地：小块杂红色，各小块内色调均匀，形状较规则，整体比较破碎；5)草地：多为杂红色（介于水浇地和林地之间），内部色调不均，形状不规则；6)园地：深红色，内部色调较均匀，形状较规则；7)林地：深红-暗红色，色调较均匀，主要分布在丘陵、山地；8)城镇：蓝绿色，内部色调不均，轮廓较明显，呈较规则片状分布；9)乡村：灰蓝色，分布零散，形状不规则；10)河流：浅蓝色宽窄不一，色调不均，河曲状；11)湖泊：从蓝-深蓝色，边界清晰，形状不规则；12）盐碱地：白-灰白夹黄斑纹，内部色调较均，边界不明显，形状不规则。,杭州地区遥感影像解译标志,（TM 432、1984.8.4）,五、遥感图像目视解译步骤,室内详细判度统筹规划、分区判度，由表及里、循序渐进，去伪存真、静心解译。,野外验证与补判野外验证包括：检验专题解译中图斑的内容是否正确;检验解译标志.疑难问题的补判：对室内判读中遗留的疑难问题的再次解译。,五、遥感图像目视解译步骤,目视解译成果的转绘与制图一种是手工转绘成图；一种是在精确几何基础的地理地图上采用转绘仪进行转绘成图。,第三节 遥感制图,遥感影像地图概念：遥感影像地图是一种以遥感影像和一定的地图符号来表现制图对象地理空间分布和环境状况的地图。按照内容分为普通遥感影像地图与专题遥感影像地图。按照传感器不同，分为航空摄影影象地图.扫描影象地图和雷达影象地图.,第三节 遥感制图,遥感影像地图遥感影像地图的特点丰富的信息量直观形象性具有一定的数学基础现势性强遥感影像地图的发展趋势电子影像地图多媒体影像地图：直观、形象的影像信息再配以生动的声音解说等。立体全息影像地图：是利用从不同角度摄影获取的区域重叠的两张影像，构成像对。,第三节 遥感制图,常规制作遥感影像图,影像地图的设计遥感影像的选择、处理和识别地理基础底图的选取:一般选地形图作为地理基础底图。影像几何纠正制作线划注记版遥感影象地图的制印,三、计算机辅助遥感制图,计算机辅助制图是在计算机系统支持下，根据地图制图原理，应用数字图像处理技术和数字地图编辑加工技术，实现遥感影像地图制作和成果表现的技术方法。,1、遥感影像信息选取与数字化,选取合适时相、恰当波段与指定地区的遥感图像。对航空像片与影像胶片需要数字化。,三、计算机辅助遥感制图,2、地理基础底图的选取与数字化,底图数字化前的准备工作：图面质量检查：地图变形情况、图面的清晰程度；按类别进行分要素标描，以免漏掉要素。多幅相邻底图内容检查：成图时相、内 容等；图面要素分类编码。底图数字化。,3、遥感影像几何纠正与图像处理,几何纠正的同名点应尽量选取永久性地物（道路交叉点、大桥、水坝等）；图像处理的目的是消除影像噪音、去云、增强专题信息。,三、计算机辅助遥感制图,4、遥感影像镶嵌与地理基础底图拼接,遥感影像镶嵌原则 镶嵌的影像投影相同、比例尺相同，有足够的重叠区域；图像的时相保持一致 多幅图像镶嵌时，以中间一幅为 准进行几何拼接和灰度平衡；有必要时应进行局部区域二次几何纠正和灰度调整；镶嵌后的影像应是一幅信息完整、比例尺统一和灰度一致的图像