遥感第5章-遥感图像目视解译与制.ppt
第五章 遥感图像目视解译与制图,1 遥感图像目视解译原理 2 遥感图像目视解译基础 3 遥感制图,5.1 遥感图像目视解译原理,遥感图像中目标地物的特征是地物电磁波的辐射差异在遥感影像上的反映。依据遥感图像上的地物特征，识别地物类型、性质、空间位置、形状、大小等属性的过程叫信息提取。信息提取的方法有：目视判读法(目前常用的方法)：是人们运用丰富的专业背景知识，通过肉眼观察，经过综合分析、逻辑推理、验证检查提取和解译出目标地物的综合信息的过程。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，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。计算机分类法：有监督分类、非监督分类、模式识别、神经网络分类、分形分类、模糊分类、人工智能等数据挖掘技术方法。,目标地物特征：色：目标地物的颜色、色调、阴影。形：形状、大小、图形、纹理（局部地域范围内的图形结构）位：目标地物分布的空间位置与相关布局。目标地物的识别特征：色调：视觉可识别的灰度（亮度）差异。是地物电磁辐射能量在影像上的模拟记录，在黑白像片上表现为不同的明暗程度灰度；在彩色影像上表现为不同的颜色色彩。颜色（色彩）：地物表面颜色，各种颜色在可见光波段（或传感器各个波段的亮度特征）。形状：地物顶部（或投影）的几何形态，如水系形态。大小：目标地物的形状、投影面积及体积的度量。,5.1 遥感图像目视解译原理,目标地物的识别特征：阴影：可以形成视觉上的立体感。阴影分为本影和落影。在中心投影的影像上，受方位和距离的影响。纹理：局部地域的内部结构。如：菜地的畦垅结构、不同树种的顶冠结构、居民小区的建筑分布结构等。空间位置：地物分布的位置特征，如：梯田在较缓的山坡上。相关布局：不同地物空间分布的内在联系。如：水库必定有一个拦水的坝体；体育场通常有400米跑道；学校应该有运动场；大型商业中心一般在城市主干交通线两侧或城市中心区；新开发区一般位于城市边缘地带等。目视解译的生理与心理基础、认知过程：自行阅读,5.1 遥感图像目视解译原理,相关布局（地物与环境的关系）,5.2.1 目视解译标志 直接判读标志：指能够直接反映和表现目标地物信息的遥感图像的各种特征。如:色调与色彩（颜色）;形状;大小;阴影;纹理;图型、相对位置。间接判读标志：指能够间接反映和表现目标地物信息的遥感图像的各种特征，借助它可以推断与某地物属性相关的其他现象。如:目标地物与其相关指示特性、地物与环境的关系、目标地物与成像时间的关系。直接和间接解译标志是相对的，有时一个解译标志对甲物体是直接解译标志，对乙物体是间接解译标志。间接解译标志因地域和专业而异。,5.2 遥感图像目视解译基础,5.2.2 目视解译方法 直接判读法：依据判读标志直接识别地物属性。如赛马场,水体对比分析法：与该地区已知的资料或与实地对比，或通过对遥感图像不同波段、不同时相的对比分析，从已知到未知的推断过程来识别地物属性，如：树种的解译。例图信息复合法：依据辅助资料，结合解译标志做出推断，如：依据植被类型图结合像片的色调、纹理特征做出解译。综合推理法：依据已有知识，经过分析、比较、综合而做出的推断，如：教学楼（办公楼）与居民楼；铁路与公路的解译。由植被类型可推断出土壤的类型，根据建筑密度可判断人口规模等。地理相关分析法：依据地学知识和地学基本规律做出的推断、解译，如：利用植被的垂直分带性和水平分带性，对植被类型的解译等。,5.2 遥感图像目视解译基础,BACK,BACK,花都3千比例尺航片,5.2.3 遥感图像目视解译的物理基础 电磁辐射规律、电磁波谱及常用的电磁波段（回顾）几种典型地物的反射光谱特征：植被、土壤、水体、岩石常见的卫星平台上的传感器的波谱设置和光谱效应：气象卫星系列：NOAA系列和中国FY系列 陆地卫星系列：（重点）Landsat系列：MSS、TM、ETM传感器 SPOT系列：HRV、HRG、HRS传感器 CBERS系列：CCD、IR-MSS、WF1传感器 IKONOS系列：4m多光谱和1m全色，共5个波段 QuickBird系列：2.442.7m多光谱，0.61m全色，共5个波段 海洋卫星系列：RadarSat系列（微波传感器）,5.2 遥感图像目视解译基础,5.2.4 摄影像片的解译判读 航空像片一般用摄影的方法获得，航高在10km以内的对流层。航空摄影像片的比例尺大、分辨率高，常用直接判读法和对比分析法。一般依据航片上地物的形状和色彩就可判读地物属性。航空像片主要应用在城市遥感中。航片判读：根据像片上反映的地物影像识别地物的性质和数量特征，并研究其分布和发生发展的规律。判读之前要熟悉地物的光谱特性。不同类型的遥感摄影像片，其解译方法有所不同（参考教材）。,5.2 遥感图像目视解译基础,5.2.4 摄影像片的解译判读 一、居民地和道路的判读城市居民地的判读特点：房屋稠密，面积较大，建筑物排列整齐，能判读建筑物的形状、高度和周边环境。农村居民地的判读特点：小而分散，有农田包围，能判读居民地的外形和面积及通向居民地的道路。道路的判读特点：道路一般都呈线状分布，铁路在航片上一般为深灰色调，转弯较平滑均匀。沿线有停车站、水塔等附属建筑，与其它道路相交时，一般为垂直交叉。公路转弯较急，曲率半径小，与乡村大路相交不一定成直角。公路因路面材料不同在影像上的色调从浅灰到深灰，差别很大。乡村道路的影像多为浅灰色或白色的线条，宽窄不一，边缘往往不清晰。,5.2 遥感图像目视解译基础,5.2.4 摄影像片的解译判读 二、水体的判读 水体判读主要依据影像的色调和形状特征。它与水体深浅、混浊程度、水面悬浮物以及拍摄瞬间的光照条件有关。河流判读：界线明显、弯曲自然、宽窄不一的条带状。能判读流向、河宽、流速、桥梁、码头等附属物。湖泊的判读：轮廓明显的形状，湖岸线呈自然弯曲的闭合曲线。能判读其形状大小和面积。但当湖泊中生有水草和其它植物时，边界一般变得模糊，色调也较紊乱。海域的判读：能清晰地判读出海岸线、潮侵地带、高潮、低潮位置。人工池塘、沟渠的判读：一般形状规整、面积较小。,5.2 遥感图像目视解译基础,5.2.4 摄影像片的解译判读 三、植被的判读判读标志为：形状、色调/色彩和纹理结构。纹理结构：地物的性质不同，纹理结构也不同，以此来判读地物群体的性质。在进行判读时，植被的物候特征、树种的立地条件和所使用的像片的比例尺不同判读标志的作用也不同。植被判读主要以判定植被群落的性状，以及它们的分布规律为主。,5.2 遥感图像目视解译基础,5.2.4 摄影像片的解译判读 四、土壤的判读判读标志为：色调/色彩和纹理结构（图案）。土壤判读主要根据航片上所反映出的影像特征，确定各种土壤类型、性状和分布范围。在像片上直接判读土壤是比较困难的，因为土壤没有一定的几何形状，且往往被植被覆盖。所以，在进行土壤判读时，要全面分析影像特征，在充分利用色调和图案两个主要判读标志情况下，运用逻辑推理法进行综合分析，相互验证，才能取得较好的判读效果。,5.2 遥感图像目视解译基础,5.2.4 摄影像片的解译判读 五、地质地貌的判读判读标志为：主要是图型、色调和阴影等。地貌影像的图型包括平面轮廓及图案以及地表高低起伏的特征。色调和阴影则可以帮助观察分析各种地貌形态，获得地貌的侧面影像及其物质组成方面的信息。水系在地貌判读中的作用巨大，各种不同的水系往往与不同的地质构造、岩石类型、地貌类型有关，可以为地貌判读提供依据。利用航片能判读地貌的类型、形态。如流水地貌、冰川地貌、风沙地貌、黄土地貌、火山地貌等。从航片上也可识别各种岩性及其分布，以及地质构造情况。,5.2 遥感图像目视解译基础,5.2.5 遥感扫描影像的解译判读 卫星遥感以多波段为主，判读前先进行彩色增强处理，提高目视判读的分辨率。高分辨率的卫星遥感图像彩色合成后，与航空像片的判读方法类似。如IKONOS，QuickBird。光谱特性：由于地物组成成分、结构、理化性质的差异，导致不同的地物对电磁波的反射存在着差异，并且致使地物的热辐射性质也不完全相同。同一地物在不同的波谱段，其反射的电磁波与热辐射也有差异。反映在图像上为：相同地物在不同波谱段图像上色调会不同。这叫做地物的光谱效应。判读之前要熟悉地物的光谱特性。,5.2 遥感图像目视解译基础,5.2.5 遥感扫描影像的解译判读 遥感扫描影像特征 宏观综合概括性强信息量丰富动态观测等特征 遥感扫描影像主要解译标志和方法遥感扫描影像解译标志在许多方面与摄影像片类似。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。要知道影像的背景信息：如是什么投影，哪个传感器的，哪个波段的，哪个区域和时相的等？同一地物在不同波段图像上可能会呈现不同色调，组合可以有不同的颜色。判读方法主要是对比分析和地物纹理特征。（具体见教材P161162）,5.2 遥感图像目视解译基础,5.2.5 遥感扫描影像的解译判读一、水体判读水体在卫星图像上要较其他地物容易判读。尤其在近红外波段的影像上，由于水体对近红外的强烈吸收，水体色调均匀且深，一般呈浅黑或黑色调,与周围地物的界限很清楚。湖、河、海以其外部形态，很容易区别。水中的泥沙含量等状况，在可见光短波影像上有显示。一般水浅或含沙量大的色调浅。水体明显易判的特点，常作为其他地物定点定位的标志。,5.2 遥感图像目视解译基础,水体目视判读海、河流、湖泊、水库、鱼塘,5.2.5 遥感扫描影像的解译判读二、植被和土壤的判读卫星图像上，植被是群体的特征，不能反映个体的形态，只能判读出植被的类型、生长状况、分布范围。植被类型的判读要依据纹理结构和色调，并要有该地植物群落组成和植被分类图等资料，要经过实地调查和验证。植被的判读一般要用多波段合成的图像，如标准假彩色合成图像。在该图像上植被为红色。卫星图像土壤判读时往往只能获得周围环境和有关成土因素的图像特征。所以，以应用土壤学原理进行逻辑推理判读为主。,5.2 遥感图像目视解译基础,春季植被图像3个波段,秋季植被图象,森林植物分布图,土壤在TM图象上一般呈灰白色,沙 地,5.2.5 遥感扫描影像的解译判读三、城镇与道路的判读城镇的光谱是建筑物和水泥下垫面的综合反映，与周围环境的反差较大，能判读出城镇的外形和面积。城镇的内部结构的判读，取决于图像的分辨率。道路呈长条状，故提高了分辨率，一般能判读出形态和长度，区分道路的等级。,5.2 遥感图像目视解译基础,QuickBird 影像图,Spot10米全色与TM30米多光谱融合卫星影像,5.2.5 遥感扫描影像的解译判读四、地质地貌的判读地貌在卫星图像判读时是较为直观的要素。卫星图像的比例尺小，能反映大的地貌形态特征，如平原、山地、丘陵。能判读主要的地貌类型及范围，如风沙地貌、黄土地貌、冰川地貌、火山地貌、流水地貌等。卫星图像地质判读包括岩性和地质构造判读。地质构造判读一般效果较好；而岩性判读，由于影响因素较多，判读的难度较大。,5.2 遥感图像目视解译基础,5.2.5 遥感扫描影像的解译判读五、土地覆盖与土地利用的判读土地覆盖与土地利用的含义大同小异。图像反映出来的是地表覆盖状况，该状况的类型根据土地分类标准而定。我国土地分类：一级大类统一，二级各地确定。一级类型：耕地林地草地园地居住用地工矿用地交通用地水域特殊用地难利用地。,5.2 遥感图像目视解译基础,5.2.6 微波影像的判读 雷达遥感的信息特征（看书p163170）(1)雷达影像的色调差异主要取决于回波的强弱(2)一般来说,距离近的物体回波强,距离远的物体回波较弱(3)金属物体往往都有较强的回波(4)平行于航向的物体回波较强(5)受地形起伏的影响,雷达波不能到达之处,形成雷达阴影(6)受天线角度影响,地面镜面目标无回波(7)在雷达影像上,线状地物一般比较清晰(8)雷达影像的立体感较强,5.2 遥感图像目视解译基础,多波段、多极化雷达影象,中国昆仑山地区多波段、多极化雷达影象,
