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1、第五章第五章 遥感图像目视解译与制图遥感图像目视解译与制图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。信息提取: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。信息提取的方法有：目视判读法：是目前常用的方法。计算机分类法 指专业人员通过直接观察或借助判读仪器在遥感图像上获取特定目标地物信息的过程。常用的计算机分类法：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。第五章第五章 遥感图像目视解译与制图遥感图像目视解译与制图第一节 遥感图像目视解译原理第二节 遥感图像目视解译基础第三节 遥感制图5
2、.15.1遥感图像目视解译原理遥感图像目视解译原理 目标地物特征是地物电磁辐射差异在遥感图像上的典型反映。按表现形式可概括为“色、形、位”三大类：目标地物特征目标地物特征色色n色调色调/色彩色彩/灰度：灰度：识别目标地物的基本依据，如：干燥/潮湿的砂砾；阔叶林针叶林。n颜色：颜色：彩色遥感图像中，分为真彩色图像和假彩色图像。波段合成+颜色赋值色调和颜色反映了遥感影像的物理性质，是地物电磁波谱能量的纪录。n阴影：阴影：可判读地物的性质或高度，但也遮挡部分地物信息。阴影是地物三维空间特征在影像色调上的反映。不同遥感影像中阴影的解译时不同的。例如：侧视雷达：雷达波束；热红外：温度差异。NEXTNEX
3、T目标地物特征目标地物特征形形n形状：形状：是目视判读最直观的标志。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。n纹理：纹理：即组合图案，也叫内部结构，是某种地物类型有规律的重复出现。如农田、森林区别地物属性。n大小：大小：根据地物间的相对大小，区分地物。n图型：图型：目标物有规律排列而成的图形结构。NEXTNEXT目标地物特征目标地物特征位位n空间位置：空间位置：地理位置和相对位置。地理经纬度 温度带；水田 沟渠。n相关布局：相关布局：多个目标地物之间的空间配置关系。例如：学校教室与运动操场；货运码头与货物存储堆放区。地面各种目标地物在遥感图
4、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。目视解译的认知过程目视解译的认知过程n遥感图像的认知过程：遥感图像的认知过程：反复判读反复判读（1）自下而上的过程）自下而上的过程信息获取信息获取 特征提取特征提取 识别证据积累识别证据积累（2）自上而下）自上而下 的过程的过程特征匹配特征匹配 提出假设提出假设 目标辨识目标辨识返回返回返回返回一、遥感摄影像片的判读一、遥感摄影像片的判读1、遥感摄影像片的种类、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）彩红外像片绿色 蓝
5、色;红色 绿色;近红外 红色.（5）多波段摄影像片 与真实地物明暗色调近似，且多为航空像片，具有高分辨率等特点。对蓝、紫、红和近红外光敏感，我们看到像片的明暗色调由地物在近红外波段反射率强弱所决定。一、遥感摄影像片的判读一、遥感摄影像片的判读2、摄影像片的特点与解译标志、摄影像片的特点与解译标志（1）摄影像片的特点解译航空像片需要利用熟悉的区域和熟悉的地物类型进行练习，掌握认识目标物顶部形态的技巧。（2）摄影像片的解译标志 直接判读标志：间接判读标志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。又称判读标志，指能够反映和表现目
6、标地物信息又称判读标志，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遥感图像上目标地物或现象。指能够直接反映和表现目标地物信息的遥感影像的各种特征，它包括遥感摄影像片上目标地物的大小、形状、阴影、色调、纹理、图型和位置及与周围的关系等。n色调与颜色：色调与颜色：茂密的植被在黑白红外像片上为浅白色，在可见光黑白全色像片中尉灰暗色调。n阴影阴影n本影：地物未被阳光直接照射到的部分的构像。n落影：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。直接解译标志直接解译标志指能够间接反映和表现地物信
7、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。n目标地物与其相关指示特征n地物及与环境的关系n目标地物与成像时间的关系由于判读的结果需要依据判读人员的经验和知识，所以判读熟练程度的不同，会在判读结果上产生差异。因此，为减少由判读人员造成的判读误差，通常要预先建立好判读标志。间接解译标志间接解译标志3、遥感摄影像片的判读方法、遥感摄影像片的判读方法n可见光黑白像片和黑白红外像片解译n主要标志：形状与色调n彩色像片与彩色红外像片解译n热红外像片的解译（1）热红外成像原理：用遥感手段感应地面物体发射辐射能的差异。（2）热红外遥感的波段选择 3-5微米和8-14微米一、遥感摄影像片的
8、判读一、遥感摄影像片的判读n色调:主要取决于地物的温度和辐射热红外线的能力。n形状:被探测地物与背景温度差异形成”热分布”形状；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。n大小:地物的形状和热辐射特性影响影象的尺寸。n阴影:目标地物与背景之间的辐射差异造成阴影。研究表明，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。热红外像片判读热红外像片判读热红外影像上的阴影可分为冷阴影和暖阴影两种，其中，冷阴影是阴影的温度较其背景低所致，而热阴影则是阴影的温度较其背景高产生的。返回返回返回返回1 1 1 1、常见遥感扫描影像的主要特点及其应用、常见遥感扫描
9、影像的主要特点及其应用、常见遥感扫描影像的主要特点及其应用、常见遥感扫描影像的主要特点及其应用二、二、遥感扫描影像的判读遥感扫描影像的判读nMSSMSS影象：影象：不同卫星上的波段对比不同卫星上的波段对比;MSS MSS各波段应用范围各波段应用范围(重点重点)。nTMTM影象：影象：TM TM影象与影象与MSSMSS影象的对比影象的对比 波段设置波段设置 主要应用主要应用nSPOTSPOT影象：影象：产品形式产品形式 主要应用主要应用1 1绿、绿、2 2红、红、3 3近红外、近红外、4 4短波红外。短波红外。n其他遥感影象其他遥感影象:2 2、遥感扫描影像特征与解译方法、遥感扫描影像特征与解译
10、方法二、二、遥感扫描影像的判读遥感扫描影像的判读遥感扫描影像特征 1 1）宏观综合概括性强）宏观综合概括性强：空间分辨率越低，对地面景：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。观概括性越强，对景物细节的表现力越差。2 2）信息量丰富）信息量丰富：遥感扫描影像采用多波段记录地物：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。的电磁波信息，每个波段都提供了丰富的信息。3 3）动态观测）动态观测：资源卫星进入太空，就一刻不停地绕：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，并及时向地地球运转，以一定周期重复扫描地球表面，并及时
11、向地面发送最新所获扫描影像。面发送最新所获扫描影像。2 2、遥感扫描影像特征与解译方法、遥感扫描影像特征与解译方法二、二、遥感扫描影像的判读遥感扫描影像的判读遥感影像主要解译方法 1 1）先图外后图内）先图外后图内：先了解影像图框外提供的：先了解影像图框外提供的各种信息。各种信息。2 2）先整体后局部）先整体后局部：先整体观察，综合分析目：先整体观察，综合分析目标地物与周围环境的关系。标地物与周围环境的关系。3 3）勤对比，多分析）勤对比，多分析：多个波段对比；不同时：多个波段对比；不同时相对比；不同地物对比。相对比；不同地物对比。MSS的波谱段n nMSS4：0.50.6m，对水体有一定的透
12、视能力，对水体有一定的透视能力，能判读出水下地形。能判读出水下地形。n nMSS5：0.60.7m，对水体有一定的透视能力，对水体有一定的透视能力，对海水中的泥沙流、河流中的悬浮物有明显的反对海水中的泥沙流、河流中的悬浮物有明显的反映；能区分死树和活树，活树色调较深。映；能区分死树和活树，活树色调较深。n nMSS6：0.70.8m，水体为暗色，对地物的湿度，水体为暗色，对地物的湿度有明显反映；能反映植物的健康状况。有明显反映；能反映植物的健康状况。n nMSS7：0.81.1m，与，与MSS6相似，但水体更黑，相似，但水体更黑，湿地色调更黑；能明显区分植物的健康状况。湿地色调更黑；能明显区分
13、植物的健康状况。n nMSS8：10.412.6m，反映地物的热辐射性质。，反映地物的热辐射性质。地表温度高，热辐射就强，色调就浅。地表温度高，热辐射就强，色调就浅。MSSMSS各个波段的应用范围各个波段的应用范围 TM数据波谱段 TM的光谱效应的光谱效应TM1TM1对水体有较强的透视能力。对水体有较强的透视能力。对水体有较强的透视能力。对水体有较强的透视能力。TM2-TM4TM2-TM4与与与与MSS4-MSS6MSS4-MSS6相似。相似。相似。相似。TM5TM5，TM7TM7属于近红外波段，对岩石有明显的区分能力，属于近红外波段，对岩石有明显的区分能力，属于近红外波段，对岩石有明显的区分
14、能力，属于近红外波段，对岩石有明显的区分能力，对植物也有明显的反映，属于反射峰值。对植物也有明显的反映，属于反射峰值。对植物也有明显的反映，属于反射峰值。对植物也有明显的反映，属于反射峰值。TM6TM6与与与与MSS8MSS8相同。相同。相同。相同。n n第一波段为绿色波段，第一波段为绿色波段，0.5.-0.59m，以叶绿素，以叶绿素反射曲线的次高峰反射曲线的次高峰0.55为中点，区分植被类型和为中点，区分植被类型和评估作物长势。评估作物长势。n n第二波段为红色波段，第二波段为红色波段，0.61-0.68m，与，与TM3和和MSS5很接近，是叶绿素反射曲线的低谷区。很接近，是叶绿素反射曲线的
15、低谷区。n n第三波段为近红外波段，第三波段为近红外波段，0.79-0.89m，与，与TM4和和MSS7接近，是叶绿素的高反射区。接近，是叶绿素的高反射区。n n第四波段为短波红外波段，第四波段为短波红外波段，1.5-1.75m，用于探，用于探测植物含水量及土壤湿度，区别云与雪。测植物含水量及土壤湿度，区别云与雪。n nSPOT全色波段地面分辨率为全色波段地面分辨率为10m，城市调查。，城市调查。SPOTSPOT图像各波段及应用图像各波段及应用SPOT的光谱特性的光谱特性两个突出特点：两个突出特点：两个突出特点：两个突出特点：1 1、较高的地面分辨率，全色、较高的地面分辨率，全色、较高的地面分
16、辨率，全色、较高的地面分辨率，全色10m10m，多光谱为，多光谱为，多光谱为，多光谱为20m20m；2 2、同一地区的立体图像（两个线性阵列探测器）。、同一地区的立体图像（两个线性阵列探测器）。、同一地区的立体图像（两个线性阵列探测器）。、同一地区的立体图像（两个线性阵列探测器）。产品包括：产品包括：产品包括：产品包括：1A1A：70mm70mm胶片、胶片、胶片、胶片、HDDTHDDT、CCTCCT和和和和CD-ROM,CD-ROM,没有任何没有任何没有任何没有任何 辐射与几何纠正。辐射与几何纠正。辐射与几何纠正。辐射与几何纠正。1B1B：24mm24mm，进行了辐射与几何纠正，进行了辐射与几
17、何纠正，进行了辐射与几何纠正，进行了辐射与几何纠正2 2级：级：级：级：24mm24mm，几何精纠正，地图投影。，几何精纠正，地图投影。，几何精纠正，地图投影。，几何精纠正，地图投影。3 3级：正射纠正，匹配（控制点）级：正射纠正，匹配（控制点）级：正射纠正，匹配（控制点）级：正射纠正，匹配（控制点）1、微波影像的特点、微波影像的特点 非中心投影；分辨率；比例尺；地形起伏位移非中心投影；分辨率；比例尺；地形起伏位移2、微波影像的应用范围、微波影像的应用范围 1）海洋环境调查）海洋环境调查 2）地质制图和非金属矿产资源调查）地质制图和非金属矿产资源调查 3）洪水动态监测）洪水动态监测 4）地貌研
18、究和地图测绘）地貌研究和地图测绘 5）军事侦察）军事侦察3、影像解译标志、影像解译标志三、微波影像的判读三、微波影像的判读返回返回返回返回色调：雷达回波强度在微波影像上的表现。阴影：微波影像上出现的无回波区。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，人造地物外形规纹理：微波影像上的周期性 或随机性的色调变化。图型：是某一群体各个要素在空间排列组合的形状。目视解译方法：目视解译方法：指根据遥感影像目视解译标志和解译经验，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。常用的有：识别目标地物的办法与技巧。常用的有：（1）直接判读法：）直接判读法：直接
19、判读标志：色调、色彩、大小、形状、直接判读标志：色调、色彩、大小、形状、阴影、纹理、图案等。阴影、纹理、图案等。（2）对比分析法）对比分析法 同类地物对比分析法、空间对比分析法和时同类地物对比分析法、空间对比分析法和时相动态对比法。相动态对比法。四、目视解译方法及基本步骤四、目视解译方法及基本步骤（3）信息复合法）信息复合法 利用透明专题图或者透明地形图与遥感图像利用透明专题图或者透明地形图与遥感图像重合，根据专题图或地形图提供的多种辅助信息，重合，根据专题图或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。识别遥感图像上目标地物的方法。（4）综合推理法）综合推理法 综合考虑遥感图像多
20、种解译特征，结合生活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。如公路常识，分析、推断某种目标地物的方法。如公路与铁路的判读。与铁路的判读。（5）地理相关分析法）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。某种地理要素性质、类型、状况与分布的方法。四、目视解译方法及基本步骤四、目视解译方法及基本步骤目视解译基本步骤：目视解译基本步骤：（1）目视解译准备工作阶段）目视解译准备工作阶段 明确解译任
21、务和要求；明确解译任务和要求；收集与分析有关资料；收集与分析有关资料；选择合适波段与恰当时相的遥感图像。选择合适波段与恰当时相的遥感图像。（2）初步解译与判读区的野外考察）初步解译与判读区的野外考察 任务：掌握解译区域特点，确定典型解译样区，任务：掌握解译区域特点，确定典型解译样区，建立目视解译标志，探索解译方法，为全面解译建立目视解译标志，探索解译方法，为全面解译奠定基础。奠定基础。室内：室内：野外：野外：四、目视解译方法及基本步骤四、目视解译方法及基本步骤（3）室内详细判读）室内详细判读 原则：全面观察、综合分析原则：全面观察、综合分析（4）野外验证与补判）野外验证与补判 检验目视判读质量和解译精度检验目视判读质量和解译精度 验证：斑图内容，斑界线，解译标志验证：斑图内容，斑界线，解译标志 补判：遗留的疑难问题再次解译。补判：遗留的疑难问题再次解译。（5）目视解译成果的转绘与制图）目视解译成果的转绘与制图 专题图或遥感影像图的形式，两种方法：专题图或遥感影像图的形式，两种方法：一、手工转绘成图一、手工转绘成图 二、在精确几何基础的地理地图上采用转绘仪二、在精确几何基础的地理地图上采用转绘仪进行转绘成图。进行转绘成图。四、目视解译方法及基本步骤四、目视解译方法及基本步骤演讲完毕，谢谢观看！