第五章遥感图像目视解译与制图

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目视解译原理遥感图像目视解译基础遥感制图一、遥感图像目标地物识别特征一、遥感图像目标地物识别特征第一节第一节遥感图像目视解译原理遥感图像目视解译原理色：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。1.目标地物特征2.2.目标地物识别特征目标地物识别特征色调：全色遥感图像中从白到黑的密度比例叫色调（也叫灰度）颜色：是彩色图像中目标地物识别的基本标志。阴影：是图像上光束被地物遮挡而产生的地物的影子。据此可判读物体性质或高度。形状：目标地物在遥感图像上呈现的外部轮廓。纹理：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。大小：指遥感图像上目标物的形状、面积与体积的度量位置：指目标地物分布的地点。图形：目标地物有规律的排列而成的图形结构。相关布局：多个目标地物之间的空间配置关系一、遥感图像目标地物识别特征一、遥感图像目标地物识别特征二、目视解译的生理与心理基础二、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①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.②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.③心理惯性对目标地物的识别有一定的影响.④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三、目视解译的认知过程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。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.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像的判读微波影像的判读目视解译方法与基本步骤第二节第二节遥感图像目视解译基础遥感图像目视解译基础一、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可见光黑白全色像片黑白红外像片彩色像片彩红外像片多波段摄影像片一、遥感摄影像片的判读一、遥感摄影像片的判读2、遥感摄影像片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。①定义指能够反映和表现遥感图像上某一地物或现象的各种影像特征，又称为判读标志。②分类直接解译标志——指能够直接反映和表现地物本身属性的各种遥感图像的特征，包括形状、大小、色调与颜色、阴影、纹理、图型等，利用直接解译标志可以直观地识别遥感图像上的地物或现象。间接解译标志——根据地物或现象的相互依存关系和分布规律，利用某一地物或现象的存在特征去推断另一地物或现象的存在，在图像上通过对与判读对象密切相关的一些现象的研究、推理、判断来识别对象，这些密切相关的现象称为间接解译标志或判读标志。3、解译标志一、遥感摄影像片的判读一、遥感摄影像片的判读4.直接解译标志——①形状定义：由于物体的几何性质的差异造成的电磁波反射强度不同而显示出的影响特征，即地物的几何形态或者地物在图像上呈现的外部轮廓一般：接近水平的地物在影像上表现出与之相近的几何形状，如街道、湖泊、广场等；高出地面的地物受中心投影的影响，会发生几何形变，在影像中心的地物表现出其顶部形状而边缘的地物呈现其侧面和顶面的斜视影像。一、遥感摄影像片的判读一、遥感摄影像片的判读遥感图像上物体的形状遥感图像上物体的形状太阳光地面埃及金字塔美国五角大楼4.直接解译标志——②大小定义：即物体的长、宽、高、面积和体积按比例尺缩小后在影像上的尺寸。举例：湖泊与池塘都具有不规则的几何形状，水体的光谱特征相同，如何区分它们？——大小一、遥感摄影像片的判读一、遥感摄影像片的判读4.直接解译标志——③色调与颜色定义：色调指黑白图像上某点的黑白程度，也叫灰度。颜色是对彩色影像而言，也是识别地物的基本标志。根据遥感图像与地物真实色彩的吻合程度将遥感图像分为真彩色图像和假彩色图像。注意：为了突出某目标地物，可以有选择地用不同波段组合而得到不同的图像，判读以前要阅读像片的注记一、遥感摄影像片的判读一、遥感摄影像片的判读4.直接解译标志——④阴影定义：是地物的背光面在影像上产生的深或黑的色调。分类：①本影和落影本影：是地物本身未被太阳光直接照射的阴暗部分在像片上的影像。有助于获得立体感。落影：是地物投射到地面的影子在相片上的影像。由它可以计算得到地物的高度和面积。②热阴影和冷阴影主要是在热红外像片上一、遥感摄影像片的判读一、遥感摄影像片的判读直接解译标志——阴影日本东京缺点：由于阴影的掩盖使许多地物在像片上不能成像，或者使地物信息缺失，对影像判读很不利，往往需要采取一定的处理手段消除它们的影响。一、遥感摄影像片的判读一、遥感摄影像片的判读4.直接解译标志——④阴影定义：指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组合而成的图型。一、遥感摄影像片的判读一、遥感摄影像片的判读4.直接解译标志——⑤纹理定义：是由形状、大小、色调、阴影、纹理等影响特征组合而成的模型化标志。举例：①水系②农田与防护林一、遥感摄影像片的判读一、遥感摄影像片的判读4.直接解译标志——⑥图型定义：指地物所在的地理位置，它反映地物所处的地点与环境举例：堤坝与道路一、遥感摄影像片的判读一、遥感摄影像片的判读4.直接解译标志——⑦位置常见的间接解译标志：①目标地物与其相关指示特征：河流中边滩、心滩、沙嘴等的形态特征——河流流向②地物与环境的关系：寒温带针叶林的存在——寒温带气候③地物与成像时间的关系：雨季和旱季——土壤含水量、河流水位注意：运用间接解译标志一定要有专业知识和判读经验做保证一、遥感摄影像片的判读一、遥感摄影像片的判读5.间接解译标志影响解译标志的因素很多①地面的自然条件：植被覆盖、光照、地形地貌等②遥感图像本身的特点：类型、比例尺、选用的波段等③解译工作的环境条件与方法：④解译人员的能力⑤区域特点⑥遥感成像的仪器设备：传感器、感光材料等要综合运用各种解译标志，对图像进行综合分析，反复验证，总结本地区的解译标志一、遥感摄影像片的判读一、遥感摄影像片的判读6.解译标志的可变性与局限性①可见光黑白像片和黑白红外像片解译②彩色像片与彩红外像片解译③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像的尺寸.阴影:目标地物与背景之间的辐射差异造成阴影一、遥感摄影像片的判读一、遥感摄影像片的判读7.遥感摄影像片的判读方法二、遥感扫描影像的判读二、遥感扫描影像的判读11、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MSS影像不同卫星上的波段对比MSS各波段应用范围TM影像TM影像与MSS影像的对比波段设置主要应用SPOT影像产品形式主要应用1绿、2红、3近红外、4短波红外其他遥感影像波长(um)分辨率光谱效应MSS40.5-0.679m1.对水体有穿透能力2.对岩性、水污染、第四纪松散沉积物，植被分布也有明显反映MSS50.6-0.779m1.对水体混浊程度、泥沙，陆地地貌反映明显2.对活树、伪装树、和病树有一定反映MSS60.7-0.879m1.对水体和湿地反映清晰2.区分植被健康状态MSS70.8-1.179m1.对水体和浅层地下水的研究效果较好2.对植被生长状态反应明显MSS810.4-12.6240m主要用于地热探测和热制图MSS（多光谱扫描仪）图像的物理特性：(灰阶均为15)波段(um)分辨率光谱效应TM10.45-0.5230m1.对水体穿透能力强；2.对叶绿素等反映敏感。TM20.52-0.6030m1.对健康茂盛植物反映敏感；2.与MSS－4相关性大。TM30.63-0.6930m1.用于区分植被种类和覆盖度、识别土壤和地质边界；2.与MSS－5相关性大。TM40.76-0.9030m1.对植物类别差异最明显；2.用于农作物估产等。TM51.55-1.7530m1.用于干旱监测、水分状况等；2.易于区分云、冰、雪等。TM610.4-12.5120m1.用于区分农、林覆盖类型；MSS82.监测与人类有关的热特征，热测量等。TM72.08-2.3530m为地质学追加的波段，用于区分岩石，城市土地利用与制图等。TM（专题制图仪）图像的物理特性：(灰阶均为15)波长分辨率光谱效应HRV10.5—0.59um20m用于水体混浊度评价及水深10～20m以内的干净水体调查。HRV20.61—0.68um20m用于识别裸露的地表、植被、土壤、岩性地层、地貌现象等。HRV30.79—0.89um20m植被表现的特别明亮，水体非常黑。HRV0.51—0.73um10m主用于测量制作地形图等方面。SPOT卫星图像的物理特征HRV（高分辨力传感器）光谱效应22、遥感扫描影像特征、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。二、遥感扫描影像的判读二、遥感扫描影像的判读①先图外后图内：先了解影像图框外提供的各种信息。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。33、遥感扫描影像主要解译方法、遥感扫描影像主要解译方法二、遥感扫描影像的判读二、遥感扫描影像的判读三、微波影像的判读三、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比例尺在横向上产生畸变地形起伏位移2、微波影像的应用范围海洋环境调查地质制图和非金属矿产资源调查洪水动态监测与评估地貌研究与地图测绘军事侦察三、微波影像的判读三、微波影像的判读3、影像解译标志及地物影像特征三、微波影像的判读三、微波影像的判读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。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，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⑤图型：是某一群体各个要素在空间排列组合的形状4、微波影像的判读三、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随着地面由平滑表面向粗糙表面过渡，微波影像上的色调则逐渐由深变浅。目标地物几何特征对微波影像的构像具有重要影响。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。②微波影像的判读方法采用由已知到未知的方法对微波影像进行投影纠正对微波影响进行立体观察四、目视解译方法与基本步骤四、目视解译方法与基本步骤直接判读法: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。1.1.目视解译方法目视解译方法①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四、目视解译方法与基本步骤四、目视解译方法与基本步骤2.2.目视解译基本步骤目视解译基本步骤②初步解译与判读区的野外