第九章 遥感图像目视判读

第九章遥感图像目视判读9.1目视判读原理9.2目视判读的方法与步骤9.3土地利用判读实例（自学）9.4地质地貌判读实例（自学）遥感信息提取的原理和方法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：是目前常用的方法。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。9.1目视判读原理一、一般概念与图像判读过程定义：遥感图像是探测目标地物综合信息的最直观、最丰富的载体，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、验证检查把这些信息提取和解析出来的过程叫目视判读。空间结构、时间特点、化学组分、物理属性成像方式、探测波段、投影方式、时空因素大小形状、色调灰阶、畸变失真、成图比例大小形状、色调灰阶、畸变失真、成图比例增强处理、信息提取、逻辑推理、对比分析空间结构、时间特点、化学组分、物理属性遥感成像过程图像判读过程二、目视判读标志定义：遥感影像上那些能够作为分析、判断景观地物的影像特征称判读标志或解译标志。（一）直接解译标志直接解译标志是判读目标自身特点在影像上的直接表现形式，一般包括：1.色调：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灰阶；在彩色像片上表现为色别与色阶。2.阴影；3.形状；4.大小；5.位置；6.布局；7.图案；8.纹理；目视判读的标志色调/色彩：判读前通过反差调整和彩色增强后，成为目视判读的重要标志。形状：是目视判读最直观的标志。大小：根据地物间的相对大小，区分地物。阴影：可判读地物的高度，但也遮挡部分地物信息。组合图案：当地物较小时，在影像上表现为纹理，即某种地物类型有规律的重复出现。如农田、森林。（二）间接解译标志9.2目视判读的方法与步骤一、目视判读的方法（一）遥感资料的准备：遥感影像资料、一般背景资料；资料准备；影像增强处理；判读分析；1.选购遥感资料的原则根据目的选择；根据具备各种条件选择；多方利用，提高效益；2.选择遥感资料几个具体问题（1）遥感资料类型选；（2）波段选择；（3）时相选择；（4）比例尺与分辨率选择；（二）增强处理——判读前期准备（三）判读具体方法1.判断原则（1）综合信息综合分析；（2）多手段，多方法相结合；（3）室内外结合、保证精度；2.判读方法（1）直接判定法；（2）对比分析法；（3）逻辑推理法；直接判读法：依据判读标志，直接识别地物属性。对比分析法：与该地区已知的资料对比，或与实地对比而识别地物属性；或通过对遥感图像不同波段、不同时相的对比分析，识别地物的性质和发展变化规律。综合、逻辑推理法：根据地学规律，分析地物之间的内在必然分布规律，由某种地物推断出另一种地物的存在及属性。如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。地理相关分析法信息复合法二、遥感影像判读步骤准备工作室内判读野外工作成图总结准备资料；准备影像；分析影像；建立解译标志；初步解译；核实解决疑难；检查成果精度；其他野外工作；制图；提交成果；航空像片的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。目前常用的航空像片类型为彩色红外像片。航空像片的比例尺大、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。一、判读标志航片判读：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。判读的标志：形状；大小；色调/颜色；影阴；组合图案/纹理结构。航空像片的判读二、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：线状分布，色调较亮。实习：居民地和道路的判读。航空像片的判读三、水体的判读河流判读：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、色调较暗。能判读其形状、面积。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。航空像片的判读四、地貌的判读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。航空像片的判读五、植被的判读判读标志为：色调/色彩和纹理结构。纹理结构：细小地物在影像上构成的组合图案。地物的性质不同，组合图案也不同，以此来判读地物群体的性质。以判读植物群落为主。航空像片的判读卫星图像的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。判读方法主要是对比分析和地物纹理特征。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。一、Landsat卫星图像特征光谱特性：由于各种地物组成的物质成分、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的图像上色调会不同。这叫做地物的光谱效应。MSS的光谱效应。MSS4：0.5~0.6μm，对水体有一定的透视能力，能判读出水下地形。卫星图像的判读MSS5：0.6~0.7μm，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映；能区分死树和活树，活树色调较深。MSS6：0.7~0.8μm，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。MSS7：0.8~1.1μm，与MSS6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。MSS8：10.4~12.6μm，反映地物的热辐射性质。地表温度高，热辐射就强，色调就浅。卫星图像的判读二、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，水体为黑色，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。卫星图像的判读三、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。卫星图像的判读四、植被的判读卫星图像上，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。卫星图像的判读五、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。卫星图像的判读六、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。卫星图像的判读第五章复习题1.遥感图像解译有哪两种？主要依据是什么？2.遥感图像地物识别特征有哪些？3.影响遥感图像目视解译的因素有哪些？4.遥感图像目视解译的标志有哪些？5.遥感图像目视解译方法有哪些？基本步骤是什么？6.举例说明遥感图像目视判读过程和方法。实习卫星图像判读实习内容：判读一幅当地TM彩色合成图像，判读出水体、城镇居民地、道路等，用ERDAS软件分层解译出各地物类型；对比地区的地图，判读出水体、城镇、道路等的名称和属性；绘出该图幅的经纬线及地理坐标值；编写简单的解译报告，说明图幅的简单状况。9.3土地利用判读实例一、土地利用分类（一）土地与土地利用土地：是自然地理各要素，包括地貌、气候、水文、植被和土壤，以及人类活动影响在内，于地表环境某一段内相互联系、相互作用所形成的自然综合体。土地利用：是人类依据土地资源的自然属性特点有目的地加以利用的实况。（二）土地利用分类系统国土资源部于2001年8月颁发了土地分类系统规范。1.分类原则（1）实用性和科学性相结合原则；（2）连续性原则（3）多途径满足土地管理的需要原则；（4）精简、协调的原则；2.分类体系我国土地利用分类系统，分为一、二、三级。一级类含义1农用地指直接用于农业生产的土地，包括耕地、园地、林地、牧草地及其他农用地。2建设用地指建造建筑物、构筑物的土地。包括商业、工矿、仓储、公用设施、公共建筑、住宅、交通、水利设施、特殊用地等。3未利用地指树木郁闭度10%，表层为土质、生长杂草、不包括盐碱地、沼泽地和裸土地。（三）土地利用与土地覆盖分类三、遥感土地利用判读特点（一）区域性与时间性（二）遥感数据类型与成图比例尺（三）精度要求我国1：10000及1：5000土地利用现状调查有如下要求：1.最好用像片平面图，或者利用航片制图，然后进行纠正、转绘成图。2.许多线状地物，包括河流、道路、铁道与公路边沟、固定的沟渠、田埂等，都要实行实地测量，其精度要求达到0.1mm，地物的补测精度的定点误差不得超过0.8-1.2mm。3.地形图和航片上的最小图斑：耕地为6.0mm2、林地、草地为15.0mm2,居民点为4.0mm2。第六章复习题1遥感图像的计算机分类原理和基本过程是什么？2遥感图像的计算机分类方法有那两大类？分别有哪些类型？3举例说明土壤遥感、地质遥感、水体遥感和植被遥感的应用领域？4什么是高光谱遥感？主要的应用领域？第八章3S技术的集成应用§1概述§2地理信息系统的概念§3GPS技术§4遥感在GIS中的作用§53S技术的集成应用实例本章提要（…）本章主要介绍了3S技术的概念和集成应用的实例。返回遥感（RemoteSensing）、地理信息系统（GeographicInformationSystem）与全球定位系统（GlobalPositionSystem）的英文名称中最后一个单词均含有“S”，习惯上将这三种技术合称为“3S”技术。早在20世纪70年代，集成技术也逐步得到应用。但用现代系统科学与信息技术的观点来解释集成思想，并把这种思想用于3S集成，形成一个较完整的系统集成理论、技术与方法体系，则是空间信息领域的专家学者近年来一直在致力探索的事情。空间信息集成系统的核心在于系统集成，实现各单元信息系统的异构同化和同构整体化；这是一个多学科多技术相互渗透的并行、重构与协同过程，是多方法、多机制相互融合以产生突破与聚变的过程。§1概述本节结束返回地理信息系统（GIS）是在计算机硬件和软件支持下，运用地理信息科学和系统工程理论，科学管理和综合分析各种地理数据，提供管理、模拟、决策、规划、预测和预报等任务所需要的各种地理信息的技术系统。地理信息系统的功能（…）。全球定位系统基本原理：全球定位系统是利用多颗导航卫星的无线电信号，对地球表面某地点进行定位、报时或对地面移动物体进行导航的技术系统。§2地理信息系统的概念本节结束地理数据采集功能地理数据管理功能空间分析和属性分析功能地理信息的可视化表现返回GPS是以卫星为基础的无线电测时、定位、导航系统，可为航空、航天、陆地、海洋等方面的用户提供不同精度的在线或离线的空间定位数据。目前GPS定位采用的基本观测测量主要有两种：码相位测量和载波相位测量。（数字式相位测量仪）GPS技术目前应用于精细农业、车辆导航与监控等。§3GPS技术本节结束返回载波相位观测值：载波相位应被称为载波拍频相位，它是收到的受多普勒频移影响的卫星信号载波相位与接收机本机振