遥感导论第五章-遥感图像的目视解译与制图

遥感原理1知识点：掌握：概念：遥感图像解译、目视解译、解译标志。遥感图像的直接解译标志。遥感图像上经常用到的间接解译标志。遥感图像目视解译的常用方法。遥感图像目视解译的步骤。了解：目视解译的重要性。遥感制图。遥感图像目视解译与制图VisualInterpretationofRSImageandcartography遥感原理2第五章遥感图像目视解译与制图遥感图像解译分为两种：目视解译：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。遥感图像计算机解译：以计算机系统为支撑环境，利用模式识别技术与人工智能技术相结合，根据遥感图像中目标地物的各种影像特征，结合专家知识库中目标地物的解译经验和成像规律等知识进行分析和推理，实现对遥感图像的理解，完成对遥感图像的解译。遥感原理3遥感图像目视解译的重要性目视判读是信息社会中地学研究和遥感应用的一项基本技能。目视判读是遥感图像计算机判读发展的基础和起始点。遥感图像目视解译是遥感制图的重要环节。第五章遥感图像目视解译与制图遥感原理4遥感图像解译与日常目视观察有3点不同：A遥感图像通常为“顶视-鸟瞰”，而不同于日常生活中的透视B遥感图像常用可见光以外的电磁波段，而大多数我们熟悉的特征是在可见光谱段，可以表现得十分不同C遥感图像常用一种不熟悉或变化的比例和分辨率描述地球表面因此，对于初学者需要多对照地形图、实地或熟悉地物观测，以增强立体感和和景深印象，纠正视觉误差，积累图像判读经验第五章遥感图像目视解译与制图遥感原理5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、成图比例灰度：增强处理、信息提取坐标位置：逻辑推理、对比分析空间结构、时间特点化学组分、物理属性地表景观成像过程遥感图象遥感图象地表景观目视解译概括而言：目视解译是遥感成像的逆过程遥感原理6一、目标地物的特征1.色：指目标地物在遥感影像上的颜色，包括色调、颜色和阴影。2.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。3.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。遥感原理7解译标志（InterpretationMark）：遥感图像上能帮助人们识别不同目标的那些影像特征。直接解译标志：能在遥感影像上直接看到可供判读的影像特征称为直接判读标志，如形状、大小、阴影、纹理、色调等；间接解译标志：指运用某些直接解译标志，根据地物的相关属性等地学知识，间接推断出的影像标志，如根据道路与河流相交处的特殊影像特征，可以判断渡口；根据植被、地貌与土壤的关系，来识别土壤类型和分布（如温带针叶林区多为灰化土）一、目标地物的特征遥感原理84.形状：目标地物在遥感图像上呈现的外部轮廓。5.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。4.大小：指遥感图像上目标物的形状、面积与体积的度量。5.图形：目标地物有规律的排列而成的图形结构。8.位置：指目标地物分布的地点。9.相关布局：多个目标地物之间的空间配置关系。1.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）2.颜色：是彩色图像中目标地物识别的基本标志。3.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。色形位二、目标地物识别特征遥感原理9色调色调是地物反射和发射电磁波的强弱程度在图像上的记录，因而它是识别地物的主要标志，有时甚至是唯一的判读标志。因为在一幅图像上如果不存在色调差别，就根本显示不出各种地物的形态差别。遥感原理10颜色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。彩色遥感图像上颜色可根据需要在图像合成中任意选定，例如TM图像可以使用几个波段合成彩色图像。遥感原理11阴影是遥感图像上光束被地物遮挡而产生的地物的影子，根据阴影的形状、大小可判读物体的性质或高度。可分为本身阴影（本影）和投落阴影（落影）两部分。桥梁阴影（落影）金字塔阴影（本影）遥感原理12形状目标地物在遥感图像上呈现的外部轮廓。不同地物在图像上呈现不同的形状，另外，由于成像方式不同，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。遥感原理13纹理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。纹理是区别地物属性的重要依据。遥感原理14大小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。根据物体的大小可推断物体的属性。遥感原理15图型目标地物有规律的排列而成的图形结构。遥感原理16位置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。水电站遥感原理17相关布局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与能量上的联系，依据空间布局可以推断目标地物的属性。遥感原理18间接解译标志（1）目标地物与其相关指标特征例如1：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。例如2：像片上呈线状延伸的陡立三角形地形，是推断地质断层存在的间接标志。（2）地物及与环境的关系例如：“植物是自然界的一面镜子”，据此可以根据有代表性的植物类型推断当地的生态环境，如寒带针叶林的存在说明该地区属于寒温带气候。（3）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，土壤含水量具有季节变化，河流与水库也有季节变化。遥感原理19水系可作为地质地貌解译的间接标志辐射型水系(火山附近)向心型水系(盆地)长方格子状水系(断层)遥感原理20二、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.遥感原理21三、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.（1）自下向上过程（2）自上向下过程图像信息获取特征提取识别证据选取图像辨识提出假设特征匹配遥感原理22遥感图像目视解译的一般顺序从已知到未知、先易后难、先山区后平原、先地表后深部、先整体后局部、先宏观后微观、先图形后线形三、目视解译的认知过程遥感原理23一．遥感摄影像片的判读二．遥感扫描影象的判读三．微波影象的判读四．目视解译方法与基本步骤遥感原理24一、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）多波段摄影像片遥感原理25一、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。（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。遥感原理26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，自然地物具有不规则的外形和规则的边界。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。色调与颜色：是地物波谱在像片上的表现。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。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。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。位置：指目标地物在空间分布的地点。遥感原理27间接解译标志目标地物与其相关指示特征河流边滩、沙滩和心滩的形态可以确定河流流向陡立三角面可以推断地质断层地物与环境的关系根据有代表性的植物类型推断当地的生态环境目标地物与成像时间的关系我国东部季风区冬季和夏季气温和降水有明显差异，造成土壤含水量具有季节变化河流和水库的水位具有季节变化遥感原理28一、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：形状和色调为主要标志彩色像片与彩红外像片解译：色彩为主要标志由于大气散射、吸收对红外波段摄影影响小，雾霾、烟尘对红外波段影响也小，相对于黑白像片和彩色像片，信息损失量小。使得黑白红外像片和彩红外像片应用到许多领域。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原理29摄影像片的特点SBbAaCc中心投影AaBbCc正射投影黑白航空摄影像片解译123居民地解译植被解译水体解译农田解译车辆道路的解译彩色红外航空像片解译植被的解译道路的解译建筑物解译123操场以及游泳池解译遥感原理41热红外像片解译热红外图像的成像原理：记录地物发射热红外线的强度。注意：地物本身具有热辐射特性，热红外像片的解译与可见光以及扫描成像类型影像不同。遥感原理42热红外图像解译—城区昼夜变化白天黎明前遥感原理43反映工业热流的热红外图像11：排污口2：江叉口3：热流扩散异常4：江水流向5：船舶在潮汐息流期间，热流受潮汐的影响很小，在江中自由扩散，影响范围较大热红外像片解译遥感原理44反映工业热流的热红外图像21：排污口2：江叉口3：热流扩散异常4：江水流向5：船舶热流在江中的扩散方向反映涨潮方向热红外像片解译遥感原理45反映工业热流的热红外图像31：排污口2：江叉口3：热流扩散异常4：江水流向5：船舶热流在江中的扩散方向反映落潮方向热红外像片解译遥感原理46二、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(重点)。TM影象：TM影象与MSS影象的对比波段设置主要应用SPOT影象：产品形式主要应用1绿、2红、3近红外、4短波红外。其他遥感影象:遥感原理47LANDSAT系列卫星各波段的应用MSS各个波段：4、0.5-0.6（绿色）：对水体有一定透射能力，清洁水体中透射深度可达10-20m，可判读浅水地形和近海海水泥沙。可探测健康绿色植被反射率。5、0.6-0.7（红色）：用于城市研究，对道路、大型建筑工地、砂砾场和采矿区反映明显。可用于地质研究。用于水中泥沙含量研究。进行植被分类。6、0.7-0.8（近红外）：区分健康与病虫害植被。水陆分界。土壤含水量研究。7、0.8-1.1（近红外）：测定生物量和监测作物长势。水陆分界。地质研究。遥感原理48LANDSAT系列卫星各波段的应用TM各个波段：1、0.45-0.52（蓝色）：对水体有透射能力，可区分土壤和植被。2、0.52-0.6（绿色）：同MSS-4。3、0.63-0.69（红色）：同MSS-5。4、0.76-0.9（近红外）：同MSS-6。5、1.55-1.75（短波红外）：同MSS-7。6、10.4-12.5（热红外）：探测地球表面不同物质的