第07章 遥感图像目视解译

第七章遥感图像目视解译1地信系王庆[e-mail]新课导入原始影像辐射校正几何校正图像增强图像判读教学目的及要求：1.理解遥感图像解译的目的和意义2.掌握目视解译的原理、方法和步骤3.了解不同类型遥感影像解译的特点和规律概要7.1遥感图像目视解译原理7.2遥感图像目视解译方法与步骤7.3典型遥感图像目视解译47.1遥感图像目视解译原理影像解译ImageryInterpretation从遥感影像上获取目标地物信息的过程。既按照应用目的，将影像中代表不同地物的像元区别开，也称为影像分类，信息提取。•分析影像中有哪些地物？分布在哪里？数量如何？….•分类：将影像上每个像素分到一个特定的类中。•通过像元值的高低差异及空间变化来区分不同地物。7.1遥感图像目视解译原理•目视解译•计算机解译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，把地物信息提取和解析出来的过程。在计算机系统的支持下，综合运用地学分析、遥感图像处理、地理信息系统、模式识别、人工智能技术、实现地学专题信息的智能化获取。7.1遥感图像目视解译原理目视解译的特点：–直观、速度快–运用人脑进行的定性分析–决定于影像质量和判读人员的专业水平、判读经验–常用于对评价影像增强处理效果、评价计算机解译效果、分析航空像片–是一个需要反复分析、对比、推理和判断的过程1、地物电磁波谱7.1遥感图像目视解译原理一、遥感图像目标地物特征),,,,(ftzyxGG：灰度函数x,y,z：为目标地物的空间坐标∆：探测波波长t：时间变量1、地物电磁波谱7.1遥感图像目视解译原理一、遥感图像目标地物特征•在影像上表现为不同的色调或者灰阶1、地物电磁波谱7.1遥感图像目视解译原理一、遥感图像目标地物特征色调或者灰阶对不同类型的遥感图像其意义是不一样的（1）可见光黑白图像。反射越率高色调就越浅（2）可见光彩色图像。彩色合成类型（真彩色、假彩色）（3）非可见光遥感图像热红外图像上色调差别是物体辐射温度的差别侧视雷达图像上色调差别是表示物体反射微波能量的大小多光谱图像对彩色物体的色调判读,要按反射率的强弱与波长之间的关系来定。2、影像几何性状与空间结构特征7.1遥感图像目视解译原理一、遥感图像目标地物特征图像上由不同的色调表现出来•形状、大小、图形、阴影、位置、纹理、类型判读时要考虑：•影像分辨率•传感器成像方式•成像波段2、影像几何性状与空间结构特征7.1遥感图像目视解译原理一、遥感图像目标地物特征•影像分辨率•传感器成像方式：未经几何校正的遥感图像•成像波段2、影像几何性状与空间结构特征7.1遥感图像目视解译原理一、遥感图像目标地物特征•影像分辨率•传感器成像方式•成像波段：如热红外，雷达等3、影像时间特征在图像上以光谱特征及空间特征的变化表现出来。7.1遥感图像目视解译原理一、遥感图像目标地物特征3、影像时间特征7.1遥感图像目视解译原理一、遥感图像目标地物特征4、地物波谱数据多尺度特征地物波谱数据具有多尺度特征尺度不同，波谱曲线不同7.1遥感图像目视解译原理一、遥感图像目标地物特征1、直接解译标志•直接解译标志：遥感图像上能直接见到的解译目标的影像特征（形状、大小、色调、阴影、纹理、图型等）。•间接解译标志：需通过分析、判别才能识别地学目标、现象的存在，才能推断其性质的影像特征。（地形地貌、土壤土质、植被、气候、水系、人类活动）7.1遥感图像目视解译原理二、遥感图像目视解译标志•目视解译是遥感成像的逆过程空间结构、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、物理属性地表景观成像过程遥感图像遥感图像地表景观目视解译7.1遥感图像目视解译原理二、遥感图像目视解译标志1、直接解译标志7.1遥感图像目视解译原理二、遥感图像目视解译标志色调：全色遥感图像中从白到黑的密度比例叫色调（也叫灰度）色彩：是彩色图像中目标地物识别的基本标志。色调/颜色（Tone）•最重要、最直观的解译标志，与地物的光谱特性直接相关，其余与地物的空间特征相关。红树林在绿、红、近红外波段图像注意同物异谱与异物同谱7.1遥感图像目视解译原理同物异谱：同一种物体因其所处在的状态与位置不同，如自身湿度不同，处于坡向不同等，具有不同反射光谱的物理现象。异物同谱：不同物体具有基本相同反射光谱的物理现象。如大多数植被就具有基本相同的反射光谱。“同谱”是一个相对概念。1、直接解译标志阴影指一部分地面辐射或反射信息不能到达传感器而在遥感图像上表现出一种深色调到黑色调的特殊色调。本影：地物本身未被阳光直接照射到的阴暗部分的影像。落影：在地物背光方向上地物投到地面的阴影。根据阴影形状、大小可判读地物的性质或高度。7.1遥感图像目视解译原理二、遥感图像目视解译标志1、直接解译标志阴影7.1遥感图像目视解译原理二、遥感图像目视解译标志金字塔阴影-本影建筑物阴影-落影1、直接解译标志阴影热红外图像上的阴影,一般由温度较低的地物所致雷达图像盲区可产生阴影7.1遥感图像目视解译原理二、遥感图像目视解译标志1、直接解译标志位置和布局7.1遥感图像目视解译原理二、遥感图像目视解译标志位置：指目标地物分布的地点。相关布局：多个目标地物之间的空间配置关系。如沿海岸分布的滩涂、盐地、沙滩；火山附近的熔岩；湖边的芦苇；荒漠中的红柳。1、直接解译标志位置和布局7.1遥感图像目视解译原理二、遥感图像目视解译标志1、直接解译标志位置和布局7.1遥感图像目视解译原理二、遥感图像目视解译标志1、直接解译标志位置和布局7.1遥感图像目视解译原理二、遥感图像目视解译标志1、直接解译标志位置和布局7.1遥感图像目视解译原理二、遥感图像目视解译标志1、直接解译标志大小和形状7.1遥感图像目视解译原理二、遥感图像目视解译标志形状：目标地物在遥感图像上呈现的外部轮廓。大小：指遥感图像上目标物的形状、面积与体积的度量。在高空间分辨率遥感影像中，形状特征是重要的特征，特别是人工地物7.1遥感图像目视解译原理Shape侵入岩体的浑圆状火山锥的锥圆状沉积岩的条带状断层的直线状Shape1、直接解译标志7.1遥感图像目视解译原理二、遥感图像目视解译标志纹理：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。形成目标物表面的质感，如点状、粗糙、平滑、粒状、线状、斑状等。森林道路和树木堆积的木头纹理texture1、直接解译标志图案7.1遥感图像目视解译原理二、遥感图像目视解译标志目标地物有规律的排列而成的图形结构。图案Pattern人工建筑物规则排列图案Pattern图案Pattern2、间接解译标志7.1遥感图像目视解译原理二、遥感图像目视解译标志•地形地貌:最重要最基本的自然景观要素•土壤、土质：自然景观要素之一•植被：自然景观的主要要素•气候：控制植被生长、土壤形成、地貌、水系发育等•水系：与地形地貌、岩石、土壤、气候密切相关•人类活动：与自然环境关系密切2、间接解译标志•目标地物与其相关指示特征；•目标地物与环境的关系；•目标地物与成像时间的关系。•与判读对象关系密切的地物和现象，利用相关的专业知识和经验进行判读•不同专业判读有不同的间接标志。﹣进行地质构造分析，可以把水系形态、地貌类型作为间接标志；﹣城市人口判读，将建筑物密度、楼层数、商业网点作为间接标志。7.1遥感图像目视解译原理二、遥感图像目视解译标志2、间接解译标志7.1遥感图像目视解译原理二、遥感图像目视解译标志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)流水地貌1、地物本身复杂性7.1遥感图像目视解译原理三、影响地物特征及解译的因素•地物本身的复杂性:亚类，子亚类同物异谱：同一种地物的光谱特征不同同谱异物：不同地物可能具有相同或相似的光谱特征1、地物本身复杂性7.1遥感图像目视解译原理三、影响地物特征及解译的因素色素的区别细胞结构的区别叶子的稠密度含水量•植物•色素•叶子稠密度•细胞结构•含水量1、地物本身复杂性7.1遥感图像目视解译原理三、影响地物特征及解译的因素•土壤•质地•含水量•有机质•水•水泥沙•叶绿素•工业污染2、传感器特性7.1遥感图像目视解译原理三、影响地物特征及解译的因素•空间分辨率：几何分辨率•辐射分辨率：信号噪声•光谱分辨率：最佳探测波段•时间分辨率：根据物体的时间特征选择一定时间间隔的图像3、人为因素7.1遥感图像目视解译原理三、影响地物特征及解译的因素•主观差异•人眼分辨力•空间分辨能力•正常人眼的分辨角为1’，在明视距离250mm处,能分辨相距75μm的两个点，大约6-7线对/mm。•灰阶分辨能力•大约十几级灰度，通过反差拉伸、密度分割、伪彩色编码。•色别与色阶分辨能力•大约50种左右，借助仪器可以分辨13000多种。7.2遥感图像目视解译方法与步骤一、遥感资料准备•搜集充足的资料：历史资料、统计资料‘各种地图专题图和其他辅助资料•选购资料需要考虑的具体问题•遥感图像增强处理遥感资料类型选择波段选择与图像融合时相选择比例尺与分辨率选择1、目视解译原则7.2遥感图像目视解译方法与步骤二、目视解译原则与方法•要基于影像特征•遥感解译分类体系要基于影像解译的可能性•先图外、后图内、先整体、后局部•充分利用影像的信息特征和处理技术•多信息、多方法综合分析•室内解译与室外判读相结合•严格遵循目视解译程序2、目视解译方法7.2遥感图像目视解译方法与步骤二、目视解译原则与方法直接判读法:使用的直接判读标志（色调、色彩、大小、形状、阴影、纹理、图案等），直接确定目标地物属性与范围。水体河流道路植被居民小区运动场直接判定法2、目视解译方法7.2遥感图像目视解译方法与步骤二、目视解译原则与方法对比分析法：•同类地物对比分析•空间对比分析•时相动态对比法在同一景遥感影像上，由已知地物推出未知目标地物的方法。根据待判读区域的特点，判读者选择另一个熟悉的与遥感图像区域特征类似的影像，将两个影像对比进行分析，由已知影像为依据判读未知影像。利用同一地区不同时间成像的遥感影像加以对比分析，了解同一目标地物动态变化。4698公顷818公顷1273公顷1993~2001年间浙江省萧山-绍兴-上虞的新围涂区对比分析法2、目视解译方法7.2遥感图像目视解译方法与步骤二、目视解译原则与方法信息复合法:利用非遥感影像图与遥感图像复合，根据专题图或者地形图提供的多种辅助信息，识别影像上目标地物的方法。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。信息复合法7.2遥感图像目视解译方法与步骤7.2遥感图像目视解译方法与步骤三、目视解译的基本步骤1、目视解译准备工作阶段•对解译任务的深刻理解----精度、分类体系（标准）、比例尺。•收集相关资料----与任务内容有关的各种资料、相关的国家（部颁）标准、各种最新（历史）图件。•选择能够满足任务要求的遥感图像（如果可能）----像片片种、比例尺（分辨率）、时相选择。7.2遥感图像目视解译方法与步骤三、目视解译的基本步骤2、初步解译与判读区的野外考察•初步解译的主要任务是掌握解译区域特点，确立典型解译样区，建立目视解译标志，探索解译方法，为全面解译奠定基础。•野外考察：解译标志的验证填写各种地物的判度标志登记表，以作为建立地区性的判度标志的依据。在此基础上，制定出影像判度的专题分类系统，建立遥感影像解译标志。7.2遥感图像目视解译方法与步骤三、目视解译的基本步骤3、室内详细判度先图外、后图内、先整体、后局部•统筹规划、分区判度，•由表及里、循序渐进，•去伪存真、静心解译。7.2遥感图像目视解译方法与步骤三、目视解译的基本步骤4、野外验证与补判•野外验证包括：核实影像解译结果，重新建立解译标志；•疑难问题的补判：对室内判读中遗留的疑难问题