遙感第5章--遙感圖像目視解譯與制圖.ppt

1、第五章 遙感圖像目視解譯與制圖,1 遙感圖像目視解譯原理 2 遙感圖像目視解譯基礎(chǔ) 3 遙感制圖,5.1 遙感圖像目視解譯原理,遙感圖像中目標(biāo)地物的特征是地物電磁波的輻射差異在遙感影像上的反映。 依據(jù)遙感圖像上的地物特征，識別地物類型、性質(zhì)、空間位置、形狀、大小等屬性的過程叫信息提取。 信息提取的方法有： 目視判讀法(目前常用的方法)：是人們運用豐富的專業(yè)背景知識，通過肉眼觀察，經(jīng)過綜合分析、邏輯推理、驗證檢查提取和解譯出目標(biāo)地物的綜合信息的過程。遙感圖像目視解譯的目的是從遙感圖像中獲取需要的地學(xué)專題信息，判讀出遙感圖像中有哪些地物，它們分布在哪里，并對其數(shù)量特征給予粗略的估計。 計算機(jī)分類法

2、：有監(jiān)督分類、非監(jiān)督分類、模式識別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類、分形分類、模糊分類、人工智能等數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)方法。,目標(biāo)地物特征： 色：目標(biāo)地物的顏色、色調(diào)、陰影。 形：形狀、大小、圖形、紋理（局部地域范圍內(nèi)的圖形結(jié)構(gòu)） 位：目標(biāo)地物分布的空間位置與相關(guān)布局。 目標(biāo)地物的識別特征： 色調(diào)：視覺可識別的灰度（亮度）差異。是地物電磁輻射能量在影像上的模擬記錄，在黑白像片上表現(xiàn)為不同的明暗程度灰度；在彩色影像上表現(xiàn)為不同的顏色色彩。 顏色（色彩）：地物表面顏色，各種顏色在可見光波段（或傳感器各個波段的亮度特征）。 形狀：地物頂部（或投影）的幾何形態(tài)，如水系形態(tài)。大?。耗繕?biāo)地物的形狀、投影面積及體積的度量。,5.1

3、遙感圖像目視解譯原理,目標(biāo)地物的識別特征： 陰影：可以形成視覺上的立體感。陰影分為本影和落影。 在中心投影的影像上，受方位和距離的影響。 紋理：局部地域的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。如：菜地的畦垅結(jié)構(gòu)、不同樹種的頂冠結(jié)構(gòu)、居民小區(qū)的建筑分布結(jié)構(gòu)等。 空間位置：地物分布的位置特征，如：梯田在較緩的山坡上。 相關(guān)布局：不同地物空間分布的內(nèi)在聯(lián)系。如：水庫必定有一個攔水的壩體；體育場通常有400米跑道；學(xué)校應(yīng)該有運動場；大型商業(yè)中心一般在城市主干交通線兩側(cè)或城市中心區(qū)；新開發(fā)區(qū)一般位于城市邊緣地帶等。 目視解譯的生理與心理基礎(chǔ)、認(rèn)知過程：自行閱讀,5.1 遙感圖像目視解譯原理,相關(guān)布局（地物與環(huán)境的關(guān)系）,5.2.1

4、 目視解譯標(biāo)志 直接判讀標(biāo)志：指能夠直接反映和表現(xiàn)目標(biāo)地物信息的遙感圖像的各種特征。如:色調(diào)與色彩（顏色）;形狀;大小;陰影;紋理;圖型、相對位置。 間接判讀標(biāo)志：指能夠間接反映和表現(xiàn)目標(biāo)地物信息的遙感圖像的各種特征，借助它可以推斷與某地物屬性相關(guān)的其他現(xiàn)象。如:目標(biāo)地物與其相關(guān)指示特性、地物與環(huán)境的關(guān)系、目標(biāo)地物與成像時間的關(guān)系。 直接和間接解譯標(biāo)志是相對的，有時一個解譯標(biāo)志對甲物體是直接解譯標(biāo)志，對乙物體是間接解譯標(biāo)志。間接解譯標(biāo)志因地域和專業(yè)而異。,5.2 遙感圖像目視解譯基礎(chǔ),5.2.2 目視解譯方法 直接判讀法：依據(jù)判讀標(biāo)志直接識別地物屬性。如賽馬場,水體 對比分析法：與該地區(qū)已知的

5、資料或與實地對比，或通過對遙感圖像不同波段、不同時相的對比分析，從已知到未知的推斷過程來識別地物屬性，如：樹種的解譯。例圖 信息復(fù)合法：依據(jù)輔助資料，結(jié)合解譯標(biāo)志做出推斷，如：依據(jù)植被類型圖結(jié)合像片的色調(diào)、紋理特征做出解譯。 綜合推理法：依據(jù)已有知識，經(jīng)過分析、比較、綜合而做出的推斷，如：教學(xué)樓（辦公樓）與居民樓；鐵路與公路的解譯。由植被類型可推斷出土壤的類型，根據(jù)建筑密度可判斷人口規(guī)模等。 地理相關(guān)分析法：依據(jù)地學(xué)知識和地學(xué)基本規(guī)律做出的推斷、解譯，如：利用植被的垂直分帶性和水平分帶性，對植被類型的解譯等。,5.2 遙感圖像目視解譯基礎(chǔ),BACK,BACK,花都3千比例尺航片,5.2.3 遙

6、感圖像目視解譯的物理基礎(chǔ) 電磁輻射規(guī)律、電磁波譜及常用的電磁波段（回顧） 幾種典型地物的反射光譜特征：植被、土壤、水體、巖石 常見的衛(wèi)星平臺上的傳感器的波譜設(shè)置和光譜效應(yīng)： 氣象衛(wèi)星系列：NOAA系列和中國FY系列 陸地衛(wèi)星系列：（重點） Landsat系列：MSS、TM、ETM傳感器 SPOT系列：HRV、HRG、HRS傳感器 CBERS系列：CCD、IR-MSS、WF1傳感器 IKONOS系列：4m多光譜和1m全色，共5個波段 QuickBird系列：2.442.7m多光譜，0.61m全色，共5個波段 海洋衛(wèi)星系列：RadarSat系列（微波傳感器）,5.2 遙感圖像目視解譯基礎(chǔ),5.2.

7、4 攝影像片的解譯判讀 航空像片一般用攝影的方法獲得，航高在10km以內(nèi)的對流層。 航空攝影像片的比例尺大、分辨率高，常用直接判讀法和對比分析法。 一般依據(jù)航片上地物的形狀和色彩就可判讀地物屬性。 航空像片主要應(yīng)用在城市遙感中。 航片判讀：根據(jù)像片上反映的地物影像識別地物的性質(zhì)和數(shù)量特征，并研究其分布和發(fā)生發(fā)展的規(guī)律。 判讀之前要熟悉地物的光譜特性。 不同類型的遙感攝影像片，其解譯方法有所不同（參考教材）。,5.2 遙感圖像目視解譯基礎(chǔ),5.2.4 攝影像片的解譯判讀 一、居民地和道路的判讀 城市居民地的判讀特點：房屋稠密，面積較大，建筑物排列整齊，能判讀建筑物的形狀、高度和周邊環(huán)境。 農(nóng)村居

8、民地的判讀特點：小而分散，有農(nóng)田包圍，能判讀居民地的外形和面積及通向居民地的道路。 道路的判讀特點：道路一般都呈線狀分布，鐵路在航片上一般為深灰色調(diào)，轉(zhuǎn)彎較平滑均勻。沿線有停車站、水塔等附屬建筑，與其它道路相交時，一般為垂直交叉。公路轉(zhuǎn)彎較急，曲率半徑小，與鄉(xiāng)村大路相交不一定成直角。公路因路面材料不同在影像上的色調(diào)從淺灰到深灰，差別很大。鄉(xiāng)村道路的影像多為淺灰色或白色的線條，寬窄不一，邊緣往往不清晰 。,5.2 遙感圖像目視解譯基礎(chǔ),5.2.4 攝影像片的解譯判讀 二、水體的判讀 水體判讀主要依據(jù)影像的色調(diào)和形狀特征。它與水體深淺、混濁程度、水面懸浮物以及拍攝瞬間的光照條件有關(guān)。 河流判讀：界

9、線明顯、彎曲自然、寬窄不一的條帶狀。能判讀流向、河寬、流速、橋梁、碼頭等附屬物。 湖泊的判讀：輪廓明顯的形狀，湖岸線呈自然彎曲的閉合曲線。能判讀其形狀大小和面積。但當(dāng)湖泊中生有水草和其它植物時，邊界一般變得模糊，色調(diào)也較紊亂。 海域的判讀：能清晰地判讀出海岸線、潮侵地帶、高潮、低潮位置。 人工池塘、溝渠的判讀：一般形狀規(guī)整、面積較小。,5.2 遙感圖像目視解譯基礎(chǔ),5.2.4 攝影像片的解譯判讀 三、植被的判讀 判讀標(biāo)志為：形狀、色調(diào)/色彩和紋理結(jié)構(gòu)。 紋理結(jié)構(gòu)：地物的性質(zhì)不同，紋理結(jié)構(gòu)也不同，以此來判讀地物群體的性質(zhì)。 在進(jìn)行判讀時，植被的物候特征、樹種的立地條件和所使用的像片的比例尺不同判

10、讀標(biāo)志的作用也不同。植被判讀主要以判定植被群落的性狀，以及它們的分布規(guī)律為主。,5.2 遙感圖像目視解譯基礎(chǔ),5.2.4 攝影像片的解譯判讀 四、土壤的判讀 判讀標(biāo)志為：色調(diào)/色彩和紋理結(jié)構(gòu)（圖案）。 土壤判讀主要根據(jù)航片上所反映出的影像特征，確定各種土壤類型、性狀和分布范圍。在像片上直接判讀土壤是比較困難的，因為土壤沒有一定的幾何形狀，且往往被植被覆蓋。所以，在進(jìn)行土壤判讀時，要全面分析影像特征，在充分利用色調(diào)和圖案兩個主要判讀標(biāo)志情況下，運用邏輯推理法進(jìn)行綜合分析，相互驗證，才能取得較好的判讀效果。,5.2 遙感圖像目視解譯基礎(chǔ),5.2.4 攝影像片的解譯判讀 五、地質(zhì)地貌的判讀 判讀標(biāo)志

11、為：主要是圖型、色調(diào)和陰影等。 地貌影像的圖型包括平面輪廓及圖案以及地表高低起伏的特征。色調(diào)和陰影則可以幫助觀察分析各種地貌形態(tài)，獲得地貌的側(cè)面影像及其物質(zhì)組成方面的信息。水系在地貌判讀中的作用巨大，各種不同的水系往往與不同的地質(zhì)構(gòu)造、巖石類型、地貌類型有關(guān)，可以為地貌判讀提供依據(jù)。利用航片能判讀地貌的類型、形態(tài)。如流水地貌、冰川地貌、風(fēng)沙地貌、黃土地貌、火山地貌等。從航片上也可識別各種巖性及其分布，以及地質(zhì)構(gòu)造情況。,5.2 遙感圖像目視解譯基礎(chǔ),5.2.5 遙感掃描影像的解譯判讀 衛(wèi)星遙感以多波段為主，判讀前先進(jìn)行彩色增強(qiáng)處理，提高目視判讀的分辨率。 高分辨率的衛(wèi)星遙感圖像彩色合成后，與航

12、空像片的判讀方法類似。如IKONOS，QuickBird。 光譜特性：由于地物組成成分、結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)的差異，導(dǎo)致不同的地物對電磁波的反射存在著差異，并且致使地物的熱輻射性質(zhì)也不完全相同。同一地物在不同的波譜段，其反射的電磁波與熱輻射也有差異。反映在圖像上為：相同地物在不同波譜段圖像上色調(diào)會不同。這叫做地物的光譜效應(yīng)。判讀之前要熟悉地物的光譜特性。,5.2 遙感圖像目視解譯基礎(chǔ),5.2.5 遙感掃描影像的解譯判讀 遙感掃描影像特征 宏觀綜合概括性強(qiáng)信息量豐富動態(tài)觀測等特征 遙感掃描影像主要解譯標(biāo)志和方法 遙感掃描影像解譯標(biāo)志在許多方面與攝影像片類似。由于衛(wèi)星遙感影像一般比航空攝影像片比例尺要小

13、，色調(diào)和顏色在遙感影像中具有主要作用。 要知道影像的背景信息：如是什么投影，哪個傳感器的，哪個波段的，哪個區(qū)域和時相的等？同一地物在不同波段圖像上可能會呈現(xiàn)不同色調(diào)，組合可以有不同的顏色。 判讀方法主要是對比分析和地物紋理特征。（具體見教材P161162）,5.2 遙感圖像目視解譯基礎(chǔ),5.2.5 遙感掃描影像的解譯判讀 一、水體判讀 水體在衛(wèi)星圖像上要較其他地物容易判讀。 尤其在近紅外波段的影像上，由于水體對近紅外的強(qiáng)烈吸收，水體色調(diào)均勻且深，一般呈淺黑或黑色調(diào),與周圍地物的界限很清楚。 湖、河、海以其外部形態(tài)，很容易區(qū)別。 水中的泥沙含量等狀況，在可見光短波影像上有顯示。一般水淺或含沙量大

14、的色調(diào)淺。 水體明顯易判的特點，常作為其他地物定點定位的標(biāo)志。,5.2 遙感圖像目視解譯基礎(chǔ),水體目視判讀 海、河流、湖泊、水庫、魚塘,5.2.5 遙感掃描影像的解譯判讀 二、植被和土壤的判讀 衛(wèi)星圖像上，植被是群體的特征，不能反映個體的形態(tài)，只能判讀出植被的類型、生長狀況、分布范圍。 植被類型的判讀要依據(jù)紋理結(jié)構(gòu)和色調(diào)，并要有該地植物群落組成和植被分類圖等資料，要經(jīng)過實地調(diào)查和驗證。 植被的判讀一般要用多波段合成的圖像，如標(biāo)準(zhǔn)假彩色合成圖像。在該圖像上植被為紅色。 衛(wèi)星圖像土壤判讀時往往只能獲得周圍環(huán)境和有關(guān)成土因素的圖像特征。所以，以應(yīng)用土壤學(xué)原理進(jìn)行邏輯推理判讀為主。,5.2 遙感圖像目

15、視解譯基礎(chǔ),春季植被圖像3個波段,秋季植被圖象,森林植物分布圖,土壤在TM圖象上一般呈灰白色,沙 地,5.2.5 遙感掃描影像的解譯判讀 三、城鎮(zhèn)與道路的判讀 城鎮(zhèn)的光譜是建筑物和水泥下墊面的綜合反映，與周圍環(huán)境的反差較大，能判讀出城鎮(zhèn)的外形和面積。 城鎮(zhèn)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的判讀，取決于圖像的分辨率。 道路呈長條狀，故提高了分辨率，一般能判讀出形態(tài)和長度，區(qū)分道路的等級。,5.2 遙感圖像目視解譯基礎(chǔ),QuickBird 影像圖,Spot10米全色與TM30米多光譜融合衛(wèi)星影像,5.2.5 遙感掃描影像的解譯判讀 四、地質(zhì)地貌的判讀 地貌在衛(wèi)星圖像判讀時是較為直觀的要素。 衛(wèi)星圖像的比例尺小，能反映大的地貌形態(tài)特征，如平原、山地、丘陵。 能判讀主要的地貌類型及范圍，如風(fēng)沙地貌、黃土地貌、冰川地貌、火山地貌、流水地貌等。 衛(wèi)星圖像地質(zhì)判讀包括巖性和地質(zhì)構(gòu)造判讀。地質(zhì)構(gòu)造判讀一般效果較好；而巖性判讀，由于影響因素較多，判讀的難度較大。,5.2 遙感圖像目視解譯基礎(chǔ),5.2.5 遙感掃描影像的解譯判讀 五、土地覆蓋與土地利用的判讀 土地覆蓋與土地利用的含義大同小異。 圖像反映出來的是地表覆蓋狀況，該狀況的類型根據(jù)土地分類標(biāo)準(zhǔn)而定。 我國土地分類：一級大類統(tǒng)一，二級各地確定。 一級類型：耕地林地草地園地居住用地工礦用地交通用地水域特殊用地難利用地。,5.2 遙感圖像目視解譯基礎(chǔ),5.2.6 微