遙感地質(zhì)學(xué)2.地質(zhì)解譯標(biāo)志與遙感圖像地學(xué)分析方法

1、n第二部分第二部分 遙感地質(zhì)遙感地質(zhì)一、一、 地質(zhì)解譯標(biāo)志與遙感圖像地學(xué)分析方法地質(zhì)解譯標(biāo)志與遙感圖像地學(xué)分析方法1 1 地質(zhì)解譯的目標(biāo)與要求地質(zhì)解譯的目標(biāo)與要求2 2 地質(zhì)解譯標(biāo)志地質(zhì)解譯標(biāo)志3 3 遙感地學(xué)分析方法遙感地學(xué)分析方法1 1 地質(zhì)解譯的目標(biāo)與要求地質(zhì)解譯的目標(biāo)與要求n解譯的涵義解譯的涵義 地質(zhì)解譯地質(zhì)解譯是從遙感圖像上獲取目標(biāo)地物信息的過程。是從遙感圖像上獲取目標(biāo)地物信息的過程。具體是指專業(yè)人員通過應(yīng)用各種解譯技術(shù)和方法在遙感圖具體是指專業(yè)人員通過應(yīng)用各種解譯技術(shù)和方法在遙感圖像上識(shí)別出地質(zhì)體，地質(zhì)現(xiàn)象的物性和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，測算出像上識(shí)別出地質(zhì)體，地質(zhì)現(xiàn)象的物性和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，測算出某

2、種數(shù)量指標(biāo)的過程。某種數(shù)量指標(biāo)的過程。1 1 地質(zhì)解譯的目標(biāo)與要求地質(zhì)解譯的目標(biāo)與要求n地質(zhì)解譯的目標(biāo)與要求地質(zhì)解譯的目標(biāo)與要求判明各種地質(zhì)體和地質(zhì)現(xiàn)象的形態(tài)特征與屬性，它們判明各種地質(zhì)體和地質(zhì)現(xiàn)象的形態(tài)特征與屬性，它們的延伸方向，并盡可能確定其邊界；的延伸方向，并盡可能確定其邊界；量測地質(zhì)體的各種參數(shù)；量測地質(zhì)體的各種參數(shù)；推測各分析各種地質(zhì)體、地質(zhì)現(xiàn)象在時(shí)間上、空間上、推測各分析各種地質(zhì)體、地質(zhì)現(xiàn)象在時(shí)間上、空間上、成因上的相互關(guān)系；成因上的相互關(guān)系；編制各種解譯圖件。編制各種解譯圖件。2 2 地質(zhì)解譯標(biāo)志地質(zhì)解譯標(biāo)志n對圖像進(jìn)行解譯時(shí)首先必須了解并建立針對地物不同目標(biāo)對圖像進(jìn)行解譯時(shí)首先

3、必須了解并建立針對地物不同目標(biāo)的解譯標(biāo)志。的解譯標(biāo)志。解譯標(biāo)志分為直接解譯標(biāo)志和間接解譯標(biāo)志。解譯標(biāo)志分為直接解譯標(biāo)志和間接解譯標(biāo)志。直接解譯標(biāo)志直接解譯標(biāo)志是指能夠直接反映和表現(xiàn)目標(biāo)地物信息的遙感圖像是指能夠直接反映和表現(xiàn)目標(biāo)地物信息的遙感圖像各種特征，解譯者利用直接解譯標(biāo)志可以直接識(shí)別遙感圖像上的各種特征，解譯者利用直接解譯標(biāo)志可以直接識(shí)別遙感圖像上的目標(biāo)地物。目標(biāo)地物。間接解譯標(biāo)志間接解譯標(biāo)志是指遙感圖像上能夠間接反映和表現(xiàn)目標(biāo)地物的特是指遙感圖像上能夠間接反映和表現(xiàn)目標(biāo)地物的特征，借助間接解譯標(biāo)志可以推斷與某地物的屬性相關(guān)的其他現(xiàn)象。征，借助間接解譯標(biāo)志可以推斷與某地物的屬性相關(guān)的其他

4、現(xiàn)象。n地質(zhì)解譯標(biāo)志地質(zhì)解譯標(biāo)志 用以識(shí)別地質(zhì)體和地質(zhì)現(xiàn)象用以識(shí)別地質(zhì)體和地質(zhì)現(xiàn)象, ,并能說明其性質(zhì)和特點(diǎn)以及相互關(guān)系并能說明其性質(zhì)和特點(diǎn)以及相互關(guān)系的影像特征。的影像特征。2 2 地質(zhì)解譯標(biāo)志地質(zhì)解譯標(biāo)志n在對遙感圖像進(jìn)行解譯時(shí)，由于圖像的下述原因在對遙感圖像進(jìn)行解譯時(shí)，由于圖像的下述原因?qū)е铝私忉尩碾y度：導(dǎo)致了解釋的難度： 視角（頂視、側(cè)視）與日常肉眼不同視角（頂視、側(cè)視）與日常肉眼不同 影像的波段范圍超出了肉眼所熟悉的可見光范圍影像的波段范圍超出了肉眼所熟悉的可見光范圍 對不同地物的反射特性不很了解對不同地物的反射特性不很了解2 2 地質(zhì)解譯標(biāo)志地質(zhì)解譯標(biāo)志n解譯的要素解譯的要素v水系

5、標(biāo)志水系標(biāo)志季節(jié)季節(jié) 影響影響土壤、植被標(biāo)志土壤、植被標(biāo)志人類活動(dòng)標(biāo)志人類活動(dòng)標(biāo)志色調(diào)與色彩色調(diào)與色彩是圖像上反映目標(biāo)物的相對亮度或顏色；是圖像上反映目標(biāo)物的相對亮度或顏色；它是區(qū)分不同目標(biāo)物的它是區(qū)分不同目標(biāo)物的最基本要素最基本要素；色調(diào)的深淺在不同類型遙感圖像上其色調(diào)的深淺在不同類型遙感圖像上其物理涵義不同物理涵義不同；色調(diào)的深淺是色調(diào)的深淺是相對的相對的；在同一幅遙感圖像上，即成像條件基本相同，物性相同的地物理應(yīng)有在同一幅遙感圖像上，即成像條件基本相同，物性相同的地物理應(yīng)有相近色調(diào)，實(shí)際上卻不完全相同，或差異很大。所以應(yīng)用色調(diào)標(biāo)志時(shí)相近色調(diào)，實(shí)際上卻不完全相同，或差異很大。所以應(yīng)用色調(diào)標(biāo)

6、志時(shí)應(yīng)作應(yīng)作具體分析具體分析；對于多光譜遙感圖像，對于多光譜遙感圖像，不同波段組合可以有不同的顏色不同波段組合可以有不同的顏色，目視判讀前，目視判讀前需要了解圖像采用哪些波段合成，每個(gè)波段分別被賦予何種顏色需要了解圖像采用哪些波段合成，每個(gè)波段分別被賦予何種顏色；人眼分辨色彩的能力比分辨黑白灰階高得多，可以分出百種以上色彩人眼分辨色彩的能力比分辨黑白灰階高得多，可以分出百種以上色彩的變化。因此的變化。因此利用色彩標(biāo)志對地質(zhì)解譯是十分重要的利用色彩標(biāo)志對地質(zhì)解譯是十分重要的。n白色調(diào)和淺色調(diào)：白色調(diào)和淺色調(diào)：冰、雪、干燥砂子，反射率接近冰、雪、干燥砂子，反射率接近100100，圖像上呈淺色調(diào)。鹽

7、堿土、大理巖在可見光波段也是淺色圖像上呈淺色調(diào)。鹽堿土、大理巖在可見光波段也是淺色調(diào)。調(diào)。n中等灰色調(diào)中等灰色調(diào)如石灰?guī)r、白云巖、石膏層，淺色花崗巖等。如石灰?guī)r、白云巖、石膏層，淺色花崗巖等。n深色調(diào)深色調(diào)是含暗色礦物較多的巖漿巖，鐵染的褐色砂巖，風(fēng)是含暗色礦物較多的巖漿巖，鐵染的褐色砂巖，風(fēng)化不深的煤層及煤系地層等。化不深的煤層及煤系地層等。n斑狀色調(diào)斑狀色調(diào)，如出現(xiàn)在地質(zhì)體中，多與局部成分改變或含水，如出現(xiàn)在地質(zhì)體中，多與局部成分改變或含水程度變化有關(guān)。程度變化有關(guān)。n條帶狀色調(diào)條帶狀色調(diào)，巖層或帶狀分布的植被，農(nóng)作物構(gòu)成帶狀色，巖層或帶狀分布的植被，農(nóng)作物構(gòu)成帶狀色調(diào)。調(diào)。 注意植被顏色

8、注意植被顏色的微小變化的微小變化的變化的變化可很好地識(shí)別可很好地識(shí)別不同的地物不同的地物顯示能顯示能增強(qiáng)我們識(shí)別增強(qiáng)我們識(shí)別微細(xì)變化的能微細(xì)變化的能力力是地物的周界或輪廓所構(gòu)成的一種空間是地物的周界或輪廓所構(gòu)成的一種空間形式，形式，反映出目標(biāo)體的基本結(jié)構(gòu)、外型反映出目標(biāo)體的基本結(jié)構(gòu)、外型等等它是一個(gè)它是一個(gè)很好的解釋線索很好的解釋線索人類活動(dòng)的產(chǎn)物往往有直線型邊界人類活動(dòng)的產(chǎn)物往往有直線型邊界自然產(chǎn)物往往有不規(guī)則的邊界自然產(chǎn)物往往有不規(guī)則的邊界( (如森林如森林) )樹樹沖積扇沖積扇冰丘冰丘火山口火山口立交橋立交橋河流河流 n大小反映出目標(biāo)體的尺度大小反映出目標(biāo)體的尺度n它有助于目標(biāo)物的解釋它

9、有助于目標(biāo)物的解釋可根據(jù)已知標(biāo)準(zhǔn)尺寸的目標(biāo)物（如球可根據(jù)已知標(biāo)準(zhǔn)尺寸的目標(biāo)物（如球場）來測算圖像的比例尺場）來測算圖像的比例尺可根據(jù)目標(biāo)物的一般尺寸來測算圖像的可根據(jù)目標(biāo)物的一般尺寸來測算圖像的大約比例尺（如汽車的長度大約比例尺（如汽車的長度) )J紋理是色調(diào)變化的空間頻率紋理是色調(diào)變化的空間頻率J粗糙紋理粗糙紋理 表現(xiàn)為灰度上的唐突變化，表面粗糙表現(xiàn)為灰度上的唐突變化，表面粗糙或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的地物反映為粗糙的紋理或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的地物反映為粗糙的紋理J精細(xì)紋理精細(xì)紋理 表現(xiàn)為微小的變化，是物性均一性的表現(xiàn)為微小的變化，是物性均一性的表現(xiàn)（如原野、瀝青、草地）表現(xiàn)（如原野、瀝青、草地）紋理紋理 text

10、uretexture紋理反映了粗糙度，可幫助紋理反映了粗糙度，可幫助我們作精細(xì)的分析，如左圖我們作精細(xì)的分析，如左圖光滑紋理反映原野，粗糙紋光滑紋理反映原野，粗糙紋理反映樹林理反映樹林商業(yè)區(qū)與商業(yè)區(qū)與居民區(qū)居民區(qū)J圖案是目標(biāo)影像在空間上圖案是目標(biāo)影像在空間上的排列形式的排列形式 J相似的色調(diào)、紋理形狀、相似的色調(diào)、紋理形狀、大小、陰影、植被等的有大小、陰影、植被等的有序排列將產(chǎn)生一個(gè)極易識(shí)序排列將產(chǎn)生一個(gè)極易識(shí)別的圖案別的圖案房屋與人行道房屋與人行道遙感圖像上的地物，其細(xì)節(jié)不外由點(diǎn)、斑、線、紋、垅、遙感圖像上的地物，其細(xì)節(jié)不外由點(diǎn)、斑、線、紋、垅、鏈、格、柵等影紋所組成。其有規(guī)律地重復(fù)出現(xiàn)而構(gòu)

11、成鏈、格、柵等影紋所組成。其有規(guī)律地重復(fù)出現(xiàn)而構(gòu)成各種圖案各種圖案 。圖案圖案patternpattern沼澤地沼澤地常見的影紋圖案常見的影紋圖案z條帶狀：條帶狀：如由巖層層理構(gòu)成條帶狀影紋。如由巖層層理構(gòu)成條帶狀影紋。z網(wǎng)格狀：網(wǎng)格狀：如區(qū)域性兩組組成多組層理、裂隙、沖溝等地如區(qū)域性兩組組成多組層理、裂隙、沖溝等地物組成的影紋。物組成的影紋。z環(huán)帶狀：環(huán)帶狀：是由圓、橢圓形地物組成的影紋。是由圓、橢圓形地物組成的影紋。z垅狀：垅狀：硬的巖層、垅崗、沙攏組成。硬的巖層、垅崗、沙攏組成。 z鏈狀：鏈狀：新月沙丘鏈?zhǔn)堑湫玩湢?。新月沙丘鏈?zhǔn)堑湫玩湢睢斑點(diǎn)狀和斑塊狀：斑點(diǎn)狀和斑塊狀：大比例尺航片上的

12、樹林常成斑點(diǎn)狀，大比例尺航片上的樹林常成斑點(diǎn)狀，而細(xì)碎的田塊則成斑塊狀。而細(xì)碎的田塊則成斑塊狀。TMTM、MSSMSS圖像上華北平原的圖像上華北平原的村落也是斑塊狀的。村落也是斑塊狀的。 shadowshadow陰影也是幫助圖像解釋的重要要素，因?yàn)殛幱耙彩菐椭鷪D像解釋的重要要素，因?yàn)樗煞从衬繕?biāo)體的輪廓與高度信息。它可反映目標(biāo)體的輪廓與高度信息。它是形態(tài)與色調(diào)的派生解譯標(biāo)志。它是形態(tài)與色調(diào)的派生解譯標(biāo)志。陰影也是識(shí)別地形信息的重要要素。陰影也是識(shí)別地形信息的重要要素。shadow陰影分本影與落影陰影分本影與落影本影：本影：物體未被陽光直射的陰暗部物體未被陽光直射的陰暗部分稱為本影，即本身的陰影

13、。山的分稱為本影，即本身的陰影。山的陰坡，瓦屋的背陰坡，樹冠的背陰陰坡，瓦屋的背陰坡，樹冠的背陰那面都是它們的本影。本影有助于那面都是它們的本影。本影有助于獲得地物的立體感。山體的陽坡明獲得地物的立體感。山體的陽坡明亮，陰坡較暗，其明暗的分界線為亮，陰坡較暗，其明暗的分界線為山脊線和山谷線。山脊線和山谷線。落影：落影：地物投落在墻面的影子為落地物投落在墻面的影子為落影，即投落陰影。落影可以識(shí)別地影，即投落陰影。落影可以識(shí)別地物側(cè)面的輪廓，如山脊形態(tài)、橋梁物側(cè)面的輪廓，如山脊形態(tài)、橋梁的孔數(shù)和結(jié)構(gòu)類型等。落影還可以的孔數(shù)和結(jié)構(gòu)類型等。落影還可以判明地物的高度。判明地物的高度。 根據(jù)落影長度計(jì)算地

14、物高度：根據(jù)落影長度計(jì)算地物高度： h hT Ttgtg 為太陽高度角。當(dāng)為太陽高度角。當(dāng) = 45= 45度時(shí)，陰影長度正好等于度時(shí)，陰影長度正好等于物體的高度。落影的長度、方向隨成像日期、時(shí)間、物體的高度。落影的長度、方向隨成像日期、時(shí)間、緯度的不同，太陽高度角有規(guī)律變化。緯度的不同，太陽高度角有規(guī)律變化。shadow熱紅外圖像的陰影是陰影處太陽輻射未直接熱紅外圖像的陰影是陰影處太陽輻射未直接照到而溫度較低，呈現(xiàn)暗色調(diào)，稱為熱陰影。照到而溫度較低，呈現(xiàn)暗色調(diào)，稱為熱陰影。根據(jù)陰影判斷目標(biāo)物為煙根據(jù)陰影判斷目標(biāo)物為煙囪，并反映了它的高度囪，并反映了它的高度陰影表現(xiàn)出假陰影表現(xiàn)出假的立體效果的

15、立體效果T通過相互關(guān)系的分析，有助于目標(biāo)物的判明通過相互關(guān)系的分析，有助于目標(biāo)物的判明居民區(qū)附近的學(xué)校、運(yùn)動(dòng)場地居民區(qū)附近的學(xué)校、運(yùn)動(dòng)場地湖中的船、碼頭及娛樂場所湖中的船、碼頭及娛樂場所船植被生長反映出多植被生長反映出多孔滲水巖層孔滲水巖層 水系是非常重要的一種解譯標(biāo)志水系是非常重要的一種解譯標(biāo)志, ,對地形、地貌、巖性、對地形、地貌、巖性、構(gòu)造解譯都非常有用。構(gòu)造解譯都非常有用。 水系是多級水道組合而成的水文網(wǎng)水系是多級水道組合而成的水文網(wǎng)，在遙感圖像尤其是近，在遙感圖像尤其是近紅外波段的圖像上可以清晰看到。紅外波段的圖像上可以清晰看到。 地質(zhì)解譯時(shí)，地質(zhì)解譯時(shí)，對末級的支溝、小溪等水文網(wǎng)尤

16、為關(guān)注對末級的支溝、小溪等水文網(wǎng)尤為關(guān)注，它，它們對構(gòu)造分析與巖性解譯有用。們對構(gòu)造分析與巖性解譯有用。 水系分級水系分級按水動(dòng)力學(xué)的最小一級為第一級，支流與支流匯按水動(dòng)力學(xué)的最小一級為第一級，支流與支流匯合后，級別的增加為前二條支流級別的代數(shù)和合后，級別的增加為前二條支流級別的代數(shù)和。2.8.12.8.1水系類型和水系分析水系類型和水系分析v 地質(zhì)解譯中五級水流劃分地質(zhì)解譯中五級水流劃分： 1 13 3級級沖溝沖溝 2 2、3 3級級沖溝與巖性和地質(zhì)構(gòu)沖溝與巖性和地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系密切，是水系分析的重點(diǎn)造關(guān)系密切，是水系分析的重點(diǎn) 4 4、5 5級級為常年流水或較大的為常年流水或較大的季節(jié)性流水的

17、河道，組成一個(gè)基季節(jié)性流水的河道，組成一個(gè)基本水系的主要干流本水系的主要干流2.8.1 2.8.1 水系類型和水系分析水系類型和水系分析水系總長度水系總長度/ /單位面積（單位面積（m/m2m/m2） v 水系密度水系密度支溝間距（支溝間距（m m）v 水系的均勻性、對稱性、方向性水系的均勻性、對稱性、方向性v 沖溝形態(tài)沖溝形態(tài)地表徑流匯合下切形成沖溝地表徑流匯合下切形成沖溝砂巖、砂礫巖、火成巖水系類型水系類型 （水系格局、水系形式）（水系格局、水系形式） 水文網(wǎng)的平面組合形態(tài)水文網(wǎng)的平面組合形態(tài)2.8.22.8.2樹枝狀水系樹枝狀水系A(chǔ) 特點(diǎn)：特點(diǎn)：各級支流自由發(fā)展各級支流自由發(fā)展, ,無明

18、顯方無明顯方向性向性, ,支流與次級支流銳角相交。支流與次級支流銳角相交。 A 發(fā)育區(qū)：發(fā)育區(qū)：構(gòu)造簡單、巖性單一、產(chǎn)狀構(gòu)造簡單、巖性單一、產(chǎn)狀平緩、地形坡度不大。平緩、地形坡度不大。A 變種變種:鉗狀溝頭樹枝狀鉗狀溝頭樹枝狀花崗巖等球花崗巖等球形風(fēng)化明顯的巖石區(qū)形風(fēng)化明顯的巖石區(qū) 2.8.3 2.8.3 角狀水系角狀水系 z 特點(diǎn)：特點(diǎn)：主流常呈尖銳的角狀彎主流常呈尖銳的角狀彎曲曲受斷裂構(gòu)造控制角度大小和受斷裂構(gòu)造控制角度大小和方向與巖性有關(guān)：方向與巖性有關(guān)： z 發(fā)育區(qū)：發(fā)育區(qū)：砂巖、石灰?guī)r、花崗巖、砂巖、石灰?guī)r、花崗巖、板巖、大理巖地區(qū)。板巖、大理巖地區(qū)。2.8.42.8.4格狀水系格狀

19、水系 特點(diǎn)特點(diǎn): :主要支流與次級支流成一角度相交主要支流與次級支流成一角度相交, ,呈格狀呈格狀或菱格狀?；蛄飧駹睢?發(fā)育區(qū)發(fā)育區(qū): :堅(jiān)硬巖石受共軛裂隙或斷裂控制堅(jiān)硬巖石受共軛裂隙或斷裂控制變種：變種：“豐豐”字形。字形。格格 狀狀 水水 系系格狀水系格狀水系2.8.52.8.5平行狀水系平行狀水系 特點(diǎn)特點(diǎn): :多條支流相互平行，并以近似多條支流相互平行，并以近似 的角度與主流交匯，形似馬尾。的角度與主流交匯，形似馬尾。 發(fā)育區(qū)發(fā)育區(qū): : 大面積玄武巖流傾斜地表、大面積玄武巖流傾斜地表、單面山層面坡、濱海平原、大沖積單面山層面坡、濱海平原、大沖積扇、掀斜構(gòu)造的傾斜面。扇、掀斜構(gòu)造的傾斜

20、面。平行狀水系平行狀水系平行狀水系平行狀水系2.8.62.8.6放射狀及環(huán)狀水系放射狀及環(huán)狀水系 特點(diǎn)特點(diǎn): :水流從中心向四周流的離心型水水流從中心向四周流的離心型水系系 h 放射狀放射狀車輪輻條狀車輪輻條狀 發(fā)育區(qū)發(fā)育區(qū): :火山錐小的渾圓形侵入體火山錐小的渾圓形侵入體 h 環(huán)狀環(huán)狀由放射狀水系發(fā)育而成，支由放射狀水系發(fā)育而成，支流環(huán)繞中心呈環(huán)狀，形似年輪流環(huán)繞中心呈環(huán)狀，形似年輪 發(fā)育區(qū)發(fā)育區(qū): :沉積巖層構(gòu)成的構(gòu)造穹隆沉積巖層構(gòu)成的構(gòu)造穹隆放射狀及環(huán)狀水系放射狀及環(huán)狀水系45 放射狀及放射狀及 環(huán)狀水系環(huán)狀水系2.8.72.8.7向心狀水系向心狀水系 J 特點(diǎn)特點(diǎn): :放射狀支流由四周

21、向中心匯集放射狀支流由四周向中心匯集 J 發(fā)育區(qū)發(fā)育區(qū): :構(gòu)造盆地、局部沉降區(qū)、洼地構(gòu)造盆地、局部沉降區(qū)、洼地2.8.82.8.8倒鉤狀水系倒鉤狀水系 特點(diǎn)特點(diǎn): :支流以鈍角匯入主流且支流以鈍角匯入主流且與主流流向相反與主流流向相反 發(fā)育區(qū)發(fā)育區(qū): :斷裂控制或河流襲奪斷裂控制或河流襲奪2.8.92.8.9星狀水系星狀水系T 特點(diǎn)特點(diǎn): :地表水流無完整格局，許多大大小小的集水盆地彼地表水流無完整格局，許多大大小小的集水盆地彼此此 分立，似群星散落地表，呈星點(diǎn)狀，地表河有時(shí)突然分立，似群星散落地表，呈星點(diǎn)狀，地表河有時(shí)突然潛入地下成為潛流，有時(shí)潛流又以泉或河的形式出露地潛入地下成為潛流，有時(shí)潛流又以泉或河的形式出露地表表 T 發(fā)育區(qū)發(fā)育區(qū): :氣候濕熱區(qū)的石灰?guī)r、白云巖、溶蝕漏斗、溶蝕氣候濕熱區(qū)的石灰?guī)r、白云巖、溶蝕漏斗、溶蝕洼地、溶洞等對流水起控制作用洼地、溶洞等對流水起控制作用星狀水系星狀水系2.8.102.8.10羽狀水系羽狀水系 砂巖中的羽毛狀水系砂巖中的羽毛狀水系 特點(diǎn)特點(diǎn): :小沖溝密集，與支流近小沖溝密集，與支流近直交，形似羽毛直交，形似羽毛 發(fā)育區(qū)發(fā)育區(qū): :均勻細(xì)粒結(jié)