遙感概論課件：9遙感圖像目視解譯方法

1、1遙感圖像目視解譯方法 1遙感影象解譯標(biāo)志 直接解譯與間接解譯標(biāo)志2 一般原則3 常用的解譯方法4 圖像注記的認(rèn)識5 實例：北京地區(qū)LANDSAT TM圖像-解譯方法和解譯標(biāo)志的應(yīng)用 2遙感圖像目視解譯運用專業(yè)背景知識，通過肉眼觀察，經(jīng)過綜合分析、邏輯推理、驗證檢查把遙感圖像中所包含的地物信息提取和解析出來的過程；可借助某些工具，如放大鏡是人們通過遙感技術(shù)獲取目標(biāo)信息最直接、最基本的方法；圖像的增強(qiáng)處理和信息提取均離不開目視分析。3意義 基本技術(shù)和方法（技能） 識別地物、提取信息 (如土地利用變化) 進(jìn)行專題分析 輔助定量、數(shù)字圖像處理； -人工智能的計算機(jī)圖像分析系統(tǒng)4目視解譯原理空間結(jié)構(gòu)、

2、時間特點化學(xué)組分、物理屬性成像方式、探測波段投影方式、時空因素大小形狀、色調(diào)灰階畸變失真、成圖比例大小形狀、色調(diào)灰階畸變失真、成圖比例增強(qiáng)處理、信息提取邏輯推理、對比分析空間結(jié)構(gòu)、時間特點化學(xué)組分、物理屬性地表景觀成像過程遙感圖像遙感圖像地表景觀目視解譯目視解譯是遙感成像的逆過程5解譯標(biāo)志 直接標(biāo)志：是判讀目標(biāo)自身特點在影象上的直接 表現(xiàn)形式根據(jù)直接標(biāo)志，可直接判斷地物 間接標(biāo)志：圖像上能看出的和直接標(biāo)志密切聯(lián)系的地物特征二者的區(qū)別不是截然的遙感圖像上那些能夠作為識別、分析、判斷景觀地物的影象特征6間接解譯標(biāo)志 由于遙感技術(shù)的局限性，許多問題不能直接從目視判讀直接獲得答案，都需從其它相關(guān)事物間

3、之間的聯(lián)系，通過邏輯推理獲得判斷，這一過程叫間接解譯，所采用的依據(jù)稱間接解譯標(biāo)志。例如石油天然氣、環(huán)境質(zhì)量評價、城市人口等的遙感分析等間接標(biāo)志靈活、變化、難有規(guī)律可循。建立間接標(biāo)志需要豐富的知識背景和嚴(yán)密的邏輯推理，有時需要建立模型，是一種綜合分析、相關(guān)分析的方法。不同專業(yè)判讀有不同的間接標(biāo)志進(jìn)行地質(zhì)構(gòu)造分析，可以把水系形態(tài)、地貌類型作為間接標(biāo)志；城市人口判讀，將建筑物密度、樓層數(shù)、商業(yè)網(wǎng)點作為間接標(biāo)志；7輻射型水系(火山附近)向心型水系(盆地)長方格子狀水系(斷層)水系可作為地質(zhì)地貌解譯的間接標(biāo)志8昆侖山地區(qū)ASTER圖像9植物和它們的群落具有指示巖石、礦體以及環(huán)境狀況等。地質(zhì)構(gòu)造方面, 植

4、被常沿斷裂帶呈線性分布。在斷層錯動地區(qū)因巖性不同, 植被類型也因之發(fā)生變化 , 借此可判斷斷層的存在。土壤及其下墊巖石中某種元素或化合物的過剩對植物有非常明顯的影響, 它或者表現(xiàn)在植物的化學(xué)成分上 , 或者表現(xiàn)在植物的種類或形態(tài)、生理特點上, 因此，生長在環(huán)繞礦體的任何元素或化合物的分散暈范圍內(nèi)的植物, 常常表現(xiàn)出不同一般的特點。指示下伏地面成分或環(huán)境狀況 （如重金屬污染）油氣暈：植物中毒、巖石退色等間接標(biāo)志實例：地植物學(xué)的指示現(xiàn)象10地植物（geobotany）指示11直接解譯標(biāo)志形狀(Shape)大小(Size)色調(diào)(Tone)陰影(Shadow)圖案（樣式）(Pattern)布局(Ass

5、ociation)紋理(Texture)位置(Site)12直接解譯標(biāo)志形狀：地物的輪廓在影象平面的投影。需要根據(jù)影象比例尺和分辨率具體分析，注意畸變（雷達(dá)、航片邊緣）13大小：地物的尺寸、面積、體積等按比例縮小的相似記錄。根據(jù)比例尺在影象上量算，比較 市區(qū)建筑物：居民樓、工廠、倉庫、大型商場直接解譯標(biāo)志14色調(diào)：灰階（黑白）或色別與色階（彩色），最重要、最直觀的解譯標(biāo)志。 注意同物異譜、同譜異物直接解譯標(biāo)志注意兩片草地的色調(diào)差異15同物異譜、同譜異物同物異譜：同一物體或性質(zhì)相同的物體在不同條件（或相同條件）下具有不同的反射率，而表現(xiàn)出不同色調(diào)。同一種植被由于不同環(huán)境條件、不同生長期在同一影象

6、上表現(xiàn)處各種色調(diào)；同一地物光譜特征的變化；同譜異物：不同地物可能具有相同或相似的光譜特征不同植被具有相似的光譜特征16同譜異物175.9187.9199.272010.2921直接解譯標(biāo)志陰影：指一部分地面的反射或發(fā)射信息被地物自身或物體之間相互遮擋而不能達(dá)到傳感器的影象特征，表現(xiàn)出一種深色調(diào)到黑色調(diào)的特殊色調(diào)。可造成立體感，便于判斷地物性質(zhì)； 有時需去除地形起伏引起的部分陰影22高分辨率圖像中的陰影IKONOSQuickbird23一種陰影提取方法：直方圖閾值法24圖案(樣式, pattern)：景觀地物幾何特征隨影象比例尺變化在影象上的模型系統(tǒng)。 可識別的特征在空間的展布 果園中果樹的均勻

7、分布,市區(qū)中房屋等建筑物的分布 如衛(wèi)星影象上的條帶狀（繞山分布的梯田），在航片 上可清楚分辨直接解譯標(biāo)志雅典奧運場館25直接解譯標(biāo)志布局：物體間的空間配置。物體間一定的位置關(guān)系和排列方式，形成了很多天然和人工目標(biāo)特點。校園（CU-Boulder）磚廠：燒磚窯的高煙囪、取土坑、堆磚坯的場地、管理辦公室、（水體）26位置：地物間彼此相互關(guān)聯(lián)關(guān)系在影象上的反映，相互印證 沿海岸分布的灘涂、鹽地、沙灘；火山附近的熔巖；湖邊的蘆葦；荒漠中的紅柳直接解譯標(biāo)志27紋理：地物影象輪廓內(nèi)的色調(diào)變化的空間布局和頻率。 如點狀、粒狀、線狀、斑狀等 粗糙、平滑不同樹種的紋理直接解譯標(biāo)志28紋理29Image Text

8、ureSmoothTextureCoarse(rough)texture30建成區(qū)與農(nóng)村居民點,土壤31目視解譯一般原則總體觀察、綜合分析、對比分析、觀察方法正確、尊重影象客觀實際、解譯圖像耐心認(rèn)真、有價值的地方重點分析32總體觀察：從整體到局部對遙感圖像進(jìn)行觀察；綜合分析：應(yīng)用航空和衛(wèi)星圖像、地形圖及數(shù)理統(tǒng)計等綜合手段,參考前人調(diào)查資料, 結(jié)合地面實況調(diào)查和 地學(xué)相關(guān)分析法進(jìn)行圖像解譯標(biāo)志的綜合, 達(dá)到去粗取精、去偽存真的目的；對比分析：采用不同平臺、不同比例尺、不同時相、不同太陽高度角以及不同波段或不同方式組合的圖像進(jìn)行對比研究；觀察方法正確：需要進(jìn)行宏觀觀察的地方盡量采用衛(wèi)星圖像, 需要

9、細(xì)部觀察的地方盡量采用具有細(xì)部影像的航空像片 , 以解決圖像上“見而不識”的問題；一般原則33一般原則尊重圖像的客觀實際：圖像解詳標(biāo)志雖然具有地域性和可變性, 但圖像解譯標(biāo)志間的相關(guān)性卻是存在的 , 因此，應(yīng)依據(jù)影像特征作解譯；解譯耐心認(rèn)真：不能單純依據(jù)圖像上幾種解譯標(biāo)志草率下結(jié)論, 而應(yīng)該耐心認(rèn)真地觀察圖像上各種微小變異；重點分析：有重要意義的地段 , 要抽取若干典型區(qū)進(jìn)行詳細(xì)的測量調(diào)查 , 達(dá)到“從點到面”及印證解譯結(jié)果的目的。34目視解譯一般順序從已知到未知、先易后難、先山區(qū)后平原、先地表后深部、先整體后局部、先宏觀后微觀、先圖形后線形35一般順序從已知到未知是遙感圖像解譯必須遵循的原則

10、。 “已知”主要指解譯者自己最熟悉的環(huán)境地物, 或是別人最熟悉的環(huán)境地物, 如地形圖及有關(guān)資料等。所謂的未知就是圖像 上的影像顯示 , 根據(jù)己印證的影像在相鄰圖像上舉一反三 , 然后根據(jù)影像再在相應(yīng)地面 上找到新的地物, 這就是從己知到未知的含義。先易后難是指易識別的地物先確認(rèn), 然后根據(jù)客觀規(guī)律和影像特征不斷地進(jìn)行解譯實踐, 逐漸積累解譯經(jīng)驗, 取得解譯標(biāo)志，克服各種解譯困難的過程。36“先山區(qū)后平原 , 先地表后深部、先整體后局部 ,先宏觀后微觀, 先圖形后線形”等步驟亦屬先易后難的組成部分。例如, 由于山區(qū)基巖裸露, 影像清晰 , 而平原地區(qū)平坦, 影像較為模糊 , 所以前者容易辨識,

11、后者就比較困難，況且山區(qū)與平原在構(gòu)造上總有這樣那樣的牽連,因此，一方面在解譯上可以借鑒, 另一方面又可用“延續(xù)性分析”不斷擴(kuò)展。至于圓形構(gòu)造、線形構(gòu)造 , 在一般情況下, 兩者都易于發(fā)現(xiàn)。一般順序37目視解譯程序（流程）資料準(zhǔn)備階段初步解譯階段野外調(diào)查階段 (建立解譯標(biāo)志)詳細(xì)解譯階段制圖階段38目視解譯方法直判法對比法鄰比法動態(tài)對比法邏輯推理法39解譯方法 1. 直判法 直接通過遙感圖像的解譯標(biāo)志 , 就能確定地物存在和屬性的方法。一般具有明顯形狀、色調(diào)特征的地物和自然現(xiàn)象 , 例如河流、房屋、樹木等均可用直判法辨認(rèn)。對比法 將要解譯的遙感圖像, 與另一已知的遙感圖像樣片進(jìn)行對照, 確定地物

12、屬性的方法。但對比必須在相同或基本相同的條件下進(jìn)行, 例如, 遙感圖像種類應(yīng)相同, 成像條件、地區(qū)自然景觀、季相、地質(zhì)構(gòu)造特點等應(yīng)基本相同。 40體育場、館41機(jī)場用地機(jī)場占地面積很大，場地平整，一般呈長條形，跑道一般呈亮色且明顯一般位于郊區(qū)或獨立城鎮(zhèn)的較平坦地區(qū)42機(jī)場43東京橋44公園45公園463. 鄰比法 在同一張遙感圖像或相鄰遙感圖像上進(jìn)行鄰近比較, 從而區(qū)分出不同地物的方法, 稱為鄰比法。這種方法通常只能將地物的不同類型界線區(qū)分出來, 但不一定能鑒別地物的屬性。利用鄰比法時, 要求遙感圖像的色調(diào)或色彩保持正常。鄰比法最好是在同一張圖像范圍內(nèi)進(jìn)行。4. 動態(tài)對比法 利用同一地區(qū)不同時

13、相成像的遙感圖像加以對比分析 , 從而了解地物與自然現(xiàn)象的變化情況 , 稱為動態(tài)對比法。這種方法對自然動態(tài)的研究尤為重要, 如沙丘移動、泥石流活動、冰川進(jìn)退, 河道變遷、水庫明岸、河岸沖刷等。 利用不同時相圖像識別植被類型解譯方法47解譯方法5. 邏輯推理法 它是借助各種地物或自然現(xiàn)象之間的內(nèi)在聯(lián)系 , 用邏輯推理方法 , 間接判斷某一地物或自然現(xiàn)象的存在和屬性。 例如 , 當(dāng)發(fā)現(xiàn)河流兩側(cè)有小路通至岸邊 , 則可推斷該處是渡口或涉水處, 若附近河面上無渡船 , 就可確認(rèn)是河流涉水處。 火山熔巖火山48鐵路用地包括鐵路站場、鐵路線及其配套設(shè)施用地鐵路線：平（坡度?。⒅保◤潱?、（在黑白圖像上）呈

14、深灰色調(diào)，在大比例尺影象上還可以看處平行的鋼軌影象客運站：站前廣場、候車室、站臺、鐵路軌道等，據(jù)布局關(guān)系判斷貨運編組站：是辦理大量貨物列車編組和解體作業(yè)的車站，有各種車場、機(jī)務(wù)和車輛設(shè)備組成，并配有調(diào)車場、到達(dá)場和發(fā)出場。站場面積較大，有很多并排或交叉的鐵路線組成49火車站（ Quickbird）50北京站附近5152不同國家的農(nóng)業(yè)耕作樣式 (ASTER)美、美、德玻、泰、巴西53不丹的冰川（喜馬拉雅山脈） (ASTER)54美國墨西哥邊界地區(qū)(ASTER)55巴黎市(ASTER)56松花江(ASTER)河道的遷移57蘇伊士運河，埃及(ASTER)It connects the Mediter

15、ranean Sea with the Gulf of Suez, an arm of the Red Sea. 58維蘇威火山-歐洲大陸的活火山Vesuvius59GeoEye-1 圖像60GeoEye-1 圖像61圖像目視解譯實例:北京市TM影象分析62LANDSAT 系列衛(wèi)星成像儀器特征MSS第8 波段只被用于LANDSAT 3 儀器波段 （m）IFOV(m)（瞬間視場角）動態(tài)范圍（bits）RBVmRBVpMSSTMETM+1. 0.475-0.575 (blue)2. 0.580-0.680 (red)3. 0.689-0.830 (near IR)0.505-0.750 (panc

16、hromatic)4. 0.5-0.6 (green)5. 0.6-0.7 (red)6. 0.7-0.8 (near IR)7. 0.8-1.1 (near IR)8. 10.4-12.6 (thermal)1. 0.45-0.52 (blue)2. 0.52-0.60 (green)3. 0.63-0.69 (red)4. 0.76-0.90 (near IR)5. 1.55-1.75 (shortwave IR)7. 2.08-2.35 (shortwave IR)6. 10.4-12.5 (thermal) 波段同TM，加一個全色波段（panchromatic）79*7979*7979

17、*7979*7979*7979*7979*79240*24030*3030*3030*3030*3030*3030*30120*120第6波段為60*60，全色波段為15*15，其余同TM，66668888888863TM不同光譜波段的特征、用途1：0.45-0.52 對水體有一定的穿透能力，可用于土地利用、土壤、植被分析，明顯受大氣影響（散射、吸收）2：0.52-0.60 綠色植物3：0.63-0.90 強(qiáng)烈吸收葉綠素，植被識別，受大氣衰減比1和2 少，也用于土壤、地質(zhì)分析4：0.76-0.90 植被生物量、土壤/作物、陸地/水5：1.55-1.75 對渾濁度、植物水分含量敏感，也用于區(qū)分云

18、、雪、冰 水文研究6：10.4-12.5 熱紅外，地?zé)?、熱慣量，地質(zhì)、植被、土壤7：2.08-2.35 區(qū)分巖石、土壤、熱液蝕變64圖像注記圖像四周的符號和注記像幅重疊符號（+）縱向重疊符號（-，T）坐標(biāo)注記灰標(biāo)圖像下部的注記行65圖像下部的注記行24MAY75 C N40-10/E115-51 N N40-10/E155-55 MSS 4567 成像日期 圖像中心點 經(jīng)緯度 星下點（天底點，NADIR）遙感器 通道 R (或D) SUN EL58 AZ120 191-1692-A-1-N-D-1L 延時發(fā)送（或?qū)崟r發(fā)送），太陽高度角和方位角，運行方位-軌道圈數(shù)-地面接收站代號-滿幅-正常處理- 中心點坐標(biāo)是按天體星歷計算的（P：按軌道星歷計算的）-線性方式資料發(fā)送（2，壓縮方式）-低增益（H 高增益）NASA ERTS E-2122-02183-7 01發(fā)射機(jī)構(gòu)和衛(wèi)星名稱 第幾顆衛(wèi)星 發(fā)射后的第幾天 格林威治時間 通道號 第幾次使用-成像日期 Center Nadir MSS TM Record/Downlink SUN ELevation AZimuth NASA ERTS LANDSAT 時間（五位，時分秒）Descendin