遙感實(shí)驗(yàn)1-立體像對(duì)

遙感實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)一航片的立體觀察與判讀標(biāo)志的建立2021/5/91一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解航片上的像片重疊度并進(jìn)行測(cè)量——主要是航向重疊；2．學(xué)會(huì)利用立體鏡進(jìn)行立體觀察，包括觀察正立體效應(yīng)與反立體效應(yīng)3．學(xué)會(huì)建立遙感影像判讀標(biāo)志，并能夠利用判讀標(biāo)志閱讀遙感影像2021/5/92二、實(shí)驗(yàn)原理早在1839年，英國(guó)著名的科學(xué)家溫特斯頓就在思考一個(gè)問(wèn)題——“人類觀察到的世界為什么是立體的？”進(jìn)過(guò)一系列研究發(fā)現(xiàn)：因?yàn)槿碎L(zhǎng)著兩只眼睛。人雙眼大約相隔6.5厘米，觀察物體兩只眼睛從不同的位置和角度注視著物體，左眼看到左側(cè)，右眼看到右側(cè)2021/5/93大腦可以通過(guò)對(duì)比這兩副不同的“影像”自動(dòng)區(qū)分出物體的距離遠(yuǎn)近，從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的立體感。引起這種立體感覺(jué)的效應(yīng)叫做“視覺(jué)位移”，形成天然的立體觀察。

用兩只眼睛同時(shí)觀察一個(gè)物體時(shí)物體上每一點(diǎn)對(duì)兩只眼睛都有一個(gè)張角。物體離雙眼越近，其上每一點(diǎn)對(duì)雙眼的張角越大，視差位移也越大。2021/5/94二、實(shí)驗(yàn)原理交會(huì)角：根據(jù)幾何關(guān)系，視線的交會(huì)角α的大小決定地物點(diǎn)的遠(yuǎn)近，交會(huì)角大的物體距離近，交會(huì)角小的物體距離遠(yuǎn)。關(guān)系式如下：2021/5/95二、實(shí)驗(yàn)原理一般情況下，D等于25cm時(shí)眼睛感覺(jué)最舒服，該距離為明視距離。α小于30′時(shí)，就逐漸失去辨別遠(yuǎn)近的能力，這時(shí)的距離一般為450ｍ，所以450ｍ為人眼能看出立體的觀察半徑。2021/5/96二、實(shí)驗(yàn)原理(一)立體觀察原理用光學(xué)儀器或肉眼對(duì)一定重疊率的像對(duì)進(jìn)行觀察，獲得地物和地形的光學(xué)立體模型，稱為像片的立體觀察。人的雙眼具有觀察事物遠(yuǎn)近和產(chǎn)生立體感覺(jué)的能力航攝像片的立體觀察就是模仿人眼觀察立體時(shí)所需要的條件，使人們建立起立體的感覺(jué)。2021/5/97二、實(shí)驗(yàn)原理●人造立體觀察1）人造立體視覺(jué)：如右圖所示，通過(guò)觀察影像，不觀察實(shí)物而獲取的立體感覺(jué)稱為人造立體視覺(jué)。空間景物在感光材料上構(gòu)像，再用人眼觀察構(gòu)像的像片產(chǎn)生生理視差，重建空間景物的立體視覺(jué)，所看的空間景物稱為立體影像，產(chǎn)生的立體視覺(jué)稱為人造立體視覺(jué)。2021/5/98二、實(shí)驗(yàn)原理2）立體像對(duì)采用攝影方法，在不同的攝影站，用同一焦距的航攝儀對(duì)同一地物進(jìn)行攝影，得到兩張類似于視網(wǎng)膜物體形像性質(zhì)的像片，這兩張像片稱作立體像對(duì)，簡(jiǎn)稱像對(duì)。像對(duì)上的影像有著類似生理視差的一種視差，叫做左右視差。2021/5/99二、實(shí)驗(yàn)原理3）人造立體觀察當(dāng)用雙眼去觀察一組立體像對(duì)時(shí)，像片影像的不同左右視差，反映到雙眼就構(gòu)成了不等的生理視差，由此便產(chǎn)生了與觀察實(shí)物一樣的立體感覺(jué)。將這種在一定的人為條件下，通過(guò)對(duì)立體像對(duì)進(jìn)行觀察，從而獲取立體感覺(jué)的觀察叫人造立體觀察。這就是利用航攝像片進(jìn)行立體觀察的基本原理。2021/5/910

二、實(shí)驗(yàn)原理（二）航片重疊度在拍攝特定目標(biāo)時(shí)，常采用航線連續(xù)拍攝。1.

航向重疊度沿一條航線對(duì)地面上狹長(zhǎng)地帶或線狀地物進(jìn)行的連續(xù)攝影。相鄰兩像片之間有一部分互相重疊，這重疊的部分叫航向重疊。航向重疊的面積與一張像片的總面積之比稱為航向重疊度，它一般為60％，不得小于53％。2021/5/911

二、實(shí)驗(yàn)原理航向重疊123456單張像片的覆蓋面積123456立體重疊區(qū)2021/5/912二、實(shí)驗(yàn)原理2.

旁向重疊度沿?cái)?shù)條互相平行的直線航線對(duì)一個(gè)廣大地區(qū)進(jìn)行的連續(xù)的，布滿全區(qū)的攝影。它除了有航向重疊外，在相鄰航線的諸相鄰像片之間應(yīng)有一定的旁向重疊。旁向重疊面積與一張像片的總面積之比叫做旁向重疊度，一般為15％～30％。2021/5/913二、實(shí)驗(yàn)原理旁向重疊航向重疊2021/5/914二、實(shí)驗(yàn)原理（三）航空像片的立體觀察兩個(gè)相機(jī)從相距一定距離的兩點(diǎn)對(duì)同一目標(biāo)進(jìn)行攝影，產(chǎn)生的重疊圖像，就是立體像對(duì)。將成為像對(duì)的來(lái)兩張遙感影像并排排列，如果左眼看左邊的圖像，右眼看右邊的圖像，就會(huì)產(chǎn)生目標(biāo)物的立體視覺(jué)效果，稱為立體觀察。2021/5/915二、實(shí)驗(yàn)原理1.像對(duì)的立體觀察條件根據(jù)天然立體觀察的性質(zhì)，必須滿足下列條件，才能將像對(duì)構(gòu)成光學(xué)立體模型：⑴必須是由不同的攝影站對(duì)同一地區(qū)所攝影的兩張像片。⑵兩張像片的比例尺相差不得超過(guò)16%。2021/5/916二、實(shí)驗(yàn)原理⑶兩眼必須分別各看兩張像片上的相應(yīng)影像，即左眼看左像，右眼看右像。⑷像片所安放的位置，像片所安放的位置，必須能使相應(yīng)視線成對(duì)相交，相應(yīng)點(diǎn)（兩像片上相同景物，同名像點(diǎn)）的連線與眼基線平行2021/5/917二、實(shí)驗(yàn)原理⒉用立體鏡觀察像片的方法立體鏡：透鏡式立體鏡、反光式立體鏡、掃描式立體觀測(cè)儀和主體顯微鏡等

。2021/5/918二、實(shí)驗(yàn)原理2021/5/919二、實(shí)驗(yàn)原理1）像片定向取一對(duì)像對(duì)，分別找出像主點(diǎn)，確定像片方位線像片定向是用針刺出每張像主點(diǎn)O1、O2，并將其轉(zhuǎn)刺于相鄰像片上O′1

和O′2，在像片上畫(huà)出像片基線O1O′2

和O′1O2，再在圖紙上畫(huà)一條直線，使兩張像片上基線O1O′2

和O′1O2

與直線重合。2021/5/9202021/5/921二、實(shí)驗(yàn)原理2）安置航片

將立體鏡放在像對(duì)上，使立體鏡觀察基線與像片基線平行，距離適中。同時(shí)用左眼看左像，右眼看右像。3）鏡下觀察

開(kāi)始觀察時(shí)，可能會(huì)有三個(gè)相同的影像（左、中、右）出現(xiàn)，這時(shí)要凝視中間清晰的目標(biāo)（如道路、田地），如該目標(biāo)在中間的影像出現(xiàn)雙影，可適當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)像片，使影像重合，即可看出立體。2021/5/9224）調(diào)整基線

當(dāng)立體像對(duì)范圍內(nèi)高差太大時(shí)，在某一部分不易同時(shí)看出山頂及山谷的立體模型，需調(diào)整基線長(zhǎng)度，才能實(shí)現(xiàn)立體觀察。2021/5/923在進(jìn)行航片立體觀察時(shí)，如果像片放置成不同的位置或方向，則會(huì)改變像點(diǎn)的左右視差，從而產(chǎn)生不同的立體效果，立體效應(yīng)分如下三種：1）正立體效應(yīng)2）負(fù)立體效應(yīng)3）零立體效應(yīng)2021/5/924二、實(shí)驗(yàn)原理正立體效應(yīng)：在立體觀察時(shí)，將像對(duì)影像重疊部分向內(nèi)，即左方攝影站攝得的像片放在左邊，右方攝影站攝得的像片放在右邊，并用左眼看左片，右眼看右片，則獲得與實(shí)物相似的立體模型，這稱為正立體效應(yīng)。2021/5/925二、實(shí)驗(yàn)原理反立體效應(yīng)：當(dāng)建立正立體效應(yīng)后，把像對(duì)旋轉(zhuǎn)180°或調(diào)換像對(duì)位置使像對(duì)的重疊部分向外，獲得的視模型與實(shí)地地面起伏相反，稱為反立體效應(yīng)。零立體效應(yīng):在立體觀察時(shí)，將像對(duì)向同一方向旋轉(zhuǎn)，并使兩片上的相應(yīng)方位線平行且與眼基線成90°，則獲得一平面圖型，這種效應(yīng)稱為零立體效應(yīng)。2021/5/926二、實(shí)驗(yàn)原理注意事項(xiàng)（1）在用立體鏡觀察像對(duì)時(shí)，應(yīng)盡可能使相應(yīng)視線與眼基線在一個(gè)平面上。才能看到清晰的立體，觀察時(shí)也不致于感到疲勞。（2）進(jìn)行立體觀察時(shí)，像片必須按照攝影時(shí)的相應(yīng)位置放置，即重疊部分在中央，此時(shí)產(chǎn)生的是正立體。如果左右兩張像片對(duì)調(diào)，則產(chǎn)生反立體。（3）在立體觀察時(shí)，像片的陰影部分盡量對(duì)著自己，這樣對(duì)觀察立體有很大幫助，可以提高立體觀察效果。因?yàn)槿说纳肀容^適應(yīng)光線從人的對(duì)方照射過(guò)來(lái)。

2021/5/927二、實(shí)驗(yàn)原理注意事項(xiàng)：①在立體鏡下安置像片時(shí)，應(yīng)使兩張像片的基線在一條直線上，然后將立體鏡基線距離調(diào)整到與兩眼距離（即眼基線大致相等，并使立體鏡基線方向與像片攝影基線平行。

②觀察時(shí)，眼睛接近立體鏡，若同一地物影像出現(xiàn)雙影，是由于兩張像片相隔太遠(yuǎn)或太近（即兩張像片的相應(yīng)點(diǎn)距離大于或小于眼基線），或是兩張像片的基線未在一直線上等原因所造成的，這時(shí)應(yīng)慢慢移動(dòng)像片，使兩張像片的基線在一直線上，并使兩張像片的間隔適當(dāng)，直至影像重合。重合后只要仔細(xì)觀察就會(huì)出現(xiàn)立體。

③在立體觀察時(shí)，像片的陰影部分盡量對(duì)著自己，這樣對(duì)觀察立體有很大幫助，可以提高立體觀察效果。因?yàn)槿说纳肀容^適應(yīng)光線從人的對(duì)方照射過(guò)來(lái)。2021/5/928三、判讀標(biāo)志與判讀方法

航片是通過(guò)攝影機(jī)所獲得的可見(jiàn)光和紅外光的光學(xué)攝影像片，不同的地物有不同的光譜響應(yīng)，在像片上有各種特征，由此直觀地識(shí)別目標(biāo)地物。根據(jù)航空攝影的方法和膠片的類型，航空攝影可分為普通攝影、紅外攝影和多光譜攝影。其中，普通和紅外攝影的航片又各分為彩色和黑白兩種，目前最常用的是彩色紅外攝影航片，簡(jiǎn)稱彩紅外航片。2021/5/929三、判讀標(biāo)志與判讀方法概念：遙感圖像上那些能夠作為分析、判斷景觀地物的圖像特征為判讀標(biāo)志或解譯標(biāo)志。直接解譯標(biāo)志是判讀目標(biāo)自身特點(diǎn)在圖像上的直接表現(xiàn)形式，包括色調(diào)、形狀、陰影、大小、紋理、位置、布局、圖案。

間接解譯標(biāo)志圖像上能看出的和直接標(biāo)志密切聯(lián)系的地物，不同的專業(yè)判讀不同。2021/5/9302021/5/9312021/5/932居民點(diǎn)大棚菜地水域林地裸耕地2021/5/933地類Code（代碼）Type（類型）1房子2耕地3草地4林地5水體（有水河道）6漁業(yè)養(yǎng)殖7堤防2021/5/9341房子2021/5/9352耕地2021/5/9363草地2021/5/9374林地2021/5/9385水體（包括有水河道）2021/5/9396漁業(yè)養(yǎng)殖2021/5/9407堤防2021/5/941色調(diào)：也稱顏色，是最重要、最直觀的解譯標(biāo)志，與地物的光譜特性直接相關(guān)，其余與地物的空間特征相關(guān)。紅樹(shù)林在綠、紅、近紅外波段圖像注意同物異譜與異物同譜2021/5/942同物異譜：differentspectrumwithsameobject，同一種物體因其所處在的狀態(tài)與位置不同，如自身濕度不同，處于坡向不同等，而具有不同反射光譜的物理現(xiàn)象。異物同譜：samespectrumwithdifferentobject，不同物體具有基本相同反射光譜的物理現(xiàn)象。比如，大多數(shù)植被就具有基本相同的反射光譜。這里的“同譜”是一個(gè)相對(duì)概念。2021/5/9432021/5/944形狀：地物的輪廓在圖像平面的投影。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）。根據(jù)地物空間的平面形態(tài)，地面對(duì)象可分為點(diǎn)狀體、線狀體、面狀體。2021/5/945在高空間分辨率遙感影像中，形狀特征是重要的特征，特別是人工地物2021/5/946大?。旱匚镌趫D像上的尺寸，取決于實(shí)際地物的大小和圖像的空間分辨率。通過(guò)地物光譜特性/數(shù)據(jù)的變化，即目標(biāo)與周?chē)匚镩g的光譜差異來(lái)體現(xiàn)。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(diǎn)。2021/5/947大小布局2021/5/948陰影：遙感圖像上光束被地物遮擋而產(chǎn)生的地物的影子；有時(shí)需去除地形起伏引起的部分陰影。2021/5/9492021/5/950粗紋理細(xì)紋理紋理：遙感圖像中目標(biāo)地物內(nèi)部色調(diào)有規(guī)則變化造成的圖像結(jié)構(gòu)。即地物圖像輪廓內(nèi)的色調(diào)變化的空間布局和頻率。2021/5/9512021/5/952圖型：目標(biāo)地物有規(guī)律的排列而成的圖形結(jié)構(gòu)。2021/5/953機(jī)場(chǎng)稻田河灘2021/5/954間接判讀由于遙感技術(shù)的局限性，許多問(wèn)題不能直接從目視判讀直接獲得答案，都需從其它相關(guān)事物間之間的聯(lián)系，通過(guò)邏輯推理獲得判斷，這一過(guò)程叫間接解譯，所采用的依據(jù)稱間接解譯標(biāo)志。例如石油天然氣勘探、環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、城市人口等的遙感分析間接標(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(shí)背景和嚴(yán)密的邏輯推理，有時(shí)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(diǎn)作為間接標(biāo)志；2021/5/955間接判讀由于遙感技術(shù)的局限性，許多問(wèn)題不能直接從目視判讀直接獲得答案，都需從其它相關(guān)事物間之間的聯(lián)系，通過(guò)邏輯推理獲得判斷，這一過(guò)程叫間接解譯，所采用的依據(jù)稱間接解譯標(biāo)志。例如石油天然氣勘探、環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、城市人口等的遙感分析間接標(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(shí)背景和嚴(yán)密的邏輯推理，有時(shí)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(diǎn)作為間接標(biāo)志；2021/5/956木頭堆鋸木場(chǎng)一個(gè)鋸木場(chǎng)和它周?chē)逊e的木頭2021/5/957水系可作為地質(zhì)地貌解譯的間接標(biāo)志輻射型水系(火山附近)向心型水系(盆地)長(zhǎng)方格子狀水系(斷層)2021/5/9582021/5/9592021/5/960三、判讀標(biāo)志與判讀方法判讀標(biāo)志2021/5/961四、實(shí)驗(yàn)步驟1．計(jì)算航片上的像片重疊