遙感解譯方法及應用

遙感解譯方法及應用一、遙感的榔念近年來一方面，由于空間科學、信息、科學、廿算機科學、物理學等科學技術的進步與發(fā)展，為遙感技術奠定了必要的技術基礎，另一方面，由于人類生產活動不斷地向深度和廣度進軍，遙感技術得到較為廣泛的應用，因而使得遙感技術獲得了飛就的發(fā)展,已經成為發(fā)達國家和一些發(fā)展中國家十分重視的一頂科學技術.師著我國工農業(yè)生產的高速發(fā)展，人類對自然資溫，特別是對礦產資噩的需求量與日fflll.因而，調查與管理資源則成為迫切需嬰解決的問題.其決人類的生活環(huán)境正在不貌也遭受到人為和自然的污染?例如:工業(yè)排污對水體和大氣的污染造成人為的環(huán)境污染.而諸如洪水、泥石流、滑玻、森林火災、火山爆發(fā)等自熬災害剛形成災害性環(huán)境，它們都對生金財產造成極大的威1??在這種情況下，只有實時監(jiān)測人為壞境污染和自熬交害壞境的發(fā)生，才能更有效地采取肪護和治理措施我誠少對人類的危害程度.做解決上述間題，完全依顫現(xiàn)場觀察已感不足,干是,由于航空遙感和航天遙感的相繼間世便能獲得大圍的地面遙感圖像和實時動態(tài)信息，所以，這兩種遙感方式則成為自然資源舸調查與管理，環(huán)境的監(jiān)測與貞害預報的一種新的探渭手段.（—）遙感的檬念遙感顧名思義就是謹遠的感知?即借助于專門的探渭儀器，把遙遠的物體所福射（或反射）的電磁潑信號接收紀錄下來，再經itunitt理，變成人眼可以直接識別的圖像從而揭示出所探測物體的性質及其變化規(guī)律?屬于空間科學的n?是物理、廿算數(shù)學、電子、光學、航空（天）、地學等密幼結合的新興學科，對工農業(yè)、國肪、自然科學研究具有重大的意義.1各類地質體的電磁輻射（反射、吸收、發(fā)射等）特性及其渭試、分析與應用；2、遙感數(shù)搖資料的地學信息提?I原理與方法；3、遙感圖像的地質解譯與編圖；4、遙感技術在地質各個領域的具休應用和實效評估?（二）遙感平臺（分類）指放置遙感器的運教工具?按高度可分為航空和舫天平臺.在不同高度進行多平臺遙感，可獲得不同比例尺、分辨率和地面覆蓋面枳的遙感圖像?1、航空平臺：是指在大氣層飛行的飛行器，高度為100m—30km，主要有飛機、頁升機、飛能、氣球等.2、航天平臺：是指在大氣層之外飛行的飛行器，高度為幾百一幾開公里；如人造地球衛(wèi)星、探控火箭、宇宙飛船、航天飛機、太空站等.（三）遙感的發(fā)展簡況1839年第一黑白值片間世到20世紀30年代，主嬰應用干軍事偵察,1941年出版了《航空照片應用與判讀》為各方面應用提供了理論基礎進人20世紀50年代，美廣泛應用，黑白、彩色航片進行軍事、地質測量，取得明顯效果.1957年聯(lián)發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星,1972年美國發(fā)射第一顆地球資溫衛(wèi)星ERTS即MSS其分辨率80m）后改為陸地衛(wèi)星（Landsat5-7I!PTM.ETM分辨率達30mffl15m）,由于具有快速、動態(tài)、多時相、質量好，成本低等特點被廣泛應用.我國1970年4月24日發(fā)射人造地球衛(wèi)星（紅1號）,1971年3月3日發(fā)射科學實驗衛(wèi)星，并回收，至今共發(fā)射17顆返回武衛(wèi)星；中國風云系列氣象衛(wèi)星（包括3傾極珈衛(wèi)星和一顆同步衛(wèi)星）已經能荻取全球多種氣象數(shù)掘；中巴地球資源衛(wèi)星于1999年10月14日升空至05年第二）1已發(fā)射升空.經過近30年的努力，我國已形成較為完整的遙感衛(wèi)星技術系統(tǒng)和實用化的應用系統(tǒng)，進人同地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)相融合的產業(yè)化進程?二、遙感資料的特點尺其解譯方法這里所謂的遙感資料，主要是指目前通用的航、衛(wèi)片及其數(shù)字化資料.（-）ffi衛(wèi)片特點1、航空照片航空照片可分為全色黑白、天然彩色、紅外彩色、多波段航空像片等；其為中心投影，偏斜度不超3度，中心部分準確，邊緣畸變；按航帶重迭56-60%和15-20%,需在立體鏡下觀察來識別物體，影象細部明顯優(yōu)于衛(wèi)片?2、衛(wèi)星照片衛(wèi)星遙感影像有彩色和黑白，彩色圖像艮有真彩色、假彩色之分等.即各類不同的衛(wèi)星數(shù)據(jù):分掃描和攝影，早期為地球資源衛(wèi)星（ERTS）的MSS多中心掃描片，現(xiàn)在各類不同分辨率的衛(wèi)星數(shù)據(jù)非常金欠鑒于經濟、實用6?@1作要求等實師情況規(guī)我省各行業(yè)絕大部分利用TM或TM/ETM數(shù)據(jù)進行各類遙感解譯工作?我院現(xiàn)全省TM、TM/ETM數(shù)稠已咧置全（見圖）.三、遙感資料特點尺其解譯方法遙感解譯方法、原呱和程序遙感解譯：即為從遙感圖像中識別和提取某種影像贏予特定的屬性和涌以］5謝量特征參數(shù)的專業(yè)化11程?遙感地質解譯:機助地質解譯有兩種方式，一是以數(shù)字遙感影像為信息淵，以ERDAS、MAPGIS.PCI和PHOTOSHOP等軟件為解譯平臺,根據(jù)地質體遙感解譯林志解譯圈定巖性、構造、接觸關系、地質災害和土地荒漠化等地質現(xiàn)象；二是以遙感影像為背景，疊合專題地質圖層，結合典型地質體影像特征，進行對比修正解譯?以謹感資料為信息源我地質體、地質構造和地質現(xiàn)象對電磁波譜喑應的特征影像為依據(jù)，通過圖像解譯提取地質信息,測量地質參數(shù)，填繪地質圖件和研究地質間題的過程（行為）.遙感數(shù)據(jù)的收集，它包站遙感數(shù)據(jù)、地理數(shù)據(jù)和地質資料的收集,是遙感地質調查工作的基礎?以前通常是目視解譯為主，現(xiàn)在一般是在廿算機上以人機對話方式進行識別和解譯工作,其基本方法有五點：1.解譯是認識實踐的反復過程，首先要熟悉、吃透本工作區(qū)域的有關資料（即地質、地貌、水文、氣象、植被、士壤、物探、化探資料及前人各類工作成果）；分析研究前人對區(qū)域地質遙感解譯成果的合理、可靠程度，弄清謹感資料能解決舸地質問題和已解決及有待解決的地質問題?地廈體的性質是多方面的,主要包括物理性質與化學性質兩大類，遙感主要是反映地質體的光譜特征信

息，對全面汰識地質體而言，有其局限之處?遙感影像記錄的是ttIO光譜反射（SAR為后向散射）和福射特征，地質體性質和表面特征不同所反映出的光譜特征差異可通過色、形、紋、貌四種影像特征要素HU以表征3對比分析，有條件要依據(jù)不同比例尺、片種、時代、季節(jié)、波段、毗鄰地段進行對比，了解解譯標志變化與地質體、也質規(guī)象同的關系，提高認識?由于一種類型遙感圖像只能反映一個時期、一種分辨率、一個最佳波段組合的圖像，因此在地質解譯中往往受到信息漏的限制，影響解譯效果.如工作需要或有條件菠E更多類型遙感數(shù)據(jù)時，應充分應用這些信息進行綜合地質解譯.為了減少云、雪Kfiffil蓋對地質體的影響，應選擇最佳口寸相圖像作解譯?當仍不能避讓覆蓋時，可選擇其它時相圖像對覆蓋區(qū)作補充?另外解譯中要注意研究不同地質休在各波段圖像上的影像特征，通過單波段圖像中不同地質休波譜特性的反映進一步深化地I貫解譯.在單波段不同地質體波譜特性研究的基礎上，再選擇合適、有效的圖像處理方法進步增強或提取有效的地質信息，因此遙感選擇合適、有效的圖像處理方法進步增強或提取有效的地質信息，因此遙感解譯地質圖應是務源遙感數(shù)據(jù)解譯的綜合結果?4、資料分析遙感數(shù)據(jù)是遙感地質解譯必需的基礎數(shù)稠源.為了最大限度地利用遙感數(shù)據(jù)提取地質專業(yè)信息，應系統(tǒng)地了解掌握各類遙感數(shù)據(jù)的基本技術參數(shù)、地學特征，確保數(shù)掘類型、最佳波段和最佳波段組合的選?.1）了解和掌握資料的技術參數(shù)，如成像時間、季節(jié)、成像儀器、波段、經緯度、太訊高度角等，供解譯時參用.2）分析研究前人對區(qū)域地質遙感解譯成果的合理、可靠程度，弄清遙感資料能解決的地質間題和已解決及有待解決的地質間題.3）在明確前人解譯成果中哪些是可以直接利用后，明誦本次工作力爭突破的重點和難點.4）為合理選擇新的遙感魏據(jù)溫、數(shù)據(jù)源組合及遙感地質信息處理方案提供依據(jù).5、解譯的原則應采用由巳知到未知、從區(qū)域到局部、先易后難、由宏觀到微觀，從總體到個別，從定性到定量，循序浙進，不新反饋和逐步深化的方法進行工作；邊解譯邊勾繪，同時于以編錄（真寫解譯卡片）.指出成果及間題解決途徑衛(wèi)、遙感解譯方法、標志汝其綜合應用為了準確進行遙感地質解譯，解譯者首先應具備一定的地質、遙感知識；其次應對解譯區(qū)的地質基礎、構造格架、女害地質、地形地貌和水文情況等要有粗略的了解.常用的解譯分析方法有:（一）直圳法根據(jù)不同性質地質休在遙感圖像上顯示出的影像特征、規(guī)律所建立的遙感地質解譯標志或影像單元，并在遙感圖像上直接解譯提取出構造、巖石等地質現(xiàn)象信息，實現(xiàn)地廈體解譯圈定與屬牲劃分?首先，從已掌握地質情況或建立解譯標志的區(qū)（點）出發(fā)垂頁地質構造走向（即沿地質剖面）進行解譯，通過解譯拿握地層層序與變化,了解調查區(qū)域的基本地質狀況；然后，再由線（剖面或路線）沿地質走向向兩側延伸解譯，進而完成面的解譯.區(qū)調中所采用的標志點、遙感點、線以及路線間的延伸解譯，就是采用由點到線、由線到面的原奶進行的?在實施解譯中，也可根據(jù)實際情況采用點面結合、面中求點的方式?具體解譯方法加1）遙感剖面地質解譯在室初步掌握測區(qū)地質情況汝遙感影像特征的基礎上,選取地質構造簡單、巖石地層出露較齊全、影像特征清楚的地區(qū)，垂直地層或構造走向布置務條地質剖面進行系統(tǒng)的遙感地質解譯.通過解譯，按影像組合規(guī)律劃分影像單元，作為遙感解譯草圖的編圖實體KO編圖單位?2）區(qū)域性擴展解譯在完成標志性剖面解譯后，以已知解譯結果為基礎，按照由點到線到面、由易到難的原觀向標志性剖面外圍逐步擴展以至全測區(qū)的地質解譯?解譯中要充分參考已有的地質資料和圖件，采取編譯結合的方式進行?解譯時刻已掌握地質情況或建立解譯標志的地區(qū)開始，在熟悉地質影像特征，掌握解譯技巧后，再擴展到相同地質條件、相同影像特征的未知區(qū)作解譯?進行野夕卜調查驗證工作，是建立遙感影像解譯標志的主要手段,特別是遙感影像解譯工作程度較差地區(qū)更是必要的調查手段?對重點地區(qū)進行深人的實地調查可能會有所發(fā)現(xiàn)而令資源與壞境遙感調查借此更M豐富.通過野外調查、查迅,一是可以確定各類解譯結果；二是可以對解譯不準確部分進行修定和補充，從而提高解譯資料與成果圖件的可靠程度?在彩色攝影圖像中，地物的紅、綠、藍三原色或黃、品、青補色三原色及其不同組合呈現(xiàn)的五頗兀色，是地物顧色的直觀表現(xiàn)?如果是多光譜彩色合成圖像，圖像中的紅、綠、藍三原色或黃、品、青三間色及其不同比例組合形成的假彩色，只是代表了不同地物反射特征的差別，從而這到利用其特征區(qū)分不同地物的目的.2）形狀特征目標物在不同比例尺的遙感圖像中以形狀大小構成不同的形態(tài)標志特征，是界定和識別目標物的重要解譯標志.各類目標物在圖像中的形態(tài)特征是以點、線、面等組所組成的形狀加以區(qū)別的.（1）點影像特征點的幾何含文是沒有量的稠念，但在遙感圖像中肉眼可識別的點，往往是由數(shù)個或數(shù)十個像元點組成的色調（彩）組合,它們代表了地面一定面枳各種目標的綜合反射率.因此，影像中的點Q有量的榔念.影像中的點則是色調或色彩的直觀表現(xiàn)，這些差異不同的點的色調（彩）代表著不同點狀物體反射特性的差異?在自然界中，相同或相近波譜特性的目標物往往具有一定規(guī)律的排列形式，它們在遙感圖像中也就以不同排列形式的點狀影像特征組合揭示目標物的屬性.（2）線影像特征線影像是相同性質點影像連續(xù)的線狀排列.線影像可以是人文活動或地形地貌、河流水系等自然形態(tài)的線狀痕謹?shù)谋憩F(xiàn)，也可以是線狀地質體或地質現(xiàn)象的線形影像特征?從遙感地質解譯角度，線性主要指非人文活動的地學線性地質體或地質現(xiàn)象，它們往往代表斷裂、節(jié)理、破碎帶、變質構造、巖脈、巖層產狀、不整合，以及地形水系等自然線狀14線.（3）面影像特征面影像是地物空間形體牲質相同的點影像的集合，即不同形態(tài)面狀物體在二維投影平面顯示出的面狀形態(tài)特征.通常所見面狀影像有脈狀、板狀、透鏡狀、潭圓狀、橢圓狀、孫狀和不規(guī)呱臆?這些面狀形態(tài)特征往往以相互間獨特的色調（彩）特征顯現(xiàn)出來.與面狀影像相關的地質屬性有侵入巖體、巖脈、Br層面、巖層面及不同組合的巖層條帶、構逼巖塊等組合形式.它是地質體幾何形態(tài)特征的直接顯示.影像規(guī)?？?、幾個到幾千個像元，甚至更務?（4）紋形特征級形影像是指圖像具有相同或相做形態(tài)影像組合顯示出一種特征的奴形圖案.這些紋形圖案是相同或相俶巖性構成的蝴地形地貌、影紋結構、水系類型等地物景觀影像舸直接表現(xiàn).（5）地形地貌特征地表地物的地形地貌特征在圖像上的顯示具有一定的規(guī)律性，即地貌類型、形態(tài)及組合形武不同反映的巖性、巖石類型也不同?2、遙感地質解譯標志與描述方法（1）色調（彩）標志色調（彩）是解譯區(qū)分不同性質地質體的重要標志,其色調（彩）的不同，所反映的地質體屬性不同?它通常以色罰、色團、色挾、色帶等特征顯示，應用中應針對黑白圖像和彩色圖像的差別采取不同的描述方法?黑白圖像:可按灰階變化分為黑色、暗灰、深庾色、灰色、淺灰色、淡灰、庾白色及白色八個級別描述?彩色圖像:可按色譜變化分為淡紅、紅、深紅、淡黃、黃、深黃、淡綠、綠、深綠、淡青、青、深青、淺藍、藍、深藍、淡品、紫、深品、白色、灰色汝黑色等基本色彩級別進行描述.（2）形態(tài)標志地質體的空間產出形態(tài)（狀）影像特征是區(qū)分侵入巖體、構逼和巖詠的重要解譯標志?通常劃分為點、線、面三種形態(tài)加以描述.點:按其分布密度分為麻點狀、毋點狀和稀疏點狀、密集點狀；線：按線狀形態(tài)分為環(huán)線狀、直線狀、折線狀、版線狀、線帶等形狀及規(guī)模（單15:km）加以描述.對環(huán)線狀影像應進行形態(tài)、空間組合關系、規(guī)模和成因類型的描述?其拆狀形態(tài)可分圓狀、半圓狀、偷圓狀、做圓狀；空間組合關系可分單環(huán)、同心環(huán)、夕卜切壞、鏈環(huán)、復式壞等影像形式壞形規(guī)?？砂粗睆絼澐譃榇螅ㄖ睆健?0km）、中（直徑7.5-50kmk?。ㄖ睆絭7.5km）三種類型；地質屬性可劃分為侵入巖、火山、構造、與成礦有關呱種成因類型.面：按形態(tài)分為不規(guī)御狀、塊狀、脈狀、透鏡狀、〃啞鈴狀〃、"鞋底狀〃等多種形態(tài)?它是慢人巖體、雜巖體的重要解譯標志，描述的重點是邊界形態(tài)和部組合形態(tài)特征?（3）影紋結構標志主要是以地物表面影紋結構組成的一種花紋圖案影像特征作為巖類劃分、巖石類型細則、構造信息提取與類型劃分的重要解譯林志.通常劃分為下述影奴結構類型加以描述：層狀影紋由層狀巖石信息顯示，主體反映地層類?按組合規(guī)律可細分為單層狀、夾層狀、互層狀、不觀呱互層狀汝帶狀等形武?非層狀影紋由非層狀巖石（1指巖體）顯示.因巖石類型復雜，影紋結構形式表規(guī)不一，除邊界形狀描述外，對于部影紋結構應根據(jù)具體圖案自行命名朋可?應注意的是，影紋結構特征不同，代表的巖性也不同?拆狀影紋主要針對空間產出形態(tài)呈壞狀影像體部信息特征的描述，它是巖石類詳細劃分的遙感影像依據(jù).實踐表明，同一慢人巖休，其微細影紋結構的差異，反映舸是巖石結構的變化?實際應用中，盡量結合工作區(qū)具體情況，按影紋結構形象自命名即可.圈岡半圈岡影紋指相同特征的層狀影敘的對稱分布用形圈閑或半isifl.a接反映褶皺構造現(xiàn)象的存在.其它影級形式網格狀：由兩組以上的線性影奴互相穿捕、切割所構成的影紋結構圖形，主要反映節(jié)理、裂隙、斷層或脈巖體的相互作用，如菱格狀、肋骨狀、方格伏影紋等?壟狀：堅硬的沉枳巖層、脈巖以汝冰川終磺堤所形成的脊壟狀影奴?璉狀、新月狀：均是抄漠地貌舸典型影像特征，新月狀影紋在河漫灘沉枳抄中也可出現(xiàn)?鳳點狀：森林、植被所形成的麻點狀影紋，點的秸密、大小與植被覆蓋程度有關，也與圖像比例尺有很大關系.鳳塊狀：以不同顧色的折塊影紋圖案顯示地質體屬性的差異?如巖體、鹽融地、沼澤地、植被覆蓋區(qū)等.影像特征是在背景色調（彩）上出現(xiàn)基本一致的其它色調的挾狀體（花鳳），形狀不規(guī)則，雜術分布.在中一（氐分辨率衛(wèi)星圖像上，多期火山巖噴發(fā)區(qū)也會呈現(xiàn)這樣的影紋?疊置影紋：反映的是構造超覆現(xiàn)象?描述不同構造塊體影紋結構舸不協(xié)調性，如影級斜交、色彩差異、邊界性I貫等.在對地物的影紋描述時，還會出現(xiàn)上述影級外的其它圖案，描述時可根據(jù)圖案的實際形態(tài)，用人們熟悉的、生活中常用的圖案名禰dll以描述?對于兩種或兩種以上的組合圖案，可用組合影級加以描述.（4）地形地貌標志地形地貌特征差異是地表地質體依屬性不同,在外營力作用下的綜合產物.特定的地形地靛類型、形態(tài)、形態(tài)組合間接地反映了地質體屬性特征的變化規(guī)律，是地層、巖性、構造現(xiàn)象解譯區(qū)分的重要標志.根據(jù)地質解譯容不同，地形地貌標志可則分為下述兩種類：構造類幾何形態(tài)標志：它是以幾何形態(tài)特征顯示斷裂構造的存在.主要標志形式有陡坎、三角面、透金竟體、菱挾體、環(huán)狀lOfftftlt等構造地貌標志：它是以地貌形態(tài)特征顯示裙皺、斷塊及斷陷等構造現(xiàn)象的存在.主要標志形式有單面山、裙皺山、斷塊山、斷陷盆、飛來峰等微地形地貌特征標志：它是以傲地形規(guī)律顯示，顯示新裂構造現(xiàn)象的存在.主要標志形武有串珠狀負地形、鞍狀脊等.地形地貌單元差異：它是以地貌單元突然變化顯示新裂的存在.如平原與山脈之間的分界線等.巖性類被狀地形標志：地形形態(tài)如被，反映的是現(xiàn)代火山噴發(fā)塔巖?板狀、條帶狀、壟崗狀標志反映的是單一巖石或巖石組合類型?壞形標志：反映的是慢人巖體、火山機構等.（5）水系類型標志水系是由多級水道組合而成的水文網，它常構成各種圖形，在遙感影像上十分酸目.由于地質環(huán)境特征不同，水系類型所反映的地質現(xiàn)象不盡相同?雖然，自然界中的水系類型較多，如樹枝狀水系、羽毛狀M枝狀水系、扇狀水系、束狀水系、辮狀水系、帚狀水系、曲狀溝頭狀水系、格狀水系、角狀水系、放射狀及向心狀水系、壞狀水系等等，但可直接或間接作為解譯區(qū)分巖性或構造的標志，主要有下列幾種類型：扇狀水系、束狀水系、辮狀水系、帚狀水系標志類它們是解譯區(qū)分第皿系松散堆枳物的解譯標志.扇狀水系：多發(fā)育在河口三角洲和洪枳扇上.水流沿著扇面地形突然撤開，形成細而淺的放射狀沖溝，總體呈扇狀（圖版4.8a）.辮狀水系：多發(fā)育在寬闔的平原區(qū)，尤其是河流從山區(qū)突熬進人平原區(qū)的河段最為常見?水流形成的多條水道互相穿插、交織在一起，形做于馨格狀水系標志類它們是區(qū)分節(jié)理和新裂構造的解譯標志.格狀水系是一種嚴格受兩組斷裂、節(jié)理構造控制的水系，呈方格狀或菱形格狀?方格狀水系的1~3級水道均很平直，并以直角相交.它們一般是沿新層或節(jié)理發(fā)育的?格狀水系主要出現(xiàn)在裂隙發(fā)育、里硬而榜定的巖層中，如塊狀砂巖、花崗巖、巖、灰?guī)r地區(qū)等?格狀水系有豐字形水系和角狀水系兩種變種?其中舸角狀水系是一種嚴格控制河流流向急劇改變，并呈現(xiàn)規(guī)律性變化，受斷裂控制的一種水系類型.3、放射狀汝向心狀水系、環(huán)狀水系標志類它們是解譯區(qū)分巖體、孫狀斷裂、火山口、火山機構的解譯標志笊射狀及向心狀水系：水道呈放射狀由中心向四周延伸的水系稱放射狀水系?多發(fā)育在火山錐和穹隆構造上升區(qū)，溝谷一般切割較深，多呈"V”形谷，兩側常發(fā)育有短小的支流或沖溝；水流從四周向中心匯集舸水系稱向心狀水系，務發(fā)育在湖盆、洼地、坡立谷和局部沉降區(qū)?壞狀水系:常與放射狀水系同時出現(xiàn)，共同組成"車輪狀”水系.沿花崗巖巖體上的壞狀節(jié)理、穹隆構造上的巖層層理、片理均能形成拆狀水系.曲狀溝頭狀水系，它們是南方碳酸鹽巖的解譯標志.各類解譯標志通?？煞譃橹苯恿种鞠嚅g接標志，間接標志