第5章 遙感圖像目視解譯

1、第五章 遙感圖像目視解譯徐曉華徐曉華安徽師范大學(xué)安徽師范大學(xué)GISGIS教研室教研室新課導(dǎo)入原始影像輻射校正幾何校正圖像增強(qiáng)圖像判讀內(nèi)容提要5.1 遙感地學(xué)解譯的目的與要求5.2 遙感地學(xué)解譯標(biāo)志5.3 遙感圖像目視解譯方法與過(guò)程5.4 不同類(lèi)型遙感圖像的解譯5.1 5.1 遙感地學(xué)解譯的含義與目的遙感地學(xué)解譯的含義與目的一、圖像解譯的含義二、圖像解譯的目的安徽師范大學(xué)南校區(qū)衛(wèi)星影像一、圖像解譯的含義 遙感圖像解譯(Imagery Interpretation)是指從遙感圖像獲取信息的基本過(guò)程。 即根據(jù)地學(xué)工作的要求，根據(jù)解譯標(biāo)志和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)用各種解譯技術(shù)和方法，識(shí)別出目標(biāo)地物的特征，及（或

2、）測(cè)算出所需數(shù)量指標(biāo)的過(guò)程。一、圖像解譯的含義 解譯方法有兩種： 目視判讀，又稱(chēng)目視解譯，或目視判譯，即憑著光譜規(guī)律、地學(xué)規(guī)律和解譯者的經(jīng)驗(yàn)從圖像的亮度、色調(diào)、位置、時(shí)間、紋理、陰影、結(jié)構(gòu)等各種特征推出地面的景物類(lèi)型。 計(jì)算機(jī)自動(dòng)分類(lèi)，以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為支撐環(huán)境，利用模式識(shí)別技術(shù)與人工智能技術(shù)相結(jié)合，根據(jù)遙感圖像中目標(biāo)地物的各種圖像特征(顏色、形狀、紋理、空間位置等)，結(jié)合專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)中目標(biāo)地物的解譯經(jīng)驗(yàn)和成像規(guī)律等知識(shí)進(jìn)行分析和推理，實(shí)現(xiàn)對(duì)遙感圖像的解譯。二、圖像解譯的目的 地學(xué)解譯目的：從遙感圖像獲取各種地學(xué)專(zhuān)題信息。 需要解決：圖像中有什么地物，分布在哪里，數(shù)量如何？ 判明各種地學(xué)目標(biāo)和地學(xué)現(xiàn)

3、象的形態(tài)、屬性和空間分布特征； 測(cè)量各種地學(xué)參數(shù)； 推測(cè)和分析各種地學(xué)物體、地學(xué)現(xiàn)象在時(shí)間、空間上成因上的相互關(guān)系； 編制各種解譯圖件。5.2 5.2 遙感地學(xué)解譯標(biāo)志遙感地學(xué)解譯標(biāo)志 一、目視解譯二、直接解譯標(biāo)志三、間接解譯標(biāo)志1、概念： 目視解譯（目視判讀）：指專(zhuān)業(yè)人員通過(guò)直接觀(guān)察或借助輔助判讀儀器在遙感圖像上獲取特定目標(biāo)地物信息的過(guò)程。 解譯人員憑著光譜規(guī)律、地學(xué)規(guī)律和解譯者的經(jīng)驗(yàn)從圖像的亮度、色調(diào)、位置、時(shí)間、紋理、陰影、結(jié)構(gòu)等各種特征推出地面的景物類(lèi)型。一、目視解譯一、目視解譯2、目標(biāo)地物基本特征 是地物電磁輻射差異在遙感影像上的典型反映 表現(xiàn)形式：p 色：目標(biāo)地物的色調(diào)、顏色、陰影

4、等；p 形：目標(biāo)地物的形狀、紋理、大小、圖形等；p 位：目標(biāo)地物在遙感影像上的空間位置及分布。一、目視解譯3、解譯標(biāo)志 地學(xué)解譯標(biāo)志： 遙感圖像上，能識(shí)別地學(xué)物體、地學(xué)現(xiàn)象，或能說(shuō)明共性質(zhì)和相互關(guān)系的影像特征。 直接解譯標(biāo)志： 遙感圖像上能直接見(jiàn)到的解譯目標(biāo)的影像特征（形狀、大小、色調(diào)、陰影、紋理、圖型等）。 間接解譯標(biāo)志： 需通過(guò)分析、判別才能識(shí)別地學(xué)目標(biāo)、現(xiàn)象的存在，才能推斷其性質(zhì)的影像特征。 如通過(guò)水系分析來(lái)判斷巖性，水系即間接標(biāo)志。如通過(guò)水系分析來(lái)判斷巖性，水系即間接標(biāo)志。 目視解譯是遙感成像的逆過(guò)程一、目視解譯空間結(jié)構(gòu)、時(shí)間特點(diǎn)化學(xué)組分、物理屬性成像方式、探測(cè)波段投影方式、時(shí)空因素大

5、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(duì)比分析空間結(jié)構(gòu)、時(shí)間特點(diǎn)化學(xué)組分、物理屬性地表景觀(guān)地表景觀(guān)成像過(guò)程成像過(guò)程遙感圖象遙感圖象遙感圖象遙感圖象地表景觀(guān)地表景觀(guān)目視解譯目視解譯二、直接解譯標(biāo)志1、色調(diào)/顏色（Tone）2、形狀（Shape）3、紋理（Texture）4、圖型/圖案（Pattern）5、位置（Site）6、陰影（Shadow）7、大?。⊿ize）8、相關(guān)布局（Association）二、直接解譯標(biāo)志1、色調(diào)/顏色（Tone） 最重要、最直觀(guān)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、

6、近紅外波段圖像注意同物異譜與異物同譜同物異譜：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，具有不同反射光譜的物理現(xiàn)象。異物同譜：不同物體具有基本相同反射光譜的物理現(xiàn)象。如大多數(shù)植被就具有基本相同的反射光譜?！巴V”是一個(gè)相對(duì)概念。2、形狀（Shape）：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。 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(xiàn)狀體、面狀體。二、直接解譯標(biāo)志在高空間分辨率遙感影像中，形狀特征是重要的特征，特別是人工地物二、直接解譯標(biāo)志二、直接解譯標(biāo)志3、紋理（Texture）地物內(nèi)部結(jié)構(gòu)，遙感圖像中目標(biāo)地物內(nèi)部色調(diào)有規(guī)則變化造成

7、的影像結(jié)構(gòu)。形成目標(biāo)物表面的質(zhì)感，如點(diǎn)狀、粗糙、平滑、粒狀、線(xiàn)狀、斑狀等。地物的紋理在遙感影像上的表現(xiàn)樹(shù)木和公路森林堆積的木材二、直接解譯標(biāo)志4、圖型/圖案（Pattern）： 目標(biāo)地物有規(guī)律排列而成的圖形結(jié)構(gòu)。 形狀、色調(diào)及紋理特征組合圖案。二、直接解譯標(biāo)志二、直接解譯標(biāo)志5、位置（Site） 目標(biāo)物分布的地點(diǎn)。 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。 如沿海岸分布的灘涂、鹽地、沙灘；火山附近的熔巖；如沿海岸分布的灘涂、鹽地、沙灘；火山附近的熔巖；湖邊的蘆葦；荒漠中的紅柳。湖邊的蘆葦；荒漠中的紅柳。水電站核電站二、直接解譯標(biāo)志6、陰影（Shadow） 圖像上光束被地物遮擋產(chǎn)生的地物

8、的影子 本影：地物本身未被陽(yáng)光直接照射到的陰暗部分的影像。 落影：在地物背光方向上地物投到地面的陰影。 根據(jù)陰影形狀、大小可判讀地物的性質(zhì)或高度。二、直接解譯標(biāo)志7、大?。?地物在圖像上的尺寸，取決于實(shí)際地物的大小和圖像的空間分辨率。小轎車(chē)火車(chē)小轎車(chē)、卡車(chē)和建筑物二、直接解譯標(biāo)志8、相關(guān)布局（Association）物體間的空間配置關(guān)系。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)。Race track：賽馬場(chǎng)跑道 River：河流 Roads：道路 Bridges：橋 Residential area：居民區(qū)Dam：堤壩 ShapeTone，Shapeshape, tone,

9、 and association tone, shape, association Shape，TonePattern, Tone二、直接解譯標(biāo)志三、間接解譯標(biāo)志 間接解譯標(biāo)志 目標(biāo)地物與其相關(guān)指示特征； 目標(biāo)地物與環(huán)境的關(guān)系； 目標(biāo)地物與成像時(shí)間的關(guān)系。 與判讀對(duì)象關(guān)系密切的地物和現(xiàn)象，利用相關(guān)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判讀 不同專(zhuān)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(lèi)型作進(jìn)行地質(zhì)構(gòu)造分析，可以把水系形態(tài)、地貌類(lèi)型作為間接標(biāo)志；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)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。作為間接標(biāo)志。木頭堆木頭堆鋸

10、木場(chǎng)鋸木場(chǎng)一個(gè)鋸木場(chǎng)和它周?chē)逊e的木頭一個(gè)鋸木場(chǎng)和它周?chē)逊e的木頭三、間接解譯標(biāo)志35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)三、間接解譯標(biāo)志5.3 5.3 目視解譯的方法與過(guò)程目視解譯的方法與過(guò)程一、圖像解譯方法二、圖像解譯過(guò)程一、圖像解譯方法1、解譯方法 直接判定法 對(duì)于像片上影像特征比較明顯的地物，通過(guò)直接標(biāo)志即可判定地物的性質(zhì)、識(shí)別出地物。 對(duì)比分析法 將待判別影像與已知地物影像或標(biāo)準(zhǔn)圖像上的影像進(jìn)行比較，或?qū)⒉煌ǘ螌?duì)比，以判別該地物的性質(zhì)。 邏輯推理法 利用各種現(xiàn)象之間的關(guān)系，依照邏輯推理進(jìn)行判讀。一、圖像解譯方法Race tr

11、ack：賽馬場(chǎng)跑道 River：河流 Roads：道路 Bridges：橋 Residential area：居民區(qū)Dam：堤壩 ShapeTone，Shapeshape, tone, and association tone, shape, association Shape，TonePattern, Tone水體河流道路植被居民小區(qū)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)直接判定法一、圖像解譯方法河流對(duì)比分析法對(duì)比分析法一、圖像解譯方法2、解譯原則： 多種信息綜合分析，多手段、多方法相結(jié)合、內(nèi)外結(jié)合保證精度 先整體，后局部 先已知，后未知 先易，后難 由宏觀(guān)到微觀(guān)二、圖像解譯過(guò)程1、準(zhǔn)備工作： 主要是收集資料，除遙感圖像外

12、，還需要工作區(qū)的地形圖和相關(guān)的自然、經(jīng)濟(jì)等情況，以及報(bào)告、必要的參考文獻(xiàn)等各種資料。2、圖像預(yù)判和編制專(zhuān)題圖略圖： 主要是經(jīng)過(guò)資料分析建立直接和間接解譯標(biāo)志，包括形狀、大小、色調(diào)、陰影、紋理等。然后在分類(lèi)系統(tǒng)的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)圖例系統(tǒng)，進(jìn)行初步解譯，并把解譯結(jié)果轉(zhuǎn)繪成專(zhuān)題圖略圖。二、圖像解譯過(guò)程3、野外實(shí)況調(diào)查和地學(xué)驗(yàn)證： 根據(jù)初步解譯結(jié)果，確定野外調(diào)查路線(xiàn)和調(diào)查樣本，進(jìn)行野外調(diào)查，驗(yàn)證判讀標(biāo)志，并應(yīng)用地學(xué)分析方法解決圖像與地物間的機(jī)理關(guān)系，修正預(yù)判中的錯(cuò)判或漏判，使解譯結(jié)果更加客觀(guān)可靠。4、室內(nèi)解譯編繪成圖： 根據(jù)預(yù)判結(jié)果和野外調(diào)查資料，對(duì)全部工作區(qū)進(jìn)行重新解譯，然后清繪成圖，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行面積量測(cè)以及其他數(shù)字統(tǒng)計(jì)特征分析。5.4 5.4 不同類(lèi)型遙感圖像的解譯不同類(lèi)型遙感圖像的解譯一、攝影像片目視解譯二、衛(wèi)星掃描影像目視解譯三、熱紅外影像目視解譯四、微波影像目視解譯一、攝影像片目視解譯航空（機(jī)載）遙感圖像（航空（機(jī)載）遙感圖像（2002.3.25）一、攝影像片目視解譯 常見(jiàn)地物在彩紅外攝影像片上顏色對(duì)應(yīng)關(guān)系TM影像波段特征二、衛(wèi)星掃描影像目視解譯二、衛(wèi)星掃描影像目視解譯 TM321波段組合 432波段組合植被居民點(diǎn)道路水體裸地二、衛(wèi)星掃描影像目視解譯 SPOT道路