51目視解譯-南京師范大學(xué)遙感導(dǎo)論

1、第五章 遙感圖像目視解譯與制圖主要內(nèi)容遙感圖像解譯的目的目視解譯原理與方法典型地物的目視解譯遙感圖像目視解譯步驟遙感制圖 一、遙感圖像解譯的目的:目視解譯：指專業(yè)人員經(jīng)過直接察看或借助判讀儀器在遙感圖像上獲取特定目的地物信息的過程。遙感圖像計算機(jī)解譯：以計算機(jī)系統(tǒng)為支撐環(huán)境，利用方式識別技術(shù)與人工智能技術(shù)相結(jié)合，根據(jù)遙感圖像中目的地物的各種影像特征，結(jié)合專家知識庫中目的地物的解譯閱歷和成像規(guī)律等知識進(jìn)展分析和推理，實現(xiàn)對遙感圖像的了解，完成對遙感圖像的解譯。遙感圖象的目視解譯是把解譯者的專業(yè)知識、區(qū)域知識、遙感知識及閱歷介入到圖象分析中去，根據(jù)遙感圖象上目的及周圍的影象特征一顏色、外形、大小、

2、紋理、圖型等以及影象上目的的空間組合規(guī)律等，并經(jīng)過地物間的相互關(guān)系，經(jīng)綜合推理、分析來識別目的。 從這個意義上講，由于它充分利用了判讀者的知識、閱歷，這要比計算機(jī)的內(nèi)存和判別更為高明，因此目視解譯是遙感圖象解譯最根本的方法，是遙感運用分析必不可少的研討手段。 遙感圖象解譯與我們?nèi)粘５牟炜戳?xí)慣有3點不同：一是遙感圖象通常為頂視，而不同于平日里的透視；二是遙感圖象常用可見光以外的電磁波譜段，而大多數(shù)我們所熟習(xí)的特征在可見光內(nèi)外譜段，可以表現(xiàn)得非常不同；三是遙感圖象常以一種不熟習(xí)或變化的比例和分辨率描畫地球外表。 因此，對于初學(xué)者需求多對照地形圖、實地、或熟習(xí)地物的觀測，加強(qiáng)立體感和景深印象，以糾正

3、視覺誤差，積累閱歷?？梢姡b感圖象的解譯過程是個閱歷積累的過程 二、 目視解譯原理與方法影像目視解譯的影響要素分辨率: 空間分辨率；時間分辨率；光譜分辨率季相影響： 植被差別；太陽高度角；水分影響圖像顯示： 真彩色合成，假彩色合成，偽彩色分辨率適用范圍1000m大地構(gòu)造，臺風(fēng)移動，海面溫度，全球變化250m區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造，森林火災(zāi)，沙塵監(jiān)測，流域研究80m地質(zhì)成圖，土地類型，植被調(diào)查30m礦產(chǎn)調(diào)查，地表溫度，土地利用，流域成圖，海水污染，森林祥查10m侵蝕調(diào)查，漁場調(diào)查，水污染3m土壤調(diào)查，土壤溫度，森林密度，樹種調(diào)查，人工建筑，1：5萬地形圖1m軍事偵察季相影響：1植被差別 冬季成像有利于突出

4、地表信息；夏季有利植被解譯。2太陽高度角 冬季太陽高度低，物體陰影長，輻射強(qiáng)度低，地物形狀信息豐富。夏季太陽高度高，陰影短，有利地物光譜特征的反映。3水分影響黑白影像全色真彩色天然彩色：影像上地物的顏色是地物天然顏色的再現(xiàn)。如RGB:TM3,2,1。規(guī)范假彩色彩色紅外false color：與地物的天然色相比，都向短波方向挪動了一個色向。 如RGB:TM4,3,2。地物反差增大有利于解譯。偽彩色Pseudo color :1張黑白圖像的灰階分為假設(shè)干等級，在每個等級上賦予顏色，就成為最簡單的偽彩色。黑白影像 IKONOS_Pan(1m)真彩色RGB(3,2,1)規(guī)范假彩色RGB(4,3,2)偽

5、顏色表示的DEM目視解譯方法目視解譯方法先圖外后圖內(nèi)先整體后部分先宏觀后微觀從知到未知勤對比，多分析目視解譯要素顏色 (tone)顏色 (colour)陰影 (shadow)外形 (shape)紋理 (texture)大小 (size)位置 (site)圖形 (pattern)相關(guān)規(guī)劃 (association)顏色：全色遙感圖像中從白到黑的密度比例叫顏色也叫灰度顏色：是彩色圖像中目的地物識別的根本標(biāo)志。外形：目的地物在 遙感圖像上呈現(xiàn)的外部輪廓。圖象記錄的多為地物的平面、頂面外形；側(cè)視成象雷達(dá)那么得側(cè)視的斜象。地物的外形是識別它們的重要而明顯的標(biāo)志。不少地物往往可以直接根據(jù)它特殊的外形加以斷

6、定。紋理：也叫內(nèi)部構(gòu)造，指遙感圖像中目的地物內(nèi)部細(xì)部構(gòu)造以一定頻率反復(fù)出現(xiàn)呵斥的影像構(gòu)造。它是一種單一細(xì)小特征的組合。道路和樹林森林堆積的木頭這種單一特征可以很小，以致于不能在圖象上單獨識別如葉片、葉部陰影、河灘的沙礫等。目視解譯中，紋理指圖象上地物外表的質(zhì)感(平滑、粗糙、細(xì)膩等印象)。紋理不僅依賴于外表特征，且與光照角度、圖象對比度有關(guān)，是一個變化值。對光譜特征類似的物體常經(jīng)過紋理差別加以識別，如在中比例尺航空象片上的林、灌、草，針葉林粗糙、灌叢較粗糙、幼林有絨感(絨狀影紋)、草地細(xì)膩、平滑感等 .圖形：目的地物有規(guī)律的陳列而成的圖形構(gòu)造。反映地物的空間分布特征。許多目的都具有一定的反復(fù)關(guān)系

7、，構(gòu)成特殊的組合方式。它可以是自然的，也可以是人為的。這些特征有助于圖象的識別，如住宅區(qū)的建筑群、水田的壟塊、果園、陳列整齊的樹冠等。位置：指目的地物分布的地點。水電站反映地物所處的地點與環(huán)境。地物與周邊的空間關(guān)系，如菜地多分布于居民點周圍及河流兩側(cè)；機(jī)場多在大城市郊區(qū)平坦地等。它對植物識別尤為重要，如有的植被生長于高地、有的植被只能長于濕地等 .陰影：是圖像上光束被地物遮擋而產(chǎn)生的地物的影子。據(jù)此可判讀物體性質(zhì)或高度。反映了地物的空間構(gòu)造特征。它既加強(qiáng)立體感，又顯示地物的高度和側(cè)面外形，有助于地物的識別。陰影可以分為本影和落影，本影地物未被太陽光直接照射到的部分構(gòu)成的陰影； 落影在太陽光照射

8、下，地物投落到地面上的陰影。前者反映地物頂面形狀；后者反映地物側(cè)面形狀，可根據(jù)側(cè)影推算出地物的高度。大?。褐高b感圖像上目的物的外形、面積與體積的度量。直觀地反映目的相對于其它目的的大小。假設(shè)提供圖象的比例尺或空間分辨率，那么可直接測得目的的長度、面積等定量信息。相關(guān)規(guī)劃：多個目的地物之間的空間配置關(guān)系。指某些目的的特殊表現(xiàn)和空間組合關(guān)系。即物體間一定的位置關(guān)系和陳列方式空間配置和規(guī)劃。如磚場由磚窯的高煙夕、取土坑、堆磚場等組合而成，軍事目的能夠有雷達(dá)站、軍車、軍營等 IKONOS sample image1-3: new residential 4-9: old residential 10-

9、12: downtown commercial 13-15: suburban shopping mall 16-18: industrial 19-21: institutional22-24: golf course 25-27: forest 28-30: corn field31-33: bean field 34-36: harvested field123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536三、典型地物的目視解譯水體解譯:在規(guī)范假彩色圖像上，深而清澈的水體呈黑或藍(lán)黑色；水淺者多為淺藍(lán)色；含泥沙者顏色

10、更淺，含沙量過高那么呈乳白色；有水生植物者呈紅色斑點。The Aral Sea is actually not a sea at all. It is an immense lake, a body of fresh water. In the last 30 years, more than 60 percent of the lake has disappeared. The sequence of images above, acquired by Landsat satellites, shows the dramatic changes to the Aral Sea between

11、 1973 and 2000.水系樹枝狀水系主要分布在沖積平原、侵蝕平原等基巖脆弱地域。放射狀水系主要分布在火山，孤山或穹形隆起地域。p120r037_7t20000916p121r037_7t20000721p121r039_7t20020711植被解譯植被的光譜特征，葉綠素在0.45um和0.65um吸收帶，在0.54um小反射峰，0.76-1.3um高反射峰植被解譯植被顏色隨其種類、環(huán)境和成像波段而變。在Landsat4,5波段植被呈淡顏色，在6，7波段為深顏色，闊葉林比針葉林顏色淺。在規(guī)范假彩色圖像，植被為紅色，幼嫩植被帶粉紅色，成熟時是鮮紅色，受蟲災(zāi)時呈暗紅色。闊葉林比針葉林更鮮紅，

12、灌叢顏色較淺，水稻呈暗紅色。城鎮(zhèn)、鐵路城鎮(zhèn)的光譜特征是各類建筑物與周圍裸地綜合反映，當(dāng)面積較大或與周圍環(huán)境的光譜特征有顯著差別時，可從影像上識別。在多波段黑白圖像上，城鎮(zhèn)多呈深暗顏色；在規(guī)范假彩色圖像上，中心顏色深暗、邊緣略淺的灰藍(lán)或藍(lán)灰色。由于鐵路路基資料與周圍土地的光譜差別較大，因地基有較寬陰影，在衛(wèi)星圖像上呈顏色深暗，較為明晰的線狀影像。Baltimore, MD April 4, 2000 Baltimore is the largest city in Maryland and one of the busiest ports in the United States. Its ec

13、onomy focuses on research and development, especially in the areas of aquaculture, pharmaceuticals, and medical supplies and services. Istanbul ,June 16, 2000 Two bridges spanning the Bosporus, and ships in the busy channel can be seen on the enlargement. On the full frame image, the water areas hav

14、e been replaced with a thermal image: colder waters are displayed in dark blue, warmer areas in light blue. Note the dark lines showing boat wakes, and the cold water entering the Sea of Marmara from deeper waters of the Bosporus. Vegetation appears red, and urban areas blue-green. Paris This image

15、of Paris was acquired on July 23, 2000 and covers an area of 23 by 20 km. In the UPPER LEFT, the Eiffel Tower and its shadow are seen. Based on the length of the shadow and the solar elevation angle of 59 degrees, we can calculate its height as 324 m (1054 ft), compared to its actual height of 303 m

16、 (985 ft). In the UPPER RIGHT, the Arc de Triomphe is at the center of the Place de Letoile, from which radiate 12 major boulevards. In the LOWER LEFT is the Tuileries Garden and the Louvre Museum art its eastern end. In the LOWER RIGHT is the Invalides, the burial place and monument of Napoleon Bon

17、aparte .The combination of bands portrays vegetation in red, and urban areas in gray. Sediment in the Suisun Bay, San Pablo Bay, San Francisco Bay, and the Pacific Ocean shows up as lighter shades of blue. Along the west coast of the San Francisco Peninsula, strong surf can be seen as a white fringe

18、 along the shoreline. A powerful rip tide is visible extending westward from Daly City into the Pacific Ocean. In the lower right corner, the wetlands of the South San Francisco Bay National Wildlife Refuge appear as large dark blue and brown polygons. San Francisco The images display three bands of

19、 the reflected visible and infrared wavelength region, with a spatial resolution of 15 m. They show part of the Tokyo metropolitan area extending south to Yokohama. Included are the Ginza District, Haneda Airport and the Imperial Palace. To the west, Tokyo is hemmed in by mountains, covered with for

20、ests (displayed in red); on the southeast, Tokyo Bay is one of the worlds great harbors. Tokyo March 22, 2000Washington D.C. June 1, 2000 The combination of visible and near infrared bands displays vegetation in red, and water in dark grays. The 15 m spatial resolution allows us to see individual bu

21、ildings, including the White House, the Jefferson Memorial, and the Washington Monument with its shadow. 紅外遙感圖像1紅外圖像物體顏色特征顏色差別反映地物輻射溫度的差別。紅外圖像上灰度反映的不是地物對可見光的反射程度，而是其輻射溫度。2紅外圖像物體形狀特征與可見光相比，地物冷暖信息構(gòu)成的模糊輪廓。紅外圖像可用于對物體解譯，不能用于對物體制圖。ETM+ Thermal band in 1999水陸差別城市熱島119/39, 98-8-11120/38, 97-9-21Volcano 火山是由

22、熔巖或火山碎巖構(gòu)成的錐狀地形，其影像普通呈錐形山體，具有放射狀水系或沖溝。年青火山有較完好的火山口，有時會構(gòu)成火山口湖。Land UseNatural Hazards地貌類型解譯風(fēng)沙地貌黃土地貌冰川地貌風(fēng)沙地貌流動程度固定沙丘呈冢狀，單個沙丘規(guī)模較小，高度1020m,整體景觀高低不平，具有粗糙感。植被覆蓋40，宏觀色調(diào)淺，點綴深色斑點。單個沙丘色調(diào)與植被有關(guān)，裸露部分色調(diào)較淺。半固定沙丘地表起伏不平，形狀較復(fù)雜，單個沙丘呈渾園或長條狀，沙丘規(guī)模較小，高度在510m,流沙呈斑點分布。植被覆蓋15，在色調(diào)稍淡背景上呈現(xiàn)出小黑點。流動沙丘沙丘形態(tài)復(fù)雜，隨風(fēng)移動，由疏松沙層組成，完全裸露，規(guī)模大小不一

23、。一般無植被覆蓋。背景景觀呈較淺色調(diào)，單個流沙背陰面呈深色調(diào)。風(fēng)沙地貌外形橫向沙丘具有新月形或弧狀形態(tài)，沙丘兩側(cè)有順風(fēng)向的翼角。迎風(fēng)坡呈淺色調(diào)，背風(fēng)坡及沙丘間的低洼地色調(diào)較深?？v向沙丘橫斷面呈三角形，中脊突出，或呈渾圓狀，高度在50100m。色調(diào)較淺，欠均勻。沙壟一側(cè)可見到陰影。多風(fēng)向沙丘發(fā)生在多風(fēng)向，且風(fēng)力相差不大情況下發(fā)育起來。色調(diào)較淺，影像呈蜂窩狀或格子狀。Pine Island Glacier, Antarctica December 12, 2000Pine Island Glacier has undergone a steady loss of elevation with re

24、treat of the grounding line in recent decades. Now, space imagery has revealed a wide new crack that some scientists think will soon result in a calving event. Glaciologist Robert Bindschadler of NASAs Goddard Space Flight Center predicts this crack will result in the calving of a major iceberg, pro

25、bably in less than 18 months. Discovery of the crack was possible due to multi-year image archives and high resolution imagery. 四、遙感圖像目視解譯步驟目視解譯預(yù)備任務(wù)階段 明確解譯義務(wù)與要求； 搜集與分析有關(guān)資料；選擇適宜波段與恰當(dāng)時相的遙感影像。初步解譯與判讀區(qū)的野外調(diào)查初步解譯的主要義務(wù)是掌握解譯區(qū)域特點，確立典型解譯樣區(qū)，建立目視解譯標(biāo)志，探求解譯方法，為全面解譯奠定根底。野外調(diào)查：填寫各種地物的判度標(biāo)志登記表，以作為建立地域性的判度標(biāo)志的根據(jù)。在此根底上，制

26、定出影像判度的專題分類系統(tǒng)，建立遙感影像解譯標(biāo)志。四、遙感圖像目視解譯步驟室內(nèi)詳細(xì)判度統(tǒng)籌規(guī)劃、分區(qū)判讀，由表及里、循序漸進(jìn)，去偽存真、靜心解譯。野外驗證與補(bǔ)判野外驗證包括：檢驗專題解譯中圖斑的內(nèi)容能否正確;檢驗解譯標(biāo)志.疑問問題的補(bǔ)判：對室內(nèi)判讀中遺留的疑問問題的再次解譯。 四、遙感圖像目視解譯步驟目視解譯成果的轉(zhuǎn)繪與制圖一種是手工轉(zhuǎn)繪成圖；一種是在準(zhǔn)確幾何根底的地理地圖上采用轉(zhuǎn)繪儀進(jìn)展轉(zhuǎn)繪成圖。解譯標(biāo)志 解譯標(biāo)志是指在遙感圖象上能詳細(xì)反映和判別地物或景象的影象特征。根據(jù)上述的8個解譯要素的綜合，結(jié)合攝影時間、季節(jié)、圖象的種類、比例尺、地理區(qū)域和研討對象等，可以整理出不同目的在該圖象上所特有

27、的表現(xiàn)方式。即建立識別目的所根據(jù)的影象特征解譯標(biāo)志。類 型代號空間分布位置作物植被影 像 特 征備 注形 態(tài)色 調(diào)紋 理耕地 水 田111主要分布在山區(qū)溝谷、陡坡地帶種植水稻為主幾何特征較為明顯，田塊均呈條帶狀分布深綠色、深藍(lán)色、近黑色春、粉紅色夏影象紋理較均一在夏秋季節(jié)的衛(wèi)星影像上呈粉紅色，夏初影象呈淺藍(lán)、深綠或近黑色，收割后影象以綠為主，橙綠相間。112主要分布在丘陵區(qū)河流或溝谷兩側(cè)幾何特征明顯，田塊較小而呈條帶狀深綠色、深藍(lán)色、近黑色春、粉紅色夏影象紋理較均一113主要分布在濱海平原、河流沖積與洪積平原，以及山區(qū)河谷平原幾何外形明顯，邊境明晰。田塊較大，有渠道灌溉設(shè)備。多呈大面積分布深綠

28、色、淺藍(lán)色春、粉紅色夏、綠色與橙色相間收割后影象紋理較均一114無 旱 地121主要分布在山區(qū)、坡地以種植玉米，小麥，大豆，雜糧為主沿山腳低緩坡不規(guī)那么條帶狀分布，邊境不清楚影像顏色多樣，普通為淺綠色、淺灰色或紅色影像構(gòu)造粗糙122主要分布在丘陵緩坡地帶幾何特征不規(guī)那么，田塊界限不清楚，但易與其它地類區(qū)別影像顏色多樣，普通為淡綠色、淺灰色或淺紅色影像構(gòu)造粗糙123主要分布在河流沖洪積、濱海平原臺地、山前平原地塊邊境明晰，幾何特征規(guī)那么，呈大面積分布影像顏色多樣，淺灰色或淺黃色春褐色收割后紅色或淺紅色夏紋理明顯，有條形紋理，有田塊外形，可見農(nóng)田防護(hù)林網(wǎng)格124無林地有林地21不同地貌區(qū)域均有分布

29、以大小興安嶺、長白山等山地為主受地形控制邊境自然圓滑，呈不規(guī)那么外形深紅色、暗紅色，顏色均勻有絨狀紋理山區(qū)林地有陰影灌木林地22主要分布在丘陵及河谷兩側(cè)受地形控制邊境自然圓滑，呈不規(guī)那么外形淺紅色，顏色均勻影像構(gòu)造較粗糙其中，園地呈淺紅色，跡地呈灰黑色或橙黃 黃色黃顏色疏林地23主要分布山區(qū)，丘陵地帶受地形控制邊境自然圓滑，呈不規(guī)那么外形紅色，淺紅色，顏色雜亂影像構(gòu)造細(xì)膩其它林地24山地、平原、丘陵均有分布幾何特征明顯，邊境規(guī)那么呈塊狀、不規(guī)那么面狀，邊境明晰影像顏色多樣影像構(gòu)造不一草地高覆蓋度草地31主要分布吉林省及黑龍江省西部低洼地或平地，山地丘陵的陽坡及頂部也有分布面狀條帶狀塊狀，邊境明晰紅色，黃色，褐色，綠色影像構(gòu)造較均一，邊境明晰，無紋理中覆蓋度草地32主要分布在本區(qū)西部低洼地及山地丘陵的陽坡或頂部面狀條帶狀塊狀，邊境明晰黃色，褐色，綠色或白色影像構(gòu)造較均一低覆蓋度草地33山地丘陵陽坡及頂部，主要分布在遼西山地，西部低洼地也有分布不規(guī)那么斑塊不均勻淺綠及黃色影像構(gòu)造較均一水域河流41主要分布在平原及山區(qū)溝谷幾何特