寧夏大學資源環(huán)境學院遙感概論課件第五章 遙感圖象目視解譯與制圖

第五章遙感圖象目視解譯與制圖遙感圖象解譯（ImageryInterpretation）；從遙感圖象上獲取目標地物信息的過程。1、目視解譯——又叫目視判讀，指專業(yè)人員通過直接觀察或借助輔助判讀儀器在遙感圖象上獲取特定目標地物信息的過程。第五章遙感圖象目視解譯與制圖12、計算機解譯——以計算機系統(tǒng)作為支撐環(huán)境，利用模式識別技術與人工智能技術相結合，根據(jù)遙感圖象中目標地物的各種影象特征（顏色、形狀、紋理等），結合專家知識庫中目標地物的解譯經(jīng)驗和成像規(guī)律等知識進行分析和推理，完成對遙感圖象的理解。2、計算機解譯——以計算機系統(tǒng)作為支撐環(huán)境，利用模式識別技術2計算機的解譯結果需要運用目視解譯的方法進行抽樣核查來檢驗其判讀精度，而且計算機解譯也要運用目視解譯的經(jīng)驗和知識來進行指導。因此，目視解譯是遙感圖象計算機解譯的基礎，不會被計算機解譯完全取代。目視解譯是遙感應用的一項基本技能，不同的研究領域和專業(yè)從遙感信息中獲取不同的地學信息。計算機的解譯結果需要運用目視解譯的方法進行抽樣核查來檢驗其判3第一節(jié)遙感圖象目視解譯原理不論哪種專業(yè)領域，目視解譯需要解決的問題都分為以下三個方面。1、圖象中有哪些地物2、地物的分布情況3、地物的數(shù)量情況第一節(jié)遙感圖象目視解譯原理4遙感圖象中目標地物特征是地物電磁輻射差異在遙感影象上的典型反映，按其表現(xiàn)形式的不同可概括為色——色調、顏色、陰影形——形狀、大小、紋理、圖型位——分布的空間位置、相關布局遙感圖象中目標地物特征是地物電磁輻射差異在遙感影象上的典型反5一、目標地物的識別特征1、色調（tone）：也叫灰度，指黑白影象，0-255色調的深淺反映了地物反射和發(fā)射太陽光能量的大小，色調差異要達到一定程度，人眼才能區(qū)別為不同的地物。色調的決定因素1）地物反射率2）地物表面粗糙程度一、目標地物的識別特征63）濕度4）攝影季節(jié)2、顏色（colour）：彩色圖象3、陰影（shadow）：光被地物遮擋而產(chǎn)生的地物的影子（航片上分為本影和落影）1）本影——地物本身未被陽光直接照射到的陰暗部分的影象2）落影——在地物背光方向上地物投射到地面的陰影在像片上的構像。3）濕度7在影象判讀中，本影有助于獲得地物的立體感，落影的大小和形狀可判讀物體的性質和高度。地物陰影也會給像片判讀帶來不利，如高山的陰影會遮蓋大片其它地物而影響判讀（航片）。寧夏大學資源環(huán)境學院遙感概論課件第五章遙感圖象目視解譯與制圖84、形狀（shape）：遙感圖象的形狀是地物的頂視平面圖。形狀是判讀的主要標志，任何地物都有一定的幾何圖形，反映在像片上也必然有其相應的形狀，如房屋表現(xiàn)為規(guī)則的方塊狀圖形，運動場的橢圓形跑道，筆直的道路，彎曲的河流，方格狀的農(nóng)田等。沒有高度的地物在像片的中心和四周其形狀相同，但是有高差的地物如樓房、樹木、塔等在像片中心是地物頂部形狀，而在四周是地物的斜側面。4、形狀（shape）：遙感圖象的形狀是地物的頂視平面圖。95、紋理（Texture）：指遙感圖象中目標地物內部色調有規(guī)則變化造成的影象結構。航片上農(nóng)田的條帶狀紋理，表現(xiàn)為有的平滑，有的粗糙。紋理特征與航片比例尺有關。6、大?。╯ize）：地物的大小也是像片判讀的重要標志，根據(jù)影象的大小和航片比例尺可求得地物的數(shù)量特征。5、紋理（Texture）：指遙感圖象中目標地物內部色調有規(guī)10根據(jù)物體的大小還可以推斷物體的屬性，比如湖泊和池塘就可根據(jù)他們的大小來區(qū)別。7、位置（site）：指目標地物分布的地點。位置有絕對位置和相對位置，絕對位置為所在的經(jīng)緯度，依據(jù)地物相對位置可以為地物判讀提供依據(jù)，根據(jù)農(nóng)田與水渠的相對位置可以判讀農(nóng)田為水澆地或旱地。根據(jù)物體的大小還可以推斷物體的屬性，比如湖泊和池塘就可根據(jù)他118、圖型（pattern）：地物有規(guī)律排列而成的圖形結構，也叫組合圖案。如住宅區(qū)建筑群在圖象上的街區(qū)圖型，農(nóng)田與周邊防護林構成的圖型，它由形狀、大小、色調、紋理等影象特征組合而成。8、圖型（pattern）：地物有規(guī)律排列而成的圖形結構，也129、相關布局（Association）：多個地物之間的空間配置關系。地面物體的分布存在一定的相關性，依據(jù)空間布局可以推斷地物的屬性。如學校和操場。判讀時要靈活運用這些判讀標志，根據(jù)地物色、形、位的差異進行分析解譯。在這些解譯標志中，色調、大小、形狀、陰影、顏色、紋理、圖型是直接判讀標志，位置和相關布局是間解判讀標志。9、相關布局（Association）：多個地物之間的空間配13自學題目1、比較可見光黑白像片與黑白紅外像片的差異。2、比較天然彩色像片與彩色紅外像片的差異。3、熱紅外像片的解譯標志與可見光和近紅外像片的解譯標志有什么不同。4、比較MSS影象與TM影象的異同點。自學題目145、比較TM影象與SPOT影象的異同點。6、航空像片與衛(wèi)星圖象在圖象特征與解譯判讀時的異同點。7、微波影象與航片的色調在形成原理與表現(xiàn)上有何差異。8、概述遙感圖象目視解譯的原則、方法與基本步驟。5、比較TM影象與SPOT影象的異同點。15第二節(jié)遙感制圖

航空像片——地形圖一、遙感影象地圖（一）定義——以遙感影象和一定的地圖符號來表現(xiàn)制圖對象地理空間分布和環(huán)境狀況的地圖1）圖面內容為影象2）具有一定地圖符號（行政界線、文字注記、比例尺、等高線等）第二節(jié)遙感制圖16寧夏大學資源環(huán)境學院遙感概論課件第五章遙感圖象目視解譯與制圖17寧夏大學資源環(huán)境學院遙感概論課件第五章遙感圖象目視解譯與制圖18寧夏大學資源環(huán)境學院遙感概論課件第五章遙感圖象目視解譯與制圖19遙感影象圖與地形圖的復合遙感影象圖與地形圖的復合20因此具有影象與地圖的雙重優(yōu)勢。如航空像片經(jīng)投影改造成的正射影象地圖，可用于城市發(fā)展和工程建設的需要；用衛(wèi)星圖象制作的衛(wèi)星遙感影象地圖（1：100萬或1：400萬），反映國家或區(qū)域的地理環(huán)境。因此具有影象與地圖的雙重優(yōu)勢。21（二）特點1、豐富的信息量以影象為內容，沒有信息空白區(qū)域，信息量超過普通地圖。2、直觀形象性能夠直觀形象地反映地勢的起伏、河流蜿蜒曲折的形態(tài)，增加可讀性。（二）特點223、具有一定的數(shù)學基礎經(jīng)過幾何校正與投影糾正，比例尺保持一致，且每個像元都有自己的坐標，可進行量測。4、現(xiàn)勢性強獲取地面信息快，成圖周期短，能迅速反映制圖區(qū)域的當前狀況，尤其對于沼澤地、沙漠、崇山峻嶺等人跡罕至地區(qū)利用遙感影象制作影象地圖，更能顯示其優(yōu)越性。3、具有一定的數(shù)學基礎23（三）新型影象地圖1、電子影象地圖2、多媒體影象地圖3、立體全息影象地圖（三）新型影象地圖24二、計算機輔助遙感制圖（一）定義：在計算機系統(tǒng)支持下，根據(jù)地圖制圖原理，應用數(shù)字圖象處理技術和數(shù)字地圖編輯加工技術，實現(xiàn)遙感影象地圖制作和成果表現(xiàn)的技術方法。20世紀70年代發(fā)展起來的新方法，它是遙感數(shù)字圖象處理和數(shù)字制圖等技術的結合，與常規(guī)制作方法相比，改善了制圖條件，革新了編制工藝，提高了圖象符號配置的靈活性，縮短了成圖周期，降低了勞動強度。二、計算機輔助遙感制圖25硬件：計算機、掃描儀、數(shù)字化儀、噴墨打印機、繪圖儀軟件：影象地圖制作過程復雜，軟件的類型和功能也多種多樣，從遙感影象和底圖輸入、圖象處理、數(shù)字地圖編輯、地圖整飾、印刷打印等各個環(huán)節(jié)都有相應的軟件支持。硬件：計算機、掃描儀、數(shù)字化儀、噴墨打印機、繪圖儀26（二）基本過程1、遙感影象信息選取與數(shù)字化根據(jù)制圖要求，選擇適合時相、適合波段的指定地區(qū)的遙感影象，若需要多景數(shù)據(jù)，則最好選取同一顆衛(wèi)星的產(chǎn)品，制圖區(qū)域不應有云或云量小于10%。若是航片，則需要數(shù)字化，一般300DPI。（二）基本過程272、地理基礎底圖的選取與數(shù)字化一般選取地形圖1）采用地形圖對遙感影象進行幾何糾正2）抽取地形圖上的一些要素添加到影象圖上。3、遙感影象幾何糾正與圖象處理根據(jù)控制點進行糾正，控制點盡量選取永久性地物，如大路交叉點、大橋、水壩等，同名地物控制點編號要一致。2、地理基礎底圖的選取與數(shù)字化284、遙感影象鑲嵌與地理基礎底圖拼接影象鑲嵌利用相鄰影象中同名地物點作為配準點，要求影象投影相同，比例尺一致，時相一致，有足夠的重疊區(qū)域。地形圖拼接可利用GIS的地圖拼接功能，利用地形圖四角的地理坐標進行拼接。5、地理基礎底圖與遙感影象復合4、遙感影象鑲嵌與地理基礎底圖拼接296、生成符號注記層符號：行政區(qū)劃界線、城市、縣城、鄉(xiāng)村符號等注記：是對地物屬性的補充說明符號注記生成新的圖層，與影象圖疊加后，提高影象地圖的可讀性。7、影象地圖圖面配置包括1）影象地圖放置的位置6、生成符號注記層302）添加影象標題3）配置圖例4）放置比例尺5）配置指北箭頭6）邊框生成8、遙感影象地圖制作與印刷將影象圖、符號注記圖層、圖面配置圖層配準后打印。2）添加影象標題31第三節(jié)遙感數(shù)字圖象分類

一、定義：圖象分類就是對圖象上每個像素按照亮度接近程度給出對應類別，以達到大致區(qū)分遙感圖象中多種地物的目的。二、統(tǒng)計變量：進行分類的統(tǒng)計特征變量可以直接是原始圖象的光譜特征值，或者是經(jīng)過主成分分析后獲得的特征值。第三節(jié)遙感數(shù)字圖象分類32主成分變換：把互相存在相關性的原始多波段遙感影象轉換為相互獨立的多波段新圖象，而且使原始圖象的絕大部分信息集中在變換后的前幾個組分構成的圖象上，實現(xiàn)特征空間降維和壓縮的目的。三、相似度：兩類模式的相似程度，遙感圖象計算機分類的依據(jù)是遙感圖象像素的相似度，在遙感圖象分類過程中，常使用距離和相關系數(shù)來衡量相似度。主成分變換：把互相存在相關性的原始多波段遙感影象轉換為相互獨33（一）距離度量特征空間中的距離經(jīng)常采用以下幾種算法：1、絕對值距離——像元k到類別I的距離；n——總波段數(shù)；Mij——均值；?Xkj——k像元在j波段的亮度值；?i——類別號；j—波段序號；（一）距離342、歐幾里德距離（歐氏距離）：兩點之間的直線距離。3、馬氏距離采用距離衡量相似度時，距離越小相似度越大。（二）相關系數(shù)相關系數(shù)是指像素間的關聯(lián)程度，采用相關系數(shù)衡量相似度時，相關系數(shù)越大，相似度越大，相關系數(shù)越小，相似度越小。2、歐幾里德距離（歐氏距離）：兩點之間的直線距離。35四、分類方法

遙感圖象的計算機分類方法包括監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類。（一）非監(jiān)督分類（UnsupervisedClassification）1、定義：在沒有先驗類別作為樣本的條件下，即事先不知道類別特征，主要根

據(jù)像元間相似度的大小進行歸類合并（將相似度大的像元歸為一類）的方法。

四、分類方法

遙感圖象的計算機分類方法包括監(jiān)督分類和非監(jiān)督分362、分類過程A、確定初始類別參數(shù)，即確定最初類別數(shù)和類別中心（亮度平均值）；B、計算每一個像元所對應的特征值與各類別中心的距離；C、選與中心距離最短的類別作為這一像元的所屬類別；D、計算新的類別亮度平均值；2、分類過程37E、比較新的類別均值與原平均值的變化，若發(fā)生變化，則以新的類別均值作為聚類中心，再從第二步開始重復，進行反復迭代操作；F、如果聚類中心（平均值）不再變化，計算停止。

E、比較新的類別均值與原平均值的變化，若發(fā)生變化，則以新的類38如ERDASIMAGINE使用ISODATA方法（IterativeSelf-OrganizingDataAnalysisTechniquesAlgorthm），稱為“迭代自組織數(shù)據(jù)分析技術”，聚類過程始于任意聚類平均值或一個已有分類模板的平均值；聚類每重復一次，聚類的平均值就更新一次，新聚類的均值再用于下一個聚類循環(huán)。這樣不斷重復，直到最大的循環(huán)次數(shù)已達到設定閾值或者兩次聚類結果相比保持不變的像元所占最大百分比達到循環(huán)收斂閾值，則分類結束。

如ERDASIMAGINE使用ISODATA方法（Iter39（二）監(jiān)督分類（SupervisedClassification）：1、定義：首先需要從研究區(qū)域選取有代表性的訓練場地作為樣本。根據(jù)已知訓練區(qū)提供的樣本，通過選擇特征參數(shù)（如像素亮度均值、方差等），建立判別函數(shù)，據(jù)此對樣本像元進行分類，依據(jù)樣本類別的特征來識別非樣本像元的歸屬類別。

（二）監(jiān)督分類（SupervisedClassificat40監(jiān)督分類最基本的特點是在分類前人們對遙感圖象上某些抽樣區(qū)地物的類別屬性已有了先驗知識，先驗知識可以來自野外的實地考察、也可參照其他的文字或圖面資料或是圖象處理者本人的經(jīng)驗等。2、分類過程以ERDASIMAGINE對延安寶塔區(qū)進行土地利用動態(tài)監(jiān)測為例。

監(jiān)督分類最基本的特點是在分類前人們對遙感圖象上某些抽樣區(qū)地物41A、根據(jù)先驗知識確定要分的類別數(shù)。在本例中，通過野外考察，確定土地利用類別為14個，分別為旱地、居民地及工礦用地、果園、有林地、水面、灌木、天然或人工草地、裸巖、荒草地、水田、菜地、沙地、沼澤、民用機場。B、定義分類模板ERDASIMAGINE的監(jiān)督分類是基于分類模板來進行的，分類模板的生成、管理、評價和編輯等功能是由分類模板編輯器來完成的。A、根據(jù)先驗知識確定要分的類別數(shù)。42在分類模板編輯器中，用鼠標勾畫典型區(qū)域，每個土地類型要求多個采樣點，當全部類型采集完成后，把模板中每一類的多個樣本值進行合并，這樣得到每一類一個新的綜合的光譜特征值，作為該類的特征值。

在分類模板編輯器中，用鼠標勾畫典型區(qū)域，每個土地類型要求多個43C、評價分類模板在對遙感影象做全面分類之前，我們對所選的訓練區(qū)樣本以及由訓練區(qū)樣本所建立的判別函數(shù)是否有效等問題并無足夠的把握，因此在全面分類前要進行分類模板的評價，即用訓練區(qū)的樣本進行試分類。C、評價分類模板44分類模板評價工具包括分類預警、可能性矩陣、特征對象、特征空間到空間掩膜、直方圖法、分類統(tǒng)計分析等。以可能性矩陣為例，它主要是分析訓練區(qū)的像元是否完全落在相應的類別中。其輸出結果是一個百分比矩陣，說明每個訓練區(qū)中有多少個像元分別屬于相應的類別。如果誤差矩陣值小于85%，則模板需要重新建立。分類模板評價工具包括分類預警、可能性矩陣、特征對象、特征空間45D、執(zhí)行計算機自動分類根據(jù)建立的分類模板，在一定的分類決策規(guī)則條件下，對圖象像元進行分類判斷。用于分類決策的規(guī)則即各種分類判別函數(shù)。選擇了判別函數(shù)及其相應的準則后，就可執(zhí)行計算機自動分類。最大似然比分類最大似然比分類是應用最廣泛的監(jiān)督分類方法，分類精度較高，其前提條件是認為每一類的概率密度分布都是正態(tài)分布。D、執(zhí)行計算機自動分類46其判別函數(shù)由條件概率P(Wi/X)(i=1,2,3…m)來決定，Wi代表第i個類別，P表示X（X=(x1,x2,┄xn)T,n為波段數(shù)）為Wi類的概率是多少。這里不考慮混合像元的情況，認為一個像元X應該只屬于一個類別。由于這個類別是未知的，我們只有找到屬于每一類的可能性，然后比較他們的大小，

其判別函數(shù)由條件概率47哪一種類別出現(xiàn)的概率大，就把這個位置的像元歸哪類。即如果P(Wi/X)>P(Wj/X)i不等于j；j=1,2,3…,m成立，則X屬于Wi。E、評價分類結果執(zhí)行了監(jiān)督分類之后，需要對分類結果進行，評價是對分類結果的驗證。分類評價的方法有分類疊加、定義域值、分類重編碼以及精度評估等。哪一種類別出現(xiàn)的概率大，就把這個位置的像元歸哪類。48分類疊加：就是將分類圖象與原始圖象同時在一個視窗中打開，將分類專題層置于上層，通過改變分類專題層的透明度及顏色等屬性，查看分類專題與原始圖象之間的關系，該方法只查看分類結果的準確性。

域值處理：該方法可以確定哪些像元最可能沒有被正確分類，從而對監(jiān)督分類的初步結果進行優(yōu)化。用戶可以對每個分類疊加：就是將分類圖象與原始圖象同時在一個視窗中打開，將分49類別設置一個距離域值，將可能不屬于他的像元（在距離文件中的值大于設定域值的像元）篩選出去，篩選出去的像元在分類圖象中將被賦予另一個分類值。分類重編碼：指對分類圖象進行了分析之后，可能需要對原來的分類進行重新組合（如將林地1與林地2合并為林地），給部分或所有類別以新的分類值。類別設置一個距離域值，將可能不屬于他的像元（在距離文件中的值50分類精度評估：將專題分類圖象中的特定像元與已知的參考像元進行比較，實際工作中常常是將分類數(shù)據(jù)與地面真值、先前的試驗地圖、航空相片或其他數(shù)據(jù)進行對比。

分類精度評估：將專題分類圖象中的特定像元與已知的參考像元進行51第五章遙感圖象目視解譯與制圖遙感圖象解譯（ImageryInterpretation）；從遙感圖象上獲取目標地物信息的過程。1、目視解譯——又叫目視判讀，指專業(yè)人員通過直接觀察或借助輔助判讀儀器在遙感圖象上獲取特定目標地物信息的過程。第五章遙感圖象目視解譯與制圖522、計算機解譯——以計算機系統(tǒng)作為支撐環(huán)境，利用模式識別技術與人工智能技術相結合，根據(jù)遙感圖象中目標地物的各種影象特征（顏色、形狀、紋理等），結合專家知識庫中目標地物的解譯經(jīng)驗和成像規(guī)律等知識進行分析和推理，完成對遙感圖象的理解。2、計算機解譯——以計算機系統(tǒng)作為支撐環(huán)境，利用模式識別技術53計算機的解譯結果需要運用目視解譯的方法進行抽樣核查來檢驗其判讀精度，而且計算機解譯也要運用目視解譯的經(jīng)驗和知識來進行指導。因此，目視解譯是遙感圖象計算機解譯的基礎，不會被計算機解譯完全取代。目視解譯是遙感應用的一項基本技能，不同的研究領域和專業(yè)從遙感信息中獲取不同的地學信息。計算機的解譯結果需要運用目視解譯的方法進行抽樣核查來檢驗其判54第一節(jié)遙感圖象目視解譯原理不論哪種專業(yè)領域，目視解譯需要解決的問題都分為以下三個方面。1、圖象中有哪些地物2、地物的分布情況3、地物的數(shù)量情況第一節(jié)遙感圖象目視解譯原理55遙感圖象中目標地物特征是地物電磁輻射差異在遙感影象上的典型反映，按其表現(xiàn)形式的不同可概括為色——色調、顏色、陰影形——形狀、大小、紋理、圖型位——分布的空間位置、相關布局遙感圖象中目標地物特征是地物電磁輻射差異在遙感影象上的典型反56一、目標地物的識別特征1、色調（tone）：也叫灰度，指黑白影象，0-255色調的深淺反映了地物反射和發(fā)射太陽光能量的大小，色調差異要達到一定程度，人眼才能區(qū)別為不同的地物。色調的決定因素1）地物反射率2）地物表面粗糙程度一、目標地物的識別特征573）濕度4）攝影季節(jié)2、顏色（colour）：彩色圖象3、陰影（shadow）：光被地物遮擋而產(chǎn)生的地物的影子（航片上分為本影和落影）1）本影——地物本身未被陽光直接照射到的陰暗部分的影象2）落影——在地物背光方向上地物投射到地面的陰影在像片上的構像。3）濕度58在影象判讀中，本影有助于獲得地物的立體感，落影的大小和形狀可判讀物體的性質和高度。地物陰影也會給像片判讀帶來不利，如高山的陰影會遮蓋大片其它地物而影響判讀（航片）。寧夏大學資源環(huán)境學院遙感概論課件第五章遙感圖象目視解譯與制圖594、形狀（shape）：遙感圖象的形狀是地物的頂視平面圖。形狀是判讀的主要標志，任何地物都有一定的幾何圖形，反映在像片上也必然有其相應的形狀，如房屋表現(xiàn)為規(guī)則的方塊狀圖形，運動場的橢圓形跑道，筆直的道路，彎曲的河流，方格狀的農(nóng)田等。沒有高度的地物在像片的中心和四周其形狀相同，但是有高差的地物如樓房、樹木、塔等在像片中心是地物頂部形狀，而在四周是地物的斜側面。4、形狀（shape）：遙感圖象的形狀是地物的頂視平面圖。605、紋理（Texture）：指遙感圖象中目標地物內部色調有規(guī)則變化造成的影象結構。航片上農(nóng)田的條帶狀紋理，表現(xiàn)為有的平滑，有的粗糙。紋理特征與航片比例尺有關。6、大小（size）：地物的大小也是像片判讀的重要標志，根據(jù)影象的大小和航片比例尺可求得地物的數(shù)量特征。5、紋理（Texture）：指遙感圖象中目標地物內部色調有規(guī)61根據(jù)物體的大小還可以推斷物體的屬性，比如湖泊和池塘就可根據(jù)他們的大小來區(qū)別。7、位置（site）：指目標地物分布的地點。位置有絕對位置和相對位置，絕對位置為所在的經(jīng)緯度，依據(jù)地物相對位置可以為地物判讀提供依據(jù)，根據(jù)農(nóng)田與水渠的相對位置可以判讀農(nóng)田為水澆地或旱地。根據(jù)物體的大小還可以推斷物體的屬性，比如湖泊和池塘就可根據(jù)他628、圖型（pattern）：地物有規(guī)律排列而成的圖形結構，也叫組合圖案。如住宅區(qū)建筑群在圖象上的街區(qū)圖型，農(nóng)田與周邊防護林構成的圖型，它由形狀、大小、色調、紋理等影象特征組合而成。8、圖型（pattern）：地物有規(guī)律排列而成的圖形結構，也639、相關布局（Association）：多個地物之間的空間配置關系。地面物體的分布存在一定的相關性，依據(jù)空間布局可以推斷地物的屬性。如學校和操場。判讀時要靈活運用這些判讀標志，根據(jù)地物色、形、位的差異進行分析解譯。在這些解譯標志中，色調、大小、形狀、陰影、顏色、紋理、圖型是直接判讀標志，位置和相關布局是間解判讀標志。9、相關布局（Association）：多個地物之間的空間配64自學題目1、比較可見光黑白像片與黑白紅外像片的差異。2、比較天然彩色像片與彩色紅外像片的差異。3、熱紅外像片的解譯標志與可見光和近紅外像片的解譯標志有什么不同。4、比較MSS影象與TM影象的異同點。自學題目655、比較TM影象與SPOT影象的異同點。6、航空像片與衛(wèi)星圖象在圖象特征與解譯判讀時的異同點。7、微波影象與航片的色調在形成原理與表現(xiàn)上有何差異。8、概述遙感圖象目視解譯的原則、方法與基本步驟。5、比較TM影象與SPOT影象的異同點。66第二節(jié)遙感制圖

航空像片——地形圖一、遙感影象地圖（一）定義——以遙感影象和一定的地圖符號來表現(xiàn)制圖對象地理空間分布和環(huán)境狀況的地圖1）圖面內容為影象2）具有一定地圖符號（行政界線、文字注記、比例尺、等高線等）第二節(jié)遙感制圖67寧夏大學資源環(huán)境學院遙感概論課件第五章遙感圖象目視解譯與制圖68寧夏大學資源環(huán)境學院遙感概論課件第五章遙感圖象目視解譯與制圖69寧夏大學資源環(huán)境學院遙感概論課件第五章遙感圖象目視解譯與制圖70遙感影象圖與地形圖的復合遙感影象圖與地形圖的復合71因此具有影象與地圖的雙重優(yōu)勢。如航空像片經(jīng)投影改造成的正射影象地圖，可用于城市發(fā)展和工程建設的需要；用衛(wèi)星圖象制作的衛(wèi)星遙感影象地圖（1：100萬或1：400萬），反映國家或區(qū)域的地理環(huán)境。因此具有影象與地圖的雙重優(yōu)勢。72（二）特點1、豐富的信息量以影象為內容，沒有信息空白區(qū)域，信息量超過普通地圖。2、直觀形象性能夠直觀形象地反映地勢的起伏、河流蜿蜒曲折的形態(tài)，增加可讀性。（二）特點733、具有一定的數(shù)學基礎經(jīng)過幾何校正與投影糾正，比例尺保持一致，且每個像元都有自己的坐標，可進行量測。4、現(xiàn)勢性強獲取地面信息快，成圖周期短，能迅速反映制圖區(qū)域的當前狀況，尤其對于沼澤地、沙漠、崇山峻嶺等人跡罕至地區(qū)利用遙感影象制作影象地圖，更能顯示其優(yōu)越性。3、具有一定的數(shù)學基礎74（三）新型影象地圖1、電子影象地圖2、多媒體影象地圖3、立體全息影象地圖（三）新型影象地圖75二、計算機輔助遙感制圖（一）定義：在計算機系統(tǒng)支持下，根據(jù)地圖制圖原理，應用數(shù)字圖象處理技術和數(shù)字地圖編輯加工技術，實現(xiàn)遙感影象地圖制作和成果表現(xiàn)的技術方法。20世紀70年代發(fā)展起來的新方法，它是遙感數(shù)字圖象處理和數(shù)字制圖等技術的結合，與常規(guī)制作方法相比，改善了制圖條件，革新了編制工藝，提高了圖象符號配置的靈活性，縮短了成圖周期，降低了勞動強度。二、計算機輔助遙感制圖76硬件：計算機、掃描儀、數(shù)字化儀、噴墨打印機、繪圖儀軟件：影象地圖制作過程復雜，軟件的類型和功能也多種多樣，從遙感影象和底圖輸入、圖象處理、數(shù)字地圖編輯、地圖整飾、印刷打印等各個環(huán)節(jié)都有相應的軟件支持。硬件：計算機、掃描儀、數(shù)字化儀、噴墨打印機、繪圖儀77（二）基本過程1、遙感影象信息選取與數(shù)字化根據(jù)制圖要求，選擇適合時相、適合波段的指定地區(qū)的遙感影象，若需要多景數(shù)據(jù)，則最好選取同一顆衛(wèi)星的產(chǎn)品，制圖區(qū)域不應有云或云量小于10%。若是航片，則需要數(shù)字化，一般300DPI。（二）基本過程782、地理基礎底圖的選取與數(shù)字化一般選取地形圖1）采用地形圖對遙感影象進行幾何糾正2）抽取地形圖上的一些要素添加到影象圖上。3、遙感影象幾何糾正與圖象處理根據(jù)控制點進行糾正，控制點盡量選取永久性地物，如大路交叉點、大橋、水壩等，同名地物控制點編號要一致。2、地理基礎底圖的選取與數(shù)字化794、遙感影象鑲嵌與地理基礎底圖拼接影象鑲嵌利用相鄰影象中同名地物點作為配準點，要求影象投影相同，比例尺一致，時相一致，有足夠的重疊區(qū)域。地形圖拼接可利用GIS的地圖拼接功能，利用地形圖四角的地理坐標進行拼接。5、地理基礎底圖與遙感影象復合4、遙感影象鑲嵌與地理基礎底圖拼接806、生成符號注記層符號：行政區(qū)劃界線、城市、縣城、鄉(xiāng)村符號等注記：是對地物屬性的補充說明符號注記生成新的圖層，與影象圖疊加后，提高影象地圖的可讀性。7、影象地圖圖面配置包括1）影象地圖放置的位置6、生成符號注記層812）添加影象標題3）配置圖例4）放置比例尺5）配置指北箭頭6）邊框生成8、遙感影象地圖制作與印刷將影象圖、符號注記圖層、圖面配置圖層配準后打印。2）添加影象標題82第三節(jié)遙感數(shù)字圖象分類

一、定義：圖象分類就是對圖象上每個像素按照亮度接近程度給出對應類別，以達到大致區(qū)分遙感圖象中多種地物的目的。二、統(tǒng)計變量：進行分類的統(tǒng)計特征變量可以直接是原始圖象的光譜特征值，或者是經(jīng)過主成分分析后獲得的特征值。第三節(jié)遙感數(shù)字圖象分類83主成分變換：把互相存在相關性的原始多波段遙感影象轉換為相互獨立的多波段新圖象，而且使原始圖象的絕大部分信息集中在變換后的前幾個組分構成的圖象上，實現(xiàn)特征空間降維和壓縮的目的。三、相似度：兩類模式的相似程度，遙感圖象計算機分類的依據(jù)是遙感圖象像素的相似度，在遙感圖象分類過程中，常使用距離和相關系數(shù)來衡量相似度。主成分變換：把互相存在相關性的原始多波段遙感影象轉換為相互獨84（一）距離度量特征空間中的距離經(jīng)常采用以下幾種算法：1、絕對值距離——像元k到類別I的距離；n——總波段數(shù)；Mij——均值；?Xkj——k像元在j波段的亮度值；?i——類別號；j—波段序號；（一）距離852、歐幾里德距離（歐氏距離）：兩點之間的直線距離。3、馬氏距離采用距離衡量相似度時，距離越小相似度越大。（二）相關系數(shù)相關系數(shù)是指像素間的關聯(lián)程度，采用相關系數(shù)衡量相似度時，相關系數(shù)越大，相似度越大，相關系數(shù)越小，相似度越小。2、歐幾里德距離（歐氏距離）：兩點之間的直線距離。86四、分類方法

遙感圖象的計算機分類方法包括監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類。（一）非監(jiān)督分類（UnsupervisedClassification）1、定義：在沒有先驗類別作為樣本的條件下，即事先不知道類別特征，主要根

據(jù)像元間相似度的大小進行歸類合并（將相似度大的像元歸為一類）的方法。

四、分類方法

遙感圖象的計算機分類方法包括監(jiān)督分類和非監(jiān)督分872、分類過程A、確定初始類別參數(shù)，即確定最初類別數(shù)和類別中心（亮度平均值）；B、計算每一個像元所對應的特征值與各類別中心的距離；C、選與中心距離最短的類別作為這一像元的所屬類別；D、計算新的類別亮度平均值；2、分類過程88E、比較新的類別均值與原平均值的變化，若發(fā)生變化，則以新的類別均值作為聚類中心，再從第二步開始重復，進行反復迭代操作；F、如果聚類中心（平均值）不再變化，計算停止。

E、比較新的類別均值與原平均值的變化，若發(fā)生變化，則以新的類89如ERDASIMAGINE使用ISODATA方法（IterativeSelf-OrganizingDataAnalysisTechniquesAlgorthm），稱為“迭代自組織數(shù)據(jù)分析技術”，聚類過程始于任意聚類平均值或一個已有分類模板的平均值；聚類每重復一次，聚類的平均值就更新一次，新聚類的均值再用于下一個聚類循環(huán)。這樣不斷重復，直到最大的循環(huán)次數(shù)已達到設定閾值或者兩次聚類結果相比保持不變的像元所占最大百分比達到循環(huán)收斂閾值，則分類結束。

如ERDASIMAGINE使用ISODATA方法（Iter90（二）監(jiān)督分類（SupervisedClassification）：1、定義：首先需要從研究區(qū)域選取有代表性的訓練場地作為樣本。根據(jù)已知訓練區(qū)提供的樣本，通過選擇特征參數(shù)（如像素亮度均值、方差等），建立判別函數(shù)，據(jù)此對樣本像元進行分類，依據(jù)樣本類別的特征來識別非樣本像元的歸屬類別。

（二）監(jiān)督分類（SupervisedClassificat91監(jiān)督分類最基本的特點是在分類前人們對遙感圖象上某些抽樣區(qū)地物的類別屬性已有了先驗知識，先驗知識可以來自野外的實地考察、也可參照其他的文字或圖面資料或是圖象處理者本人的經(jīng)驗等。2、分類過程以ERDASIMAGINE對延安寶塔區(qū)進行土地利用動態(tài)監(jiān)測為例。

監(jiān)督分類最基本的特點是在分類前人們對遙感圖象上某些抽樣區(qū)地物92A、根據(jù)先驗知識確定要分的類別數(shù)。在本例中，通過野外考察，確定土地利用類別為14個，分別為旱地、居民地及工礦用地、果園、有林地、水面、灌木、天然或人工草地、裸巖、荒草地、水田、菜地、沙地、沼澤、民用機場。B、定義分類模板ERDASIMAGINE的監(jiān)督分類是基于分類模板來進行的，分類模板的生成、管理、評價和編輯等功能是由分類模板編輯器來完成的。A、根據(jù)先驗知識確定要分的類別數(shù)。93在分