第五章遙感圖像解譯

第五章遙感數(shù)據(jù)的信息提取

§1信息提取的原理和方法

§2航空像片的信息提取

§3衛(wèi)星像片的信息提取

§4遙感影像地圖本章提要（…）

主要介紹了遙感數(shù)據(jù)的信息提取的原理和方法,其中以航空像片和陸地衛(wèi)星像片的信息提取為主,同時(shí)介紹了新型的影像地圖的概念。

§1信息提取的原理和方法遙感圖像中目標(biāo)地物的特征是地物電磁波的輻射差異在遙感影像上的反映。依據(jù)遙感圖像上的地物特征，識(shí)別地物類型、性質(zhì)、空間位置、形狀、大小等屬性的過程叫信息提?。ㄉ?，形，位）。信息提取的方法有：目視判讀法：是目前常用的方法。計(jì)算機(jī)分類法：有監(jiān)督分類、非監(jiān)督分類、模式識(shí)別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類、分形分類、模糊分類、人工智能等數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)方法。Tobecontinued…目視判讀的標(biāo)志

色調(diào)/色彩：判讀前通過反差調(diào)整和彩色增強(qiáng)后，成為目視判讀的重要標(biāo)志。形狀：是目視判讀最直觀的標(biāo)志。大小：根據(jù)地物間的相對大小，區(qū)分地物。陰影：可判讀地物的高度，但也遮擋部分地物信息。組合圖案：當(dāng)?shù)匚镙^小時(shí)，在影像上表現(xiàn)為紋理，即某種地物類型有規(guī)律的重復(fù)出現(xiàn)。如農(nóng)田、森林。Tobecontinued…目視判讀的方法

直接判讀法：依據(jù)判讀標(biāo)志，直接識(shí)別地物屬性。對比分析法：與該地區(qū)已知的資料對比，或與實(shí)地對比而識(shí)別地物屬性；或通過對遙感圖像不同波段、不同時(shí)相的對比分析，識(shí)別地物的性質(zhì)和發(fā)展變化規(guī)律。邏輯推理法：根據(jù)地學(xué)規(guī)律，分析地物之間的內(nèi)在必然分布規(guī)律，由某種地物推斷出另一種地物的存在及屬性。如由植被類型可推斷出土壤的類型，根據(jù)建筑密度可判斷人口規(guī)模等。返回本節(jié)結(jié)束§2航空像片的信息提取航空像片一般用攝影的方法獲得，航高在10km以內(nèi)的對流層。目前常用的航空像片類型為彩色紅外像片。航空像片的比例尺大、分辨率高，常用直接判讀法和對比分析法。一般依據(jù)航片上地物的形狀和色彩就可判讀地物屬性。航空像片主要應(yīng)用在城市遙感中。航空像片大部分采用中心投影方式成像。Tobecontinued…一、判讀標(biāo)志航片判讀：根據(jù)像片上反映的地物影像識(shí)別地物的性質(zhì)和數(shù)量特征，并研究其分布和發(fā)生發(fā)展的規(guī)律。判讀的標(biāo)志（直接、間接）形狀；大??；色調(diào)/顏色；陰影；組合圖案/紋理結(jié)構(gòu)。Tobecontinued…§2航空像片的信息提取內(nèi)容：按判讀標(biāo)志解譯所給的航片，區(qū)分出居民地、農(nóng)田類型、河流、流向、道路等地表覆蓋類型，理解判讀標(biāo)志的含義，初步掌握圖像識(shí)別的方法。Tobecontinued…實(shí)習(xí)判讀所提供的航片二、居民地和道路的判讀城市居民地的判讀特點(diǎn)：房屋稠密，面積較大，建筑物排列整齊，能判讀建筑物的形狀、高度和周邊環(huán)境。農(nóng)村居民地的判讀特點(diǎn)：小而分散，有農(nóng)田包圍，能判讀居民地的外形和面積及通向居民地的道路。道路的判讀特點(diǎn)：線狀分布，色調(diào)較亮。實(shí)習(xí)：居民地和道路的判讀。Tobecontinued…§2航空像片的信息提取三、水體的判讀河流判讀：界線明顯、彎曲自然、寬窄不一的條帶狀。能判讀流向、河寬、流速、橋梁、碼頭等附屬物。湖泊的判讀：輪廓明顯的形狀、色調(diào)較暗。能判讀其形狀、面積。海域的判讀：能清晰地判讀出海岸線、潮侵地帶、高潮、低潮位置。Tobecontinued…§2航空像片的信息提取

四、地貌的判讀利用航片能判讀地貌的類型、形態(tài)。如流水地貌、冰川地貌、風(fēng)沙地貌、黃土地貌、火山地貌等。Tobecontinued…§2航空像片的信息提取五、植被的判讀判讀標(biāo)志為：色調(diào)/色彩和紋理結(jié)構(gòu)。紋理結(jié)構(gòu)：細(xì)小地物在影像上構(gòu)成的組合圖案。地物的性質(zhì)不同，組合圖案也不同，以此來判讀地物群體的性質(zhì)。以判讀植物群落為主。Tobecontinued…§2航空像片的信息提取六、航空像片的立體觀察立體觀察的原理：什么是立體觀察：用肉眼或借助光學(xué)儀器（立體鏡），對有一定重疊率的像對進(jìn)行觀察，可以獲得地物和地形的光學(xué)立體模型，稱為像片的立體觀察。眼睛觀察立體的原理：（1）眼睛的結(jié)構(gòu)：相當(dāng)于一架能自動(dòng)調(diào)節(jié)焦距和光圈的攝像機(jī)。（2）立體的形成：取決于雙眼觀察。Tobecontinued…§2航空像片的信息提取實(shí)習(xí)用航片編制校園平面圖內(nèi)容：判讀校園航片，解譯出校園建筑物及其屬性、植被、道路、操場等；將航片解譯出的內(nèi)容進(jìn)行實(shí)地校對；將解譯結(jié)果在MapInfo軟件上分層并編制校園平面圖；利用軟件提供的功能整飾圖面（選做）；寫好姓名、學(xué)號(hào)后提交?！?衛(wèi)星圖像的信息提取衛(wèi)星遙感以多波段為主，判讀前先進(jìn)行彩色增強(qiáng)處理，提高目視判讀的分辨率。判讀方法主要是對比分析和地物紋理特征。高分辨率的衛(wèi)星遙感圖像彩色合成后，與航空像片的判讀方法類似。如IKONOS，QuickBird。Tobecontinued…一、Landsat衛(wèi)星圖像特征光譜特性：由于各種地物組成的物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)的差異，導(dǎo)致不同的地物對電磁波的反射存在著差異，并且致使地物的熱輻射性質(zhì)也不完全相同。同一地物在不同的波譜段，其反射的電磁波與熱輻射也有差異。反映在圖像上為：相同地物在不同波譜段的圖像上色調(diào)不同。這叫做地物的光譜效應(yīng)。MSS的光譜效應(yīng)。MSS4：0.5~0.6μm，對水體有一定的透視能力，能判讀出水下地形；探測植被反射率。Tobecontinued…§3衛(wèi)星像片的信息提取MSS5：0.6~0.7μm，對水體有一定的透視能力，對海水中的泥沙流、河流中的懸浮物有明顯的反映；能區(qū)分死樹和活樹，活樹色調(diào)較深；區(qū)分沼澤和沙地；用于城市研究，地質(zhì)研究。MSS6：0.7~0.8μm，水體為暗色，對地物的濕度有明顯反映；能反映植物的健康狀況。MSS7：0.8~1.1μm，與MSS6相似，但水體更黑，濕地色調(diào)更黑；能明顯區(qū)分植物的健康狀況，測定生物量和監(jiān)測作物長勢。MSS8：10.4~12.6μm，反映地物的熱輻射性質(zhì)。地表溫度高，熱輻射就強(qiáng)，色調(diào)就淺。Tobecontinued…§3衛(wèi)星像片的信息提取TM的光譜效應(yīng)TM1對水體有較強(qiáng)的透視能力。TM2-TM4與MSS4-MSS6相似。TM5，TM7屬于近紅外波段，對巖石有明顯的區(qū)分能力，對植物也有明顯的反映，屬于反射峰值。TM6與MSS8相同。Tobecontinued…ETM+的光譜特性除PAN波段外，其余與TM相同。Tobecontinued…空間分辨率空間分辨率：是指陸地衛(wèi)星成像時(shí)的地面采樣大小，在圖像上就稱為像元，是圖像的最小成像單元。

MSS4-MSS779mMSS8240mTM1-TM5，TM730mTM6120mETM660mPAN15mTobecontinued…幾何特性具有地理坐標(biāo)。投影性質(zhì)：多中心投影。重疊：航向無重疊，旁向重疊取決于緯度。如：緯度/°01020304050607080

重疊/%141519263445577085編號(hào)。圖像注記或圖像參考文件：說明成像的時(shí)間、條件、波段等。Tobecontinued…衛(wèi)星數(shù)據(jù)的產(chǎn)品類型衛(wèi)星圖像資料磁帶資料光盤資料磁盤資料Tobecontinued…二、水體判讀水體在衛(wèi)星圖像上要較其他地物容易判讀。尤其在近紅外波段的影像上，由于水體對近紅外的強(qiáng)烈吸收，水體為黑色，與周圍地物的界限很清楚。湖、河、海以其外部形態(tài)，很容易區(qū)別。水中的泥沙含量等狀況，在可見光短波影像上有顯示。一般水淺或含沙量大的色調(diào)淺。水體明顯易判的特點(diǎn)，常作為其他地物定點(diǎn)定位的標(biāo)志。Tobecontinued…§3衛(wèi)星像片的信息提取三、地貌的判讀地貌在衛(wèi)星圖像判讀時(shí)是較為直觀的要素。衛(wèi)星圖像的比例尺小，能反映大的地貌形態(tài)特征，如平原、山地、丘陵。能判讀主要的地貌類型及范圍，如風(fēng)沙地貌、黃土地貌、冰川地貌、火山地貌、流水地貌等。Tobecontinued…§3衛(wèi)星像片的信息提取四、植被的判讀衛(wèi)星圖像上，植被是群體的特征，不能反映個(gè)體的形態(tài)，只能判讀出植被的類型、生長狀況、分布范圍。植被類型的判讀要依據(jù)紋理結(jié)構(gòu)和色調(diào)，并要有該地植物群落組成和植被分類圖等資料，要經(jīng)過實(shí)地調(diào)查和驗(yàn)證。植被的判讀一般要用多波段合成的圖像，如標(biāo)準(zhǔn)假彩色合成圖像。在該圖像上植被為紅色。Tobecontinued…§3衛(wèi)星像片的信息提取五、城鎮(zhèn)與道路的判讀城鎮(zhèn)的光譜是建筑物和水泥下墊面的綜合反映，與周圍環(huán)境的反差較大，能判讀出城鎮(zhèn)的外形和面積。城鎮(zhèn)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的判讀，取決于圖像的分辨率。道路呈長條狀，故提高了分辨率，一般能判讀出形態(tài)和長度，區(qū)分道路的等級(jí)。Tobecontinued…§3衛(wèi)星像片的信息提取六、土地覆蓋與土地利用的判讀土地覆蓋與土地利用的含義大同小異。圖像反映出來的是地表覆蓋狀況，該狀況的類型根據(jù)土地分類標(biāo)準(zhǔn)而定。我國土地分類：一級(jí)大類統(tǒng)一，二級(jí)各地確定。一級(jí)類型：耕地—林地—草地—園地—居住用地—工礦用地—交通用地—水域—特殊用地—難利用地。Tobecontinued…§3衛(wèi)星像片的信息提取實(shí)習(xí)衛(wèi)星圖像判讀實(shí)習(xí)內(nèi)容：判讀一幅當(dāng)?shù)豑M彩色合成圖像，判讀出水體、城鎮(zhèn)居民地、道路