第2講遙感圖像識別與信息提取小學(xué)教育

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第2講遙感圖像識別與信息提取

其次講遙感圖像識別與信息提取

環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院河南高校

第2講遙感圖像識別與信息提取

內(nèi)容提要1.遙感圖像地物特征與識別

遙感圖像地物特征典型地物的反射光譜特征2.遙感圖像的目視解譯

目視解譯標志目視解譯方法與步驟3.遙感數(shù)字圖像信息提取

遙感數(shù)字圖像的概念

遙感數(shù)字圖像處理4.遙感數(shù)字圖像定量信息反演

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1遙感圖像地物特征與識別(1)遙感圖像地物特征地物的反射光譜特性

地物的放射光譜特性地物的透射光譜特性

(2)典型地物的反射光譜特征

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(1)遙感圖像地物特征

在可見光與近紅外波段，地表物體自身的輻射幾乎等于零。地物發(fā)出的波譜主要以反射太陽輻射為主。太陽輻射到達地面之后，物體除了反射作用外，還有對電磁輻射的汲取作用。電磁輻射未被汲取和反射的其余部分則是透過的部分，即：到達地面的太陽輻射能量=反射能量+汲取能量+透射能量一般而言，絕大多數(shù)物體對可見光都不具備透射力量，而有些物體如水，對肯定波長的電磁波透射力量較強，特殊是對0.45~0.56μm的藍綠光波段，一般水體的透射深度可達10~20m,清亮水體可達100m的深度。對于一般不能透過可見光的地面物體，波長5cm的電磁波卻有透射力量，如超長波的透射力量就很強，可以透過地面巖石和土壤。

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(1)遙感圖像地物特征1.地物的反射光譜特性反射率：地物的反射能量Pe占總?cè)肷淠芰縋o的百分比，稱為反射率ρPePo100%

反射類型鏡面反射(Specularreflection):入射波與反射波在同一平面內(nèi)，入射角與反射角相等時，所形成的反射現(xiàn)象漫反射(Diffusereflection):無論入射波方向如何，其反射波分散到各個方向

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(1)遙感圖像地物特征方向反射：朗伯體表面實際上是一個抱負化的表面。它被假定為介質(zhì)是勻稱的、各向同性的，并在遙感中多用以作為近似的自然表面。

電磁波反射的三種形式

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(1)遙感圖像地物特征2地物的放射光譜特性放射率:地物放射電磁輻射的力量，以黑體輻射作為基準M/MM-指單位面積上觀測地物放射的某一波長的輻

射通量密度；M

-指與觀測地物同溫度下黑體的輻射通量密度；

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(1)遙感圖像地物特征通常，依據(jù)放射率與波長的關(guān)系，將地物分為三種類型黑體，其放射率ελ=1,即黑體放射率對全部波長都是一個常數(shù)，并且等于1。灰體，其放射率ελ=常數(shù)1。即灰體的放射率始終小于1,發(fā)射率ελ不隨波長變化。選擇性輻射體，其放射率ελ1,放射率ελ隨波長而變化。

地物的放射波譜特性曲線

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(1)遙感圖像地物特

征

太陽輻射

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(1)遙感圖像地物特征3地物的透射光譜特性透射率即地物透射的能量與入射總能量的百分率，稱之為透射率τ=Eτ/Eο100%

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(2)典型地物的反射光譜特征1巖石的反射光譜特征巖石的波譜特征是地質(zhì)遙感的基礎(chǔ)，不同的礦物成分、礦物含量、風(fēng)化程度、含水狀況、顆粒大小、表面的光滑程度、色澤等都會影響到其反射波譜特征。

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(2)典型地物的反射光譜特征2、土壤的反射光譜特征自然狀況的土壤表面的反射率沒有明顯的峰值和谷值，一般來說土質(zhì)越細，反射率越高，有機質(zhì)含量越高和含水量越高反射率越低。此外土壤的肥力也會對反射率產(chǎn)生影響。

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(2)典型地物的反射光譜特征

不同含水量的土壤反射光譜曲線

三種土壤反射波譜曲線比較

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(2)典型地物的反射光譜特征3、水體的反射光譜特征水體的反射主要在藍光波段，其他波段汲取都很強，特別在近紅外以后水體便成為一個汲取體。光譜反射特性可能包括來自三方面的貢獻：水的表面反射、水體底部物質(zhì)的反射和水中懸浮物質(zhì)的反射。光譜汲取和透射特性不僅與水體本身的性質(zhì)有關(guān)，而且還明顯地受到水中各種類型和大小的物質(zhì)——有機物和無機物的影響。

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(2)典型地物的反射光譜特征

水體的反射光譜特征

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(2)典型地物的反射光譜特征4、植被的反射光譜特征植被的反射波譜曲線規(guī)律性明顯而獨特，主要分為三個波段：可見光波段(0.4~0.76m)有一個小的反射峰，位于0.55m(綠光波段)處，兩側(cè)藍光波段(0.45m)和紅光波段(0.67m)則有兩個汲取帶；近紅外波段(0.7~0.8m)有一反射徒坡，至1.1m四周有一峰值；中紅外波段(1.3~2.5m)受綠色植物含水量的影響，汲取率大增，反射率下降，在1.45、1.95和2.7m為中心是水的汲取帶，開成低谷。

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(2)典型地物的反射光譜特征

綠色植物有效光譜響應(yīng)特征

礦區(qū)紅杉林反射曲線的藍移現(xiàn)象

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2遙感圖像目視解譯目視解譯是用肉眼或借助于簡潔的工具如放大鏡、立體鏡、投影觀看器等，直接由肉眼來識別圖像特性，從而提取有用信息，即人把物體與圖像聯(lián)系起來的過程。具備的基本學(xué)問：

專業(yè)學(xué)問、地理區(qū)域?qū)W問、遙感系統(tǒng)學(xué)問。

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(1)目視解譯標志1、直接解譯標志色調(diào)(tone):色調(diào)是識別目標地物的基本依據(jù)。由于地物屬性的差別，在遙感圖像上表現(xiàn)精彩調(diào)上的差別。一般來說由于人眼的局限性，在圖像可分出16個灰度級。顏色(colour):由于目標地物在不同波段中反射或放射電磁輻射能量的差異性，由此而表現(xiàn)在彩色圖像顏色的差

異性。顏色也是目視解譯的基本標志之一。圖型(pattern):目標地物有規(guī)律排列而成的圖形結(jié)構(gòu)。

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(1)目視解譯標志陰影(shadow):陰影是遙感圖像上由于電磁輻能量被遮擋而產(chǎn)生的輻射能量減弱。由于陰影的存在，可據(jù)此地物的性質(zhì)或高度，應(yīng)留意的是陰影的外形與大小受到輻射能量入射角的影響。外形(shape):是指目標地物在遙感影像上呈現(xiàn)的外部輪廓。由于不同地物的頂視平面的差異，可據(jù)此推斷目標地物的性質(zhì)。紋理(texture):是指遙感圖像中目標地物內(nèi)部色調(diào)有規(guī)章變化造成的影影結(jié)構(gòu)。大小(size):指遙感圖像上目標地物的外形、面積與體積的度量關(guān)系。是遙感圖像上測量目標地物最重要的數(shù)量特征之一。同時依據(jù)其大小可以推斷地物的屬性。

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(1)目視解譯標志2、間接解譯標志位臵(si