遙感技術(shù)與應(yīng)用原理第5章 遙感圖像的目視解譯與制圖

第五章遙感圖像目視解譯與制圖遙感影像解譯結(jié)果第一節(jié)遙感圖像目視解譯原理第二節(jié)遙感圖像目視解譯過程第三節(jié)遙感制圖遙感圖像是地物電磁波潛特征的實時記錄。人們可以根據(jù)記錄在圖像上的影像特征——它包含著地物的光譜特征、空間特征、時間特征等，來推斷地物的電磁波譜性質(zhì)。不同地物，這些特征和性質(zhì)不同，在圖像上的表現(xiàn)不一，因而可根據(jù)它們的變化和差異來識別和區(qū)分不同的地物。遙感圖像的解譯是通過遙感圖像所提供的各種識別目標的特征信息進行分析、推理與判斷，最終到達識別目標或現(xiàn)象的目的。但是，圖像上所提供的這些信息并非盲接地呈現(xiàn)在我們的面前，而是通過圖像上復(fù)雜形式的色調(diào)、結(jié)構(gòu)及它們的變化表現(xiàn)出來，為了解譯這些信息，我們必須具備圖像解譯方面的背景知識。這就是專業(yè)知識、地理區(qū)域知識、遙感系統(tǒng)知識。所謂專業(yè)知識，指需要熟悉所解譯的學科及相關(guān)學科的知識。包括對地物成因聯(lián)系、空間分布規(guī)律、時相變化以及地物與其他環(huán)境要素間的聯(lián)系等知識。比方遙感地質(zhì)找礦，首先需具備地層、構(gòu)造、蝕變帶等與找礦直接相關(guān)的地質(zhì)知識和經(jīng)驗。此外、由于圖像記錄的是多種信息的綜合，且往往有意義的地質(zhì)現(xiàn)象被植被、土壤所覆蓋，因而還需要了解植物、土壤等相關(guān)知識，并能將這些知識有機地聯(lián)系起來?？梢?，圖像解譯人員需要具備應(yīng)用學科之間較綜合的知識。所謂地理區(qū)域知識、指區(qū)域特點、人文自然景觀等。每個區(qū)域均有其獨特的區(qū)域特征，即地域性，它影響到圖像上的圖型結(jié)構(gòu)等。因而，圖像解譯時，解譯者對這一地區(qū)的了解是相當重要的。它能幫助直接識別、認識地物或現(xiàn)象。對于遙感系統(tǒng)知識是根本的，解譯者必須了解每張圖像是怎樣生成的；不同的遙感器是如何描述景觀特征的，它采用了何種電磁波譜段，具有多大的分辨率，用什么方式記錄圖像，以及這些因素是如何影響圖像，怎樣從影像中得到有用信息等。人們在日常生活中，看報、看雜志、看電視等，多已具備解譯圖像的根本經(jīng)驗。如識別明暗的復(fù)雜差異，區(qū)別圖像的不同結(jié)構(gòu)，識別大小關(guān)系、復(fù)雜的形狀與特征等。這是人們所固有的圖像分析能力。但是，遙感圖像解譯與我們?nèi)粘５挠^察習慣有點不同。一是遙感圖像通常為頂視．而不同于乎日里的透視；二是遙感圖像常用可見光以外的電磁波譜段，面大多數(shù)我們所熟悉的特征在可見光內(nèi)外譜段，可以表現(xiàn)得十分不同；三是遙感圖像常以一種不熟悉或變化的比例和分辨率描述地球外表。

遙感圖像解譯分為兩種：目視解譯遙感圖像計算機解譯目視解譯：指專業(yè)人員通過直接觀察或借助判讀儀器在遙感圖像上獲取特定目標地物信息的過程。二者的關(guān)系：目視判讀是遙感圖象應(yīng)用最根本、最傳統(tǒng)的方法，是遙感圖象計算機解譯開展的根底和起始點。計算機分類時，諸如訓練場地確實定、樣本的選擇等都不同程度地需要目視判讀為根底。第一節(jié)遙感圖像目視解譯原理1.1影像目標地物的解譯特征

1.2遙感圖像目視解譯的認知過程

1.3遙感圖像目視解譯的一般原那么空間結(jié)構(gòu)、時間特點化學組分、物理屬性成像方式、探測波段投影方式、時空因素大小形狀、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、成圖比例增強處理、信息提取邏輯推理、比照分析空間結(jié)構(gòu)、時間特點化學組分、物理屬性地表景觀成像過程遙感圖象遙感圖象地表景觀目視解譯目視解譯是遙感成像的逆過程

遙感圖像目標地物識別特征——解譯標志遙感圖像上那些能夠作為識別、分析、判斷景觀地物的影象識別特征直接解譯標志間接解譯標志直接解譯標志色調(diào)(Tone)顏色(Color)陰影(Shadow)紋理(Texture)形狀(Shape)大小(Size)位置(Site)圖型〔樣式〕(Pattern)布局(Association)形狀：目標地物在遙感圖像上呈現(xiàn)的外部輪廓。紋理：也叫內(nèi)部結(jié)構(gòu)，指遙感圖像中目標地物內(nèi)部色調(diào)有規(guī)那么變化造成的影像結(jié)構(gòu)。大?。褐高b感圖像上目標物的形狀、面積與體積的度量。位置：指目標地物分布的地點。圖形：目標地物有規(guī)律的排列而成的圖形結(jié)構(gòu)。相關(guān)布局：多個目標地物之間的空間配置關(guān)系。色調(diào)：全色遙感圖像中從白到黑的密度比例叫色調(diào)〔也叫灰度〕顏色：是彩色圖像中目標地物識別的根本標志。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。間接解譯標志

指能夠間接反映和表現(xiàn)地物信息的遙感圖像的各種特征，借助它可推斷與某地物屬性相關(guān)的其他現(xiàn)象。

通過已識別出的地物或現(xiàn)象，進行相互關(guān)系的推理分析，進一步弄清楚其它不易在遙感影像上直接解譯的目標，例如根據(jù)植被、地貌與土壤的關(guān)系，識別土壤的類型和分布等。目標地物與其相關(guān)指示特征地物及與環(huán)境的關(guān)系目標地物與成像時間的關(guān)系色調(diào)/顏色：灰階〔黑白〕或色別與色階〔彩色〕，最重要、最直觀的解譯標志。陰影：遙感圖像上光束被地物遮擋而產(chǎn)生的地物的影子；有時需去除地形起伏引起的局部陰影形狀：地物的輪廓在影象平面的投影。需要根據(jù)影象比例尺和分辨率具體分析，注意畸變〔雷達、航片邊緣〕大?。旱匚锏某叽?、面積、體積等按比例縮小的相似記錄。根據(jù)比例尺在影象上量算.指地物形狀，面積或體積在影像上的尺寸。對于形狀相似而難于判別的兩種物體，可以根據(jù)大小標志加以區(qū)別，如在航片上判別單軌與雙軌鐵路。位置：地物分布的地點。地理位置和相對位置。指地物所處的環(huán)境部位,各種地物都有特定的環(huán)境部位,因而它是判斷地物屬性的重要標志。例如某些植物專門生長在沼澤地、沙地和戈壁上。布局：物體間的空間配置。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特點。布局：又稱相關(guān)位置。指多個目標物之間的空間配置。地面上的地物與地物之間相互有一定的依存關(guān)系，例如學校離不開操場，灰窯和采石場的存在可說明是石灰?guī)r地區(qū)。通過地物間的密切關(guān)系或相互依存關(guān)系的分析，可從地物證實另一種地物的存在及其屬性和規(guī)模，這是一種邏輯推理判讀地物的方法，在遙感解譯中有著重要的意義。圖型：目標地物有規(guī)律的排列而成的圖形結(jié)構(gòu)。它可反映各種人造地物和天然地物的特征,如農(nóng)田的壟、果樹林排列整齊的樹冠等，各種水系類型、植被類型、耕地類型等也都有其獨特的圖型結(jié)構(gòu)。遙感圖像目視解譯原理水系可作為地質(zhì)地貌解譯的間接標志向心型水系(盆地)長方格子狀水系(斷層)1.2遙感圖像目視解譯的認知過程1.2遙感圖像目視解譯的認知過程〔1〕自下向上過程〔2〕自上向下過程圖像信息獲取特征提取識別證據(jù)選取圖像辨識提出假設(shè)特征匹配1.3遙感圖像目視解譯的一般原那么總體觀察綜合分析比照分析觀察方法正確尊重影象客觀實際解譯圖象耐心認真有價值的地方重點分析總體觀察：從整體到局部對遙感圖像進行觀察；綜合分析：應(yīng)用航空和衛(wèi)星圖像、地形圖及數(shù)理統(tǒng)計等綜合手段,參考前人調(diào)查資料,結(jié)合地面實況調(diào)查和地學相關(guān)分析法進行圖像解譯標志的綜合,到達去粗取精、去偽存真的目的；比照分析：采用不同平臺、不同比例尺、不同時相、不同太陽高度角以及不同波段或不同方式組合的圖像進行比照研究；觀察方法正確：需要進行宏觀觀察的地方盡量采用衛(wèi)星圖像,需要細部觀察的地方盡量采用具有細部影像的航空像片,以解決圖像上“見而不識〞的問題；尊重圖像的客觀實際：圖像解詳標志雖然具有地域性和可變性,但圖像解譯標志間的相關(guān)性卻是存在的,因此，應(yīng)依據(jù)影像特征作解譯；解譯耐心認真：不能單純依據(jù)圖像上幾種解譯標志草率下結(jié)論,而應(yīng)該耐心認真地觀察圖像上各種微小變異；重點分析：有重要意義的地段,要抽取假設(shè)干典型區(qū)進行詳細的測量調(diào)查,到達“從點到面〞及印證解譯結(jié)果的目的。

遙感圖像目視解譯的一般順序從到未知、先易后難、先山區(qū)后平原、先地表后深部、先整體后局部、先宏觀后微觀、先圖形后線形遙感圖像目視解譯的一般順序從到未知是遙感圖像解譯必須遵循的原那么?！皑曋饕附庾g者自己最熟悉的環(huán)境地物,或是別人最熟悉的環(huán)境地物,如地形圖及有關(guān)資料等。所謂的未知就是圖像上的影像顯示,根據(jù)己印證的影像在相鄰圖像上舉一反三,然后根據(jù)影像再在相應(yīng)地面上找到新的地物,這就是從己知到未知的含義。先易后難是指易識別的地物先確認,然后根據(jù)客觀規(guī)律和影像特征不斷地進行解譯實踐,逐漸積累解譯經(jīng)驗,取得解譯標志，克服各種解譯困難的過程。遙感圖像目視解譯的一般順序“先山區(qū)后平原,先地表后深部、先整體后局部,先宏觀后微觀,先圖形后線形〞等步驟亦屬先易后難的組成局部。例如,由于山區(qū)基巖裸露,影像清晰,而平原地區(qū)平坦,影像較為模糊,所以前者容易辨識,后者就比較困難，況且山區(qū)與平原在構(gòu)造上總有這樣那樣的牽連,因此，一方面在解譯上可以借鑒,另一方面又可用“延續(xù)性分析〞不斷擴展。至于圓形構(gòu)造、線形構(gòu)造,在一般情況下,兩者都易于發(fā)現(xiàn)。第二節(jié)遙感圖像目視解譯根底2.1遙感影像解譯種類2.2目視解譯方法2.3遙感影像解譯的根本步驟可見光黑白像片和黑白紅外像片解譯彩色像片與彩紅外像片解譯熱紅外像片的解譯微波影像的解譯色調(diào):地面溫度的構(gòu)像.形狀:被探測地物與背景溫度差異形成〞熱分布〞形狀.大小:地物的形狀和熱輻射特性影響影象的尺寸.陰影:目標地物與背景之間的輻射差異造成陰影2.1遙感影像解譯種類

可見光黑白全色像片

黑白紅外影像彩色影像彩色紅外像片：熱紅外圖像判讀原理熱紅外影像的成像原理不同于可見光和近紅外像片。熱紅外像片記錄了地物發(fā)射熱紅外線的強度。夜間的熱紅外影像，不受太陽輻射的干擾，是地面物體熱輻射的特征。這種影像上的色調(diào)差異主要取決于地物的溫度和發(fā)射本領(lǐng)。由于各種地物熱輻射能量不同，因而在影像上顯示出不同的形狀和圖型特征，從而可從影像上識別各種不同的地物。特點判讀熱紅外影像時，關(guān)鍵是要準確地區(qū)分出影像色調(diào)的差異。影像正片上，深色調(diào)代表地物熱輻射能力弱，淺色調(diào)代表地物熱輻射能力強。各種地物熱輻射狀況的不同，在影像上形成了深淺不同的色調(diào)。在熱紅外影像上，地物影像所構(gòu)成物體熱分布形狀一般不是地物的真實形狀，除非物體外表熱輻射能力處處相等，但高溫地物的熱擴散可導(dǎo)致物體形狀擴大變形。同理，當高溫物體與背景具有明顯熱輻射差異時，即使是很小的物體，也能夠在熱紅外像片上表現(xiàn)出來。這是由于高溫物體向外輻射的能量強，因此在影像中的大小往往比實際尺寸要大。熱紅外圖像判讀熱紅外影像上的陰影是目標地物與背景之間輻射差異所造成的，可分為冷陰影和暖陰影兩種，其中，冷陰影是陰影的溫度較其背景低所致，而熱陰影那么是陰影的溫度較其背景高產(chǎn)生的。應(yīng)當指出，天氣狀況對自然地物的色調(diào)特征會造成一定影響。例如，連續(xù)的陰天，使得地物之間溫差大大減小，不同地物的差異難以在熱紅外影像上反映出來。大風會使物體外表熱量散失，溫度下降，地物色調(diào)特征不明顯，或產(chǎn)生地物熱影像位移等現(xiàn)象。相比之下，具有人工熱源的人造地物，例如海洋上行駛的客輪，受氣象條件的影響較小，其熱成像比較穩(wěn)定。由于熱紅外影像易受環(huán)境條件影響，以及其分辨率的局限性，判讀時不僅應(yīng)將不同時段等能紅外影像進行比照分析，最好能與全色片、彩色片等作對照研究。熱紅外像片：3.5-5.5μm,8-14μm雷達衛(wèi)星影像不同的作物色調(diào)和亮度有較大的差異，紋理細密呈現(xiàn)出亮色調(diào)，表示作物長勢良好

林地和耕地由于回波的強弱不同而色調(diào)有差異，通過

分析COSMO影像的紋理信息可以進行農(nóng)林判別

2.2目視解譯方法直接判讀法:使用的直接判讀標志有色調(diào)、色彩、大小、形狀、陰影、紋理、圖案等。比照分析法:同類地物比照分析、空間比照分析、時相動態(tài)比照法。信息復(fù)合法:利用透明專題圖或透明地形圖與遙感圖像復(fù)合，根據(jù)專題圖或者地形圖提供的多種輔助信息，識別遙感圖像上目標地物的方法。綜合推理法:綜合考慮遙感圖像多種解譯特征，結(jié)合生活常識，分析、推斷某種目標地物的方法。地理相關(guān)分析法:根據(jù)地理環(huán)境中各種地理要素之間的相互依存，相互制約的關(guān)系，借助專業(yè)知識，分析推斷某種地理要素性質(zhì)、類型、狀況與分布的方法。直接判讀法比照分析法信息覆合法：利用透明專題圖或者地形圖與遙感圖像重合，根據(jù)專題圖或者地形圖提供的多種輔助信息，識別遙感圖像上目標地物的方法。地理相關(guān)分析法：根據(jù)地理環(huán)境中各種地理要素之間的相互依存，相互制約的關(guān)系，借助專業(yè)知識，分析推斷某種地理要素性質(zhì)、類型、狀況與分布的方法。(1)了解影像的輔助信息(2)分析專業(yè)資料(3)建立解譯標志(4)預(yù)解譯(5)地面實況調(diào)查(6)詳細解譯(7)類型轉(zhuǎn)繪與制圖2.3遙感影像解譯的根本步驟1目視解譯準備工作階段明確解譯任務(wù)與要求；收集與分析有關(guān)資料；選擇適宜波段與恰當時相的遙感影像。了解影像的輔助信息：即熟悉獲取影像的平臺、遙感器，成像方式，成像日期、季節(jié)，所包括的地區(qū)范圍，影像的比例尺，空間分辨率，彩色合成方案等等，了解可解譯的程度。2分析專業(yè)資料分析專業(yè)資料：目視解譯的最根本方法是從“〞到“未知〞，所謂“〞就是已有相關(guān)資料或解譯者已掌握的地面實況，將這些地面實況資料與影像對應(yīng)分析，以確認二者之間的關(guān)系。(3)建立解譯標志：根據(jù)影像特征，即形狀、大小、陰影、色調(diào)、顏色、紋理、圖案、位置和布局建立起影像和實地目標物之間的對應(yīng)關(guān)系。(4)預(yù)解譯：運用相關(guān)分析方法，根據(jù)解譯標志對影像進行解譯，勾繪類型界線，標注地物類別，形成預(yù)解譯圖。例如對于中巴資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行波段組合〔4、3、2〕影像，各類地物的光譜特征征差異明顯，林地、耕地和草地在影像中分別表現(xiàn)為深紅色、紅色、粉色，水體呈現(xiàn)藍色、深藍色，建設(shè)用地為灰、青色。(5)地面實況調(diào)查：在室內(nèi)預(yù)解譯的圖件不可防止地存在錯誤或者難以確定的類型，就需要野外實地調(diào)查與檢證。包括地面路線勘察，采集樣品(例如巖石標本，植被樣方，土壤剖面，水質(zhì)分析等等)，著重解決未知地區(qū)的解譯成果是否正確。(6)詳細解譯：根據(jù)野外實地調(diào)查結(jié)果，修正預(yù)解譯圖中的錯誤，確定未知類型，細化預(yù)解譯圖，形成正式的解譯原圖。(7)類型轉(zhuǎn)繪與制圖：將解譯原圖上的類型界線轉(zhuǎn)繪到地理底圖上，根據(jù)需要，可以對各種類型著色，進行圖面整飾、形成正式的專題地圖。2021QUICKBIRD影像目視解譯結(jié)果第三節(jié)遙感制圖遙感影像地圖概念：遙感影像地圖是一種以遙感影像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。按照內(nèi)容分為普通遙感影像地圖與專題遙感影像地圖。按照傳感器不同，分為航空攝影影象地圖.掃描影象地圖和雷達影象地圖.遙感影像地圖是一種以遙感影像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。按其表現(xiàn)內(nèi)容分為：普通影像地圖專題影像地圖按獲取遙感信息傳感器的不同：航空攝影影像地圖掃描影像地圖雷達影像地圖第三節(jié)遙感制圖遙感影像地圖的特點豐富的信息量直觀形象性具有一定的數(shù)學根底現(xiàn)勢性強

利用IKONOS假彩色數(shù)據(jù)進行大面積種植園種植情況遙感制圖遙感影像地圖遙感影像地圖遙感影像地圖遙感影像地圖遙感影像地圖遙感影像地圖考古遙感影像地圖遙感影像地圖遙感影像地圖的開展趨勢電子影像地圖多媒體影像地圖：直觀、形象的影像信息再配以生動的聲音解說等。立體全息影像地圖：是利用從不同角度攝影獲取的區(qū)域重疊的兩張影像，構(gòu)成像對。遙感影像地圖影像地圖的設(shè)計遙感影像的選擇、處理和識別地理根底底圖的選取:一般選地形圖作為地理根底底圖。影像幾何糾正制作線劃注記版遙感影象地圖的制印

根本