第四章遥感图象判读

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1、第四章 遥感图象判读二、航空象片判读的效果 航空象片判读的效果：一方面取决于航空象片的质量,再一方面决定于判读人员的专业水平和判读经验及辅助设施的应用。另外， 除了人类的生理特点影响遥感图像解译外，人类心理特点在遥感图像解译中也存在着一定的影响，这些特点包括： (1) 遥感图像解译过程中, 在同一时刻中只有一种地物是目标地物，图像的其余部分则是作为目标地物的背景出现，此时人类注意力集中在目标地物上。 (2) 目标地物识别时，目视者过去的经验与知识结构对目标物体的确认具有导向作用。因此，遥感图像上同一个目标地物，不同的解译者可能会得出不同的结论。 (3) 心理惯性对目标地物的识别具有一定影响。在

2、观察目标地物的图形结构时，空间分布比较接近的物体，图形要素容易构成一个整体。 (4) 观察的时效性。实验证明，遥感图像辨识需要一段时间 , 这期间内 , 目视者先区分目标地物和背景 , 然后辨认目标的细节 , 最后构成一个完整的图像知觉 , 为了正确地辨认图像中的目标地物 , 需要一个最低限度的时间才能够完成。2 遥感信息判读流程 一、信息搜集：要搜集全部有关的信息，包括物质信息和能量信息，也包括目标的信息和与其有关的主要环境要素的信息，即要占有全部资料。（物质信息-表征物体成分、结构、形状、大小的空间特征，时间分布以及与环境因素相关的状态的信息；能量信息-表征物体能量流的成分、结构及时空状态

3、的信息。） 二、信息处理：既要重视能量信息的校正、增强、提取及复合，又要重视物质信息的模型化研究。 三、信息判读：以能量信息分析为基础，物质信息的地学分析为重要手段，两者紧密结合。 四、信息反馈：既要重视系统反馈的研究，又要重视应用反馈的研究。（系统反馈主要检验信息搜集、处理、解译及地学模型的正确性；应用反馈主要检验整个系统的功能。）二、目视解译基本程序与步骤 一般认为，遥感图像判读分为五个阶段： (1) 目视解译准备工作阶段 遥感图像反映的是地球表层信息，由于地理环境的综合性和区域性特点，以及受大气吸收与散射影响等，遥感影像有时存在同质异谱或异质同谱现象，使得遥感图像目视解译存在着一定的不确

4、定性和多解性。为了提高目视解译质量，需要认真做好目视解译前的准备工作。一般说来，准备工作包括以下方面：明确解译任务与要求、搜集与分析有关资料、选择合适波段与恰当时相的遥感影像。 (2) 初步解译与判读区的野外考察 初步解译的主要任务是掌握解译区域特点，确立典型解译样区，建立目视解译标志，探索解译方法，为全面解译奠定基础。 (3) 室内详细判读 初步解译与判读区的野外考察，奠定了室内判读的基础。建立遥感影像判读标志后，这就可以在室内进行详细判读了。 (4) 野外验证与补判 室内目视判读的初步结果，需要进行野外验证，以检验目视判读的质量和解译精度。对于详细判读中出现的疑难点、难以判读地方则需要在野

5、外验证过程中补充判读。 (5) 目视解译成果的转绘与制图 遥感图像目视判读成果，一般以专题图或遥感影像图的形式表现出来。 将遥感图像目视判读成果转绘成专题图，可以采用两种方法：一种是手工转绘成图，另一种是在精确几何基础的地理地图上采用转绘仪进行转绘成图。完成专题图的转绘后，再绘制专题图图框、图例和比例尺等，对专题图进行整饰加工，形成可供出版的专题图。4 航空像片的信息提取六、 航空像片的立体观察 立体观察的原理： 什么是立体观察：用肉眼或借助光学仪器（立体镜），对有一定重叠率的像对进行观察，可以获得地物和地形的光学立体模型，称为像片的立体观察。 眼睛观察立体的原理： （1）眼睛的结构：相当于一

6、架能自动调节焦距和光圈的摄像机。 （2）立体的形成：取决于双眼观察。遥感图像判读 “判读” (interpretation)是对遥感图像上的各种特征进行分析、比较、推理和判断，最后提取出你所感兴趣的信息。 传统的方法是采用目视判读，是一种人工提取信息的方法、使用眼睛目视观察。借助一些光学仪器或在计算机显示屏幕上，凭借丰富的经验、扎实的专业知识和手头的相关资料，通过人脑的分析、推理和判断，提取有用的信息。第十章将讲述的计算机信息提取，是利用计算机通过一定的数字方法(如统计学、图形学、模糊数学等) 。目前目视判读仍在大量使用，第九章将介绍目视判读的原理、方法和步骤。遥感影像的特征、绝大部分为大中比

7、例尺像片,各种人造地物的形状特征与图型结构清晰可辨；、绝大部分采用中心投影，可以看到地物的顶部轮廓。3、视域广阔，监测范围大9.1 目视判读原理一、一般概念与图像判读过程定义：遥感图像是探测目标地物综合信息的最直观、最丰富的载体，人们运用丰富的专业背景知识，通过肉眼观察，经过综合分析、逻辑推理、验证检查把这些信息提取和解析出来的过程叫目视判读。四、判读工具设备 反光立体镜，各类地物判读典型象对，实习用象对，放大镜、特种红铅笔、聚脂薄膜片，透明胶纸。五、立体观察 单张像片只能研究物体的平面位置，立体像对可构成立体模型来解求地面物体的空间位置。 目标地物体识别特征1、色：指目标地物在遥感影像上的颜

8、色，包括色调、颜色和阴影。P.S:在黑白像片上，据地物间色调的相对差异区分地物。 在彩色像片上据地物不同颜色的差异或色彩深浅的差异来识别地物。通常在黑白影像中，一般建筑物为灰白色，而草地与森林颜色较深。在假彩色影像中，草、树和庄稼地区为红色，水是灰色和蓝色的，城市是蓝灰色的。3、位：指目标地物在遥感影像上的空间位置，包括目标地物分布的空间位置、相关布局等。三、目视判读标志定义：遥感影像上那些能够作为分析、判断景观地物的影像特征称判读标志或解译标志。（二）直接解译标志直接解译标志是判读目标自身特点在影像上的直接表现形式，概括说来，目标地物特征一般包括“色、形、位”三大类： 1.色：色调、阴影、颜

9、色； 2.形；形状、大小、图案、纹理或质地； 3.位：位置、布局。(一)间接解译标志由于遥感技术的局限性，许多问题不能直接从目视判读直接获得答案，都需从其它相关事物间之间的联系，通过逻辑推理获得判断，这一过程叫间接解译，所采用的依据称间接解译标志。例如石油天然气勘探、环境质量评价、城市人口等的遥感分析 间接标志灵活、变化、难有规律可循。建立间接标志需要丰富的知识背景和严密的逻辑推理，有时需要建立模型，是一种综合分析、相关分析的方法。 不同专业判读有不同的间接标志。 进行地质构造分析，可以把水系形态、地貌类型作为间接标志； 城市人口判读，将建筑物密度、楼层数、商业网点作为间接标志；三、目视判读的

10、标志 航空象片上，不同地物有其不同的影象特征，这些影象特征是判读时识别各种物体的依据，称之为判读标志。 1形状 (shape) ：是目视判读最直观的标志。目标地物的形状在不同空间分辨率的扫描图像上表现特点不同。在中低分辨率扫描影像上，地物的形状特征是经过自然综合概括的外部轮廓，它忽略了地物外形的细节，突出表现了目标物体宏观几何形状特征，如山脉的走向，水系的形态特征等。在中高分辨率扫描影像上，可以看到地物的较为详细的形状特征。但线状地物（如道路和河流）的宽度经常被夸大。在高分辨率扫描影像上，可以看到地物具有的形态特征的更多细节，如飞机场内的飞机与停机坪等。 2大小(size) ：同一地物在不同空

11、间分辨率的扫描图像上表现出尺寸大小不同。在低空间分辨率的扫描图像上该地物尺寸小，在高空间分辨率的扫描图像上该地物尺寸大。图像判读中，必须结合图像的空间分辨率（或比例尺）来认识地物大小。3阴影 (shadow) ：在多光谱图像中，阴影是电磁波被地物遮挡后在该地物背光面形成的黑色调区域。在扫描影像中陡峭的山峰背面往往形成阴影，阴影的出现给山区的扫描影像增加了立体感，同时也造成阴影覆盖区地物信息的丢失。4组合图案：当地物较小或象片比例尺较小时，在象片上往往不能看出某个地物的影象，但这些细小的地物影象可以构成一种组合图案，表现为一定的纹理结构，以某种规律性重复出现。5色调与颜色：这是扫描图像解译的基本

12、标志。对于中低分辨率的扫描影像来说，图像中色调与颜色更是一个重要的判读标志。由于扫描图像多数为多光谱影像，同一地区多光谱扫描图像中的相同地物，在不同波段的图像上可能会呈现不同色调，组合可以有不同的颜色，这因为同一种地物在可见光和近红外波段上具有不同的反射率，它们在单波段扫描影像中表现为不同的色调。判读前通过反差调整和彩色增强后，成为目视判读的重要标志。颜色（colour）是彩色遥感图像中目标地物识别的基本标志。日常生活中目标地物的颜色是地物在可见光波段对入射光选择性吸收与反射在人眼中的主观感受。遥感图像中目标地物的颜色是地物在不同波段中反射或发射电磁辐射能量差异的综合反映。 （一）影响色调变化

13、的主要因素1、物体本身的颜色2、地物表面的结构 1）光滑表面； 2）无光泽表面； 3）起伏不平的表面；3、物体本身的反光能力4、湿度的大小5、摄影季节的不同 形状：地物的轮廓在影象平面的投影。需要根据影象比例尺和分辨率具体分析，注意畸变（雷达、航片边缘）形状（shave）目标地物在遥感图像上呈现的外部轮廓。用于图像判读的图像通常多是垂直拍摄的，遥感图像上表现的目标地物形状是顶视平面图，它不同于我们日常生活中经常看到的物体形状。 大小：地物的尺寸、面积、体积等按比例缩小的相似记录。根据比例尺在影象上量算.大小（size） 指遥感图像上目标物的形状、面积与体积的度量。它是遥感图像上测量目标地物最重

14、要的数量特征之一 。 阴影：有利有弊，证明物体具有一定的高度；提供物体外形剖面景观；遮挡地物，增加解译难度阴影（shadow） 是遥感图像上光束被地物遮挡而产生的地物的影子；根据阴影形状、大小可判读物体的性质或高度，阴影的长度、方向和形状受到光照射角度、光照射方向和地形起伏等影响，山脉等阴影笼罩下的树木及建筑物往往会使目标模糊不清，甚至丢失。 本影和落影 本影是地物未被阳光直接照射到的部分在像片上的构像，本影有助于地物获得立体感，如汽车的背光部分或低太阳角下的建筑物。 落影是阳光直按照射物体时，物体投在地面上的影子在像片上的构像，如高架桥投在地面上的阴影。落影可以显示出物体的侧面形状。 纹理：

15、遥感图像中目标地物内部色调有规则变化造成的影像结构。即地物影像轮廓内的色调变化的空间布局和频率。如点状、粒状、线状、斑状等；粗糙、平滑纹理（texture） 也叫内部结构，指遥感图像中目标地物内部色调有规则变化造成的影像结构。如航空像片上农田呈现的条带状纹理。 图型（Pattern） 目标地物有规律的排列而成的图形结构。例如住宅区建筑群在图像上呈现的图型，农田与周边的防护林构成的图型，以这种图型为线索可以容易地判别出目标物。 图型：目标地物有规律的排列而成的图形结构。 布局：物体间的空间配置。物体间一定的位置关系和排列方式，形成了很多天然和人工目标特点。 位置：地物分布的地点。地理位置和相对位置。 位置（site） 指目标地物分布的地点。目标地物与其周围地理环境总是存在着一定的空间联系，并受周围地理环境的一定制约。位置是识别目标地物的基本特征之一 。9.2 目视判读的方法与步骤目视判读工作一般包括以下几个方面：（