遥感原理-目视解译

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1、第九章遥感图像的目视判读苏 伟 信息与电气工程学院地理信息工程系 E-mail: 2009.10.27个人基本信息Telephone：62737628E-mail：办办公地点：信电电楼509#主要教授课课程：遥感数字影像处处理；遥感地学分析 （研究生）主要研究：遥感农业应农业应 用、激光雷达农业应农业应 用一 目视判读原理（一）遥感成像与目视判读（二）目视判读标志 二 目视判读的方法与步骤（一）遥感图像目视判读的认知过程（二）目视判读的方法（三）目视判读的步骤 三 土地利用目视判读实例（一）土地/土地利用分类 （二）土地利用目视判读实例Outline:目视判读，又称目视解译，或目视判译，即凭着

2、光谱规律、地 学规律和解译者的经验从图像的亮度、色调、位置、时间、纹理、 阴影、结构等各种特征推出地面的景物类型。计算机自动分类，它以计算机系统为支撑环境，利用模式识别 技术与人工智能技术相结合，根据遥感图像中目标地物的各种图像 恃征(颜色、形状、纹理与空间位置)，结合专家知识库中目标地物 的解译经验和成像规律等知识进行分析和推理，实现对遥感图像的 理解，完成对遥感图像的解译。遥感图像解译(Imagery Interpretation)是从遥感图像上获取目标地物信息的过程。方法有两种:一 目视判读原理（一）遥感成像与目视判读目视判读是遥感成像的逆过程。概念：遥感图像上那些能够作为分析、判断景观

3、地物的图像特征为判读标志或解译标志。直接解译标志：是判读目标自身特点在图像上的直接表现形式， 包括色调、形状、阴影、大小、纹理、位置、布局、图案。 间接解译标志：图像上能看出的和直接标志密切联系的地物，不 同的专业判读不同。 （二）目视判读标志二者的区别不是截然的。色调：也称颜色，是最重要、最直观的解译标志，与地 物的光谱特性直接相关，其余与地物的空间特征相关。（1）直接解译标志红树林在绿、红、近红外波段图像此外，注意同物异谱与异物同谱同物异谱：different spectrum with same object，同一种物体因 其所处在的状态与位置不同，如自身湿度不同，处于坡向不 同等，而具

4、有不同反射光谱的物理现象。异物同谱：same spectrum with different object，不同物体具有 基本相同反射光谱的物理现象。比如，大多数植被就具有基 本相同的反射光谱。这里的“同谱”是一个相对概念。形状：地物的轮廓在图像平面的投影。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）。 根据地物空间的平面形态，地面对象可分为点状体、 线状体、面状体。大 小布 局大小：地物在图像上的尺寸，取决于实际地物的大小和图像的空间分辨率 。 通过地物光谱特性/数据的变化，即目标与周围地物间的光谱差异来体现 。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

5、成了很 多天然和人工目标特点。阴影：遥感图像上光束被地物遮挡而产生的地物的影子；有 时需去除地形起伏引起的部分阴影。粗纹理细纹理纹理：遥感图像中目标地物内部色调有规则变化造成的图 像结构。即地物图像轮廓内的色调变化的空间布局和频率。16图型：目标地物有规律的排列而成的图形结构。17机场稻田河滩Race track：赛马场跑道 River：河流 Roads：道路 Bridges：桥 Residential area：居民区 Dam：堤坝 ShapeTone，Shapeshape, tone, and association tone, shape, association Shape，Tone

6、Pattern, Tone(二)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；木头堆锯木场一个锯木场和它周围堆积的木头21水

7、系可作为地质地貌解译的间接标志辐射型水系(火山附近 )向心型水系(盆地)长方格子状水系(断层)*22二 目视判读的方法与步骤（一）遥感图像目视判读的认知过程遥感图像知觉形成的条件存在颜色或色调的差异，并且这种差异能为判读者视觉所感 受，才有可能将目标地物与背景区别开。通常采用一些图像增强技术来扩大地物之间的对比度差异。23（1）自下向上过过程 （2）自上向下过过程 图图像信息获获取特征提取识别证识别证 据选选取图图像辨识识提出假设设特征匹配（一）遥感图像目视判读的认知过程*24（二）遥感图像目视判读的方法1.判读原则：多种信息综合分析，多手段、多方法相结 合、内外结合保证精度；2. 判读方法：

8、直接判读法、对比分析法、逻辑推理法、信 息复合法、地理相关分析法。3. 目视判读的方法 直接判读法：依据判读标志，直接识别地物属性。 对比分析法：与该地区已知的资料对比，或与实地对比而识别地物属 性；或通过对遥感图像不同波段、不同时相的对比分析，识别地物 的性质和发展变化规律。 逻辑推理法：根据地学规律，分析地物之间的内在必然分布规律，由 某种地物推断出另一种地物的存在及属性。如由植被类型可推断出 土壤的类型，根据建筑密度可判断人口规模等。 信息复合法:利用透明专题图或透明地形图与遥感图像复合，根据专 题图或者地形图提供的多种辅助信息，识别遥感图像上目标地物的 方法。 地理相关分析法:根据地理

9、环境中各种地理要素之间的相互依存，相 互制约的关系，借助专业知识，分析推断某种地理要素性质、类型 、状况与分布的方法。(三) 目视判读的步骤目视解译一般遵从目视解译一般遵从从已知到未知从已知到未知，先整体后局部先整体后局部，从宏观到从宏观到 微观微观，先易后难先易后难的原则，可以概略地分为以下主要步骤：的原则，可以概略地分为以下主要步骤：准备工作：准备工作：主要是收集资料，除遥感图像外，通常还需要工作区的主要是收集资料，除遥感图像外，通常还需要工作区的 地形图和相关的自然、经济等情况，以及报告、必要的参地形图和相关的自然、经济等情况，以及报告、必要的参 考文献等各种资料。考文献等各种资料。*2

10、8图像预判和编制专题图略图：图像预判和编制专题图略图：遥感图像的初步解译主要是经过资料分析建立直接和遥感图像的初步解译主要是经过资料分析建立直接和 间接解译标志，包括形状、大小、色调、阴影、纹理等。间接解译标志，包括形状、大小、色调、阴影、纹理等。 然后在分类系统的指导下设计图例系统，进行初步解译，然后在分类系统的指导下设计图例系统，进行初步解译， 并把解译结果转绘成专题图略图。并把解译结果转绘成专题图略图。*29(三) 目视判读的步骤野外实况调查和地学验证：野外实况调查和地学验证：根据初步解译结果，确定野外调查路线和调查样本，根据初步解译结果，确定野外调查路线和调查样本， 进行野外调查，验证

11、判读标志，并应用地学分析方法解决进行野外调查，验证判读标志，并应用地学分析方法解决 图像与地物间的机理关系，从而修正预判中的错判或漏判图像与地物间的机理关系，从而修正预判中的错判或漏判 ，使得解译结果更加客观可靠。，使得解译结果更加客观可靠。室内解译编绘成图：室内解译编绘成图：根据预判结果和野外调查资料，对全部工作区进行重根据预判结果和野外调查资料，对全部工作区进行重 新解译，然后清绘成图，在此基础上进行面积量测以及其新解译，然后清绘成图，在此基础上进行面积量测以及其 他数字统计特征分析。他数字统计特征分析。*30(三) 目视判读的步骤( (一一) ) 土地与土地利用土地与土地利用土地是一个综

12、合的概念，它是包括气候、地貌、土壤、水文 、植被等自然因素在内的自然综合体，同时也包括人类活动 的作用和影响。土地覆盖是指地球表面当前所具有的自然和人为影响所形成是指地球表面当前所具有的自然和人为影响所形成 的的覆盖物，如地表植被、土壤、冰川、湖泊、沼泽湿地及道，如地表植被、土壤、冰川、湖泊、沼泽湿地及道 路等。路等。土地利用是土地资源自然属性和经济特性的全面反映。土地 利用划分具有如下特点：在自然、经济和技术条件的综合影 响下，经过人类的劳动所形成的产物；在一定的空间分布上 服从社会经济条件，在地域分布上不一定连成片。*31三 目视判读实例（二）目视判读实例1. 航片目视判读航空（机载）遥感

13、图像（2002.3.25）2. 卫片土地利用判读-北京*34粗几何校正的图像云层山体（香山）城区*35北京城区（五环线）2. 卫片土地利用判读-北京*36故宫及天安门广场2. 卫片土地利用判读-北京居民点居民点大棚菜地大棚菜地水域水域林地林地裸耕地裸耕地2. 卫片土地利用判读-黑龙江852农场*382. 卫片土地利用判读-军川农场*392007年7月23日 天气阴转多云，图像有云2. 卫片土地利用判读-军川农场*402007年8月8日 天气阴转多云，图像有云、阴霾2. 卫片土地利用判读-军川农场*412007年9月25日 天气晴朗，图像无云2. 卫片土地利用判读-军川农场*42土地利用类型居民

14、点水稻大豆玉米2. 卫片土地利用判读-军川农场*43植被季相变化2007年7月23日2007年8月8日2007年9月25日遥感图像的目视解译直接解译标志居 民 点农 田What?颐和园Water Body林地？道 路树 木四环五环 桥 梁顺义区3. 雷达图像的目视判读（1）雷达图像的特点 侧视雷达采用非中心投影方式成像，与摄像机中心投影方式完全不同。 雷达图像中的分辨率是由成像雷达的斜距分辨率和方位向分辨率决定的 ，它们分别由脉冲的延迟时间和波束宽度来控制的。 比例尺在横向上产生畸变。 地形起伏位移。 （2）雷达图像的应用范围 海洋环境调查。 地质制图和非金属矿产资源调查。 洪水动态监测与评估。 地貌研究与地图测绘。 军事侦察。（3）图像解译标志及地物图像特征色调：雷达回波强度在雷达图像上的表现。阴影：雷达图像上出现的无回波区。形状：目标地物轮廓或外形的雷达回波在雷达图像上的构像。自然地 物外形不规则，人造地物外形规则。纹理：雷达图像上的周期性 或随机性的色调变化。图型：是某一群体各个要素在空间排列组合的形状。水稻城市水体色调:地面温度的构像形状:被探测地物与背景温度差异形成”热分布”形状大小:地物的形状和热辐射特性影响图像的尺寸阴影:目标地物与背景之间的辐射差异造成阴影3. 热红外图像的目视判读可见光图像红外图像50