遥感图像目视解译课件

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1、遥感原理与制图遥感图像目视判读的特征1 在日常生活中，总是用物体表现出来的固有特征来区分不同的物体。 遥感图像是地面物体电磁波辐射的记录，所以地面目标的各种特征必然在图像上有所反映，在进行目视判读时同样也可以用这些特征来识别目标。也就是说，地面物体在图像上反映出的影像特征或影像标志，能够帮助人们判读目标性质。遥感图像目视判读的特征2 目录CONTENTS直接判读特征间接判读特征01023 直接判读特征014 01.直接判读特征 色调（tone） 人眼对图像灰度大小的生理感受。人眼不能确切地分辨出灰度值，只能感受其大小的变化，灰度大者色调深，灰度小者色调浅。色调是地物电磁辐射能量大小和地物波谱特

2、征的综合反映。同一地物在不同波段的图像上存在色调差异，在同一波段的影像上，由于成像时间和季节的差异，即使同一地区同一地物的色调也会不同。目标地物与背景之间必须存在能被人的视觉所分辨出的色调差异，目标地物才能够被区分。遥感图像目视判读的特征5 01.直接判读特征 色调（tone）遥感图像目视判读的特征 红树林在绿、红、近红外波段图像上的色调特征6 01.直接判读特征 颜色（color） 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。颜色的差

3、别反映了地物间的细小差别，为细心的判读人员提供更多的信息。特别是多波段彩色合成图像的判读，判读人员往往依据颜色的差别来确定地物与地物间或地物与背景间的边缘线，从而区分各类物体。遥感图像目视判读的特征7 01.直接判读特征 颜色（color） 按照遥感图像与地物真实色彩的吻合程度，遥感图像分为假彩色图像和真彩色图像。遥感图像目视判读的特征假彩色图像真彩色图像8 01.直接判读特征 颜色（color） 目标地物在遥感图像上呈现的外部轮廓。地物的外部轮廓不同，对应的影像形状也不相同，如飞机场、港湾设施在遥感图像中均具有特殊形状。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

4、的物体形状。由于成像方式的不同，传感器姿态的改变或者地形起伏的变化，都会造成同一目标物在图像上呈现出不同的形状。判读时必须考虑遥感图像的成像方式。遥感图像目视判读的特征9 01.直接判读特征 颜色（color）遥感图像目视判读的特征飞机飞机盘山公路盘山公路建筑物建筑物10 01.直接判读特征 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要的数量特征之一。根据物体的大小可以推断物体的属性，判读地物大小时必须考虑图像的比例尺。根据比例尺的大小可以计算或估算出图像上物体所对应的实际大小。影响图像上物体大小的因素有地面分辨率、物体本身亮度与周围亮度的对比

5、关系等。遥感图像目视判读的特征11 01.直接判读特征 大小（size）遥感图像目视判读的特征池塘池塘湖泊湖泊小轿车小轿车火车火车12 01.直接判读特征 阴影（shadow） 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，如航空像片判读时利用阴影可以了解铁塔及高层建筑物等的高度及结构。阴影的长度、方向和形状受到光照射角度、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。遥感图像目视判读的特征13 01.直接判读特征 阴影（shadow）遥感图像目视判读的特征金字塔阴影金字塔阴影桥梁阴影桥梁阴影14 01.直接判读特征

6、 纹理（texture） 指图像上细部结构以一定频率重复出现，是单一特征的集合。组成纹理的最小细部结构称为纹理基元，纹理反映了图像上目标地物表面的质感。纹理特征有光滑的、波纹的、斑纹的、线性的和不规则的等。如航空像片上农田呈线条带状纹理，草地及牧场看上去像天鹅绒样平滑，阔叶林看上去呈现粗糙的簇状特征，坟看上去是弧形的特征。纹理可以作为区别地物属件的重要依据。遥感图像目视判读的特征15 01.直接判读特征 纹理（texture）遥感图像目视判读的特征森林森林坟地坟地16 01.直接判读特征 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

7、的一定制约。位置是识别目标地物的基本特征之一，例如水田临近沟渠。位置分为地理位置、相对位置。依据遥感图像周框注记的地理经纬度位置，可以推断出区域所处的温度带，依据相对位置，可以为具体目标地物解译提供重要判据，例如位于沼泽地的土壤多数为沼泽土。遥感图像目视判读的特征17 01.直接判读特征 位置（site）遥感图像目视判读的特征水电站水电站核电站核电站18 01.直接判读特征 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。遥感图像目视判读的特征飞机场飞机场稻田稻田河滩河滩19

8、间接判读特征0220 02.间接判读特征 根据地物间相互的内在联系以及相互关系，通过分析推断来辨认地物的那些影像特征。它是通过与之有联系的其他地物在图像上反映出来的特征，推断地物的类别属性。遥感图像目视判读的特征21 02.间接判读特征 如：从地貌特征可推断分析出相应的土壤属性及特征，影像上所反映出的地貌影像特征，即可作为土壤判读的间接判读标志。在像片上泉水的影像呈线状排列分布，依照泉水与地质断层的内在联系，即可推断出此地段有隐伏断层的存在，呈线状排列分布的泉水影像特征即成为识别断层的间接判断标志。 实际工作中，间接判读标志与直接判读标志不是独立分开的，而只是相对的概念，既有区别又有联系，常因

9、判读对象不同而相互转化。遥感图像目视判读的特征22 目录CONTENTS判读员的训练了解图像的来源、性质和质量搜集充足的资料判读仪器和设备0102030423 判读员的训练0124 01.判读员的训练 判读员的训练包括判读知识、专业知识的学习和实践训练两个方面。 知识的学习包括遥感与判读的课程以及各种专业课程。 实践训练包括野外实地勘察，多阅读别人已判读过的遥感图像，以及遥感图像与实地对照，并参与一些典型试验区的判读和分类等，以积累判读经验。目视判读前的准备25 搜集充足的资料0226 02.搜集充足的资料 收集的资料包括历史资料、统计资料、各种地图及专题图以及实况测定资料和其他辅助资料等。

10、对原有资料上已有的东西，又没有发生变化或变化不大者，可以很快地从遥感图像上提取出来；对变化的地区和原来的资源上没有记载的地区要进行集中判读。目视判读前的准备27 了解图像的来源、性质和质量0328 03.了解图像的来源、性质和质量 当判读员拿到遥感图像（或要去索取遥感图像）时，应知道这些图像是什么传感器获取的，什么日期和地点，哪个波段，比例尺、航高、投影性质等。 大多卫星遥感像片上印有各种注记，能说明图像的来源、性质等。 对于图像的质量，应该清楚了解的是图像的几何分辨率、辐射分辨率、光谱波段的个数和波长区间、时间的重复性、像片的反差、最小灰度和最大灰度等。目视判读前的准备29 判读仪器和设备0

11、430 04.判读仪器和设备像片判读设备的用途：像片观察、像片测量和转绘。像片观察设备一般可用放大镜和各种立体镜。像片测量如果是坐标和高程测量可使用各种摄影仪器或软件；面积量算可用求积仪，格网，或直接用计算机判读后的栅格专题图或矢量分类图统计。密度值可用密度仪器测。像片转绘是判读中的一个重要环节，在像片上勾绘出判读类别之后，应转绘到地图上，经整饰后，作为最后的成果。转绘可用专门的转绘仪进行。目视判读前的准备31 目录CONTENTS发现目标识别和鉴定目标 描述目标清绘和评价目标0102030432 发现目标0133 01.发现目标 根据图上显示的各种特征和地物的判断标志，先大后小，由易入难，由

12、已知到未知，先反差大的目标后反差小的目标，先宏观观察后微观分析等，并结合专业判读的目的去发现目标。目视判读的一般过程34 描述目标0235 目视判读的一般过程光谱特征空间特征时间特征描述目标02.描述目标36 识别和鉴定目标0337 03.识别和鉴定目标 利用已有的资料描述的特征，结合判读员的经验，通过推理分析将目标识别出来。判读出来的目标还应该经过鉴定后才能确认。鉴定的方法中野外鉴定最重要和最可靠，应在野外选择一些试验场进行鉴定，或用随机抽样方法鉴定。鉴定后要列出判读正确与错误的对照表，最后求出判读的可信度水平。目视判读的一般过程38 清绘和评价目标0439 04.清绘和评价目标 图上各种目

13、标识别并确认后应清绘成各种专题图。对清绘出的专题图可量算类地物的面积，估算作物产量和清查资源等，经评价后提出管理、开发、规划等方面的方案。目视判读的一般过程40 目录CONTENTS色调、空间特征分析判读图像增强器分析判读010241 色调、空间特征分析判读0142 01.色调、空间特征分析判读 对于单波段的可见光、近红外像片，从其色调特征和空间特征来分析判读。单波段像片的判读43 01.色调、空间特征分析判读水对近红外光吸收严重，呈深色调；城市地区建筑物对红外反射比水强，再加上马路上有行数，使得城市的色调比水淡一些，但仍较深。黑白像片可结合空间特性来分析，如城市有一定的规则形状，与水的形状不

14、一样，因此即使色调一样，也能区分开。单波段像片的判读苏州市MSS-7卫星图 44 图像增强器分析判读0245 02.图像增强器分析判读 采用图像增强器方法，如反差增强器能使不同亮度地物间的灰度差拉大，区分类别就比较容易，对于时间特征可用边缘增强器来突显地物的轮廓。其中最有效的方法是进行密度分割并用伪彩色编码技术来增强图像，因为人眼对颜色差别比灰度差别敏感得多，因此效果好。单波段像片的判读46 02.图像增强器分析判读 从图中清楚地看到城区与湖水颜色的差别，并且城区内由于建筑密度不同，造成反射亮度的微小差别，经增强后显示出来；城区内园林、绿地及菜地（南城区）也毕露；城周围的河流，由于其宽度不足一

15、个像元，与植物混杂，使其反射率下降，色调与城区相近。结合空间特征，它是线状地物，再根据这个地区河网交错的特点，可以判断为河流；城外红色、橙色为不同的农作物或树；绿、黄、淡红色调则为农田、道路、房屋间杂形成。单波段像片的判读经密度分割增强后的伪彩色图像47 目录CONTENTS比较判读的方法假彩色合成的方法0102光谱特征与空间特征结合法0348 比较判读的方法0149 01.比较判读的方法 多光谱像片显示景物的光谱特征比单波段强的多，它能表现出景物在不同光谱段的反射率变化。对于多光谱像片可以使用比较判读的方法，将多光谱图像与各种地物的光谱反射特性数据联系起来，以正确判读地物的属性和类别。多光谱

16、像片的判读50 01.比较判读的方法多光谱像片的判读全色片全色片 红外片红外片四种地物的波谱响应曲线四种地物的波谱响应曲线四种地物的光谱反射特性曲线四种地物的光谱反射特性曲线51 假彩色合成的方法0252 02.假彩色合成的方法假彩色合成像片上的颜色表示了各波段亮度值在合成图像上所占的比率。多光谱像片的判读 红外波段使用红色、红色波段使用绿色、绿色波段使用蓝色，合成的结果植物为红色、土壤（刚翻耕）为绿色，水为蓝黑色，形成这种颜色的原因，与地物的波谱特性和所用的滤光片、波段有关。53 光谱特征与空间特征结合法0354 03.光谱特征与空间特征结合法 无论单波段像片或多波段像片的判读，在利用它们的

17、光谱判读标志的同时，应结合图像上的空间特征来进行。尽管卫星像片比例尺很小，地物的空间特征像片上的反映仍然是很明显的。多光谱像片的判读55 03.光谱特征与空间特征结合法 北京1m分辨率的 IKONOS-1卫星影像多光谱像片的判读56 03.光谱特征与空间特征结合法 我国ZY-02资源卫星上分辨率为2.36m的全彩色相机获取的某汽车制造厂影像，影像中的厂内试车场道路和厂房清晰可见。多光谱像片的判读57 03.光谱特征与空间特征结合法 我国ZY-02C资源卫星上分辨率为2.36m的全色相机获取的香港新机场候机坪的局部影像，影像中候机楼和跑道的形状，飞机的类型、位置和数量清晰可见。多光谱像片的判读5

18、8 目录CONTENTS热红外像片的特性热红外像片的判读方法010259 热红外像片的特性0160 01.热红外像片的特性 地物的辐射功率与温度和发射功率成正比，其中与温度的关系更密切。在热红外像片上其灰度地物的辐射功率成函数关系，因此也就与温度和发射率的大小有直接的关系。无论温度（自然状态下）和发射率都与地物的热特性有关。 物体的热特性包括物体的热容量、热传导率和热惯量等。热传导率大的物体，其发射率一般较小；热惯量大的物体比热惯量小的物体，在白天和夜间的整个期间有更均匀一致的表面温度。热红外像片的判读61 热红外像片的判读方法0262 02.热红外像片的判读方法热红外像片的判读午后午后131

19、3时成像时成像凌晨凌晨4 4时成像时成像 有水的河流白天呈冷色调，夜间呈冷色调，树林白天夜间都呈冷色调。这里强调冷热的相对比较，实际上是白天、夜间水温变化较小，而土壤变化较大。63 02.热红外像片的判读方法热红外像片的判读黄海和东海的气象热图像黄海和东海的气象热图像黄海和东海的经密度分割后的伪彩色图像黄海和东海的经密度分割后的伪彩色图像64 目录CONTENTS侧视雷达图像的几何特性0102侧视雷达图像的色调与地物特性的关系65 侧视雷达图像的色调与地物特性的关系0166 01.侧视雷达图像的色调与地物特性的关系 与入射角有关 由于地形起伏和坡向不同，造成雷达波入射地面单元的角度不同。如图所

20、示，朝向飞机的坡面反射强烈，朝天顶方向就要弱一些，背向飞机方向反射雷达波很弱，甚至没有回波。没有回波的地区称为雷达盲区。侧视雷达图像的判读地形起伏与反射强度的关系67 01.侧视雷达图像的色调与地物特性的关系 与地面粗糙程度有关 地面地物微小起伏如果小于雷达波波长，则可以看成镜面，镜面反射雷达波很少返回到雷达接收机中，因此显得很暗；当地面微小起伏大于或等于发射波长时会产生漫反射，雷达接收机接受的信号比镜面反射强。另外一种称为角隩反射，其反射波强度更大，如图所示。侧视雷达图像的判读各种表面的反射68 01.侧视雷达图像的色调与地物特性的关系 与地物的电特性有关 一切物体的电特性量度是复合介电常数

21、。这个参数是各种不同的物质的反射率和导电率的一种指标。一般金属物体导电率很高，反射雷达波很强，如金属桥梁，铁轨、铝金属飞机等。水的介电常数为80，对雷达波反射也较强，而地面不同的含水量将反应出不同的反射强度。含有不同矿物的岩石，有不同的介电常数，在雷达影像上能显示出来。当然地物的电特性应与其他引起色调变化的因素结合起来分析。如水面很平坦时，造成镜面反射，反射波还是很弱。侧视雷达图像的判读69 侧视雷达图像的几何特性0270 02.侧视雷达图像的几何特性雷达图像是斜距投影，因此图像的变形与其他图像不同。侧视雷达图像的判读l斜距投影引起的影像变形 侧视雷达Y方向上的地面长度为Rsec，在一条图像线上降底角随斜距r的增加而减少，则sec随R增大也是减少。71 02.侧视雷达图像的几何特性侧视雷达图像的判读l地形起伏引起的变形 地形起伏引起的投影差变化与中心投影像片的位移方向相反。在判读时应注意，高山往往向飞机方向倾斜。如个获取立体像对，按常规方法观察立体，将是一个反立体。72