遥感影像解译样本课件

2013年12月遥感影像解译样本遥感影像解译样本云南省地图院肖提荣遥感影像解译样本数据遥感影像解译样本数据用于辅助遥感影像解译收集获取的地面实景照片和对照遥感影像等样本数据。照片影像样本什么是遥感影像解译样本数据什么是遥感影像解译样本数据遥感影像解译样本数据遥感影像解译样本数据采集是外业调查与采集是外业调查与核查的目标之一核查的目标之一外业调查与核查的目标：外业调查与核查的目标：1、调查内业疑问，补充更新信息2、检验判读正确率，发现判读误判，指导判读修正3、建立地物类型遥感解译样本，指导自动分类和人工解译4、评价成果质量，提供质量评定客观依据遥感影像解译样本数据的作用用具有对照关系的地面照片和遥感影像记录信息与知识帮助解译人员对遥感影像地域直观、正确的认知，确保解译精度遥感影像解译结果质量控制认知记录验证地面照片地面照片 用通用数码相机在地面实地拍摄的能较全面清晰反映一定范围内地物特征的照片遥感影像实例数据遥感影像实例数据从经过正射处理的影像数据源截取的与地面照片拍摄范围和内容一致的航空航天遥感影像遥感影像解译样本数据的内容一对一关系：一张地面照片只对应一幅遥感影像实例。这种情况下，可用的遥感影像数据源比较单一。一对多关系：一张地面照片对应多张不同类型或时相的遥感影像实例。多对一关系：多张地面照片对应一幅遥感影像。这种情况一般针对比较复杂的地面环境，难以通过一张地面照片全面反映其特征，需要从不同位置和角度对同一地点的地物拍摄多张地面照片。但针对拍摄对象所在区域，只有一种可供采集遥感影像实例的数据源。多对多关系：多张地面照片对应多幅遥感影像实例。这是上面第2和第3两种情况的综合。在第3种情况的基础上，有多种类型或时相的数据源可供采集遥感影像实例。不同侧面反映地物分布与覆盖，相互印证地面照片地面照片与样点（与样点（拍摄点拍摄点）的关系）的关系为便于操作，每一张照片表示一个样点对于一对一或一对多的情况，每一张照片及对应的遥感影像实例代表一个样点对于多对一或多对多的情况，有多个样点形成一个逻辑上的样点组，该样点组由一组具有上述对应关系的地面照片和遥感影像实例组成遥感影像解译样本数据的内容样点：样点：也称拍摄点，拍摄地面照片的位置点，依据拍摄地面照片时照相瞬间相机的空间坐标确定其空间位置。样点不是被摄目标，只跟着照片走样点不是被摄目标，只跟着照片走遥感影像解译样本数据的属性地面照片的属性地面照片的属性 共18个见规范表5-1标识信息标识信息：照片的标识符基本信息：基本信息：拍摄时间、拍摄者位置信息：位置信息：拍摄点经度、拍摄点纬度、拍摄点高程姿态姿态信息：信息：照片方位角、相机俯仰角、相机横滚角关联信息：关联信息：拍摄距离、照片主体所属的地理国情信息类型代码、样点地理环境描述参考信息：参考信息：定位方法、照片方位角参照方向、35mm等效焦距辅助信息：辅助信息：位置定位平面精度水平、定位时观测到的卫星数量、方位角准确程度绝大部分可从相机绝大部分可从相机EXIF信息信息或其它采集设备自动获得或其它采集设备自动获得遥感影像实例的属性遥感影像实例的属性 共13个见规范表5-2标识信息：标识信息：遥感影像实例标识符基本信息：基本信息：影像类型、影像分辨率、影像拍摄时间、影像波段数位置信息：位置信息：左上角经度、左上角纬度、右上角经度、右上角纬度、左下角经度、左下角纬度、右下角经度、右下角纬度遥感影像解译样本数据的属性经纬度经纬度坐标坐标来自元来自元数据数据采集的地面照片需充分保证样本的典型性采集的地面照片需充分保证样本的典型性每一个样本应能够代表所属的覆盖类型，能综合反映该类型的总体特征，或者突出反映该类型某一方面的特征；在地表地物分布和覆盖类型相对比较一致的一定区域内，样本总体在数量上应能代表该区域的整体特征，在分布上应贴近地物和覆盖类型分布的趋势地面照片反映的地表季相或覆盖状态应尽可地面照片反映的地表季相或覆盖状态应尽可能与遥感影像的时相接近能与遥感影像的时相接近如果季相差别较大，需确保通过照片判别出的地物或覆盖状态与影像上判别出的一致，否则不应作为样本保留地面照片采集总体要求样本样本应根据具体情况采集应根据具体情况采集内业有疑问及分类错误的图斑，原则上都需要采集对应的解译样本内业较确定的图斑，选取典型区域按每类图斑3%-10%抽样进行核查并采集样本核查时准确率不达标的图斑，应扩大抽样比例和地域范围进行核查并采集样本地面照片可有计划拍摄，也可是无计划拍摄地面照片可有计划拍摄，也可是无计划拍摄两种方式应有机结合，外业时需要有较强的无计划拍摄意识，碰到典型类型，应及时拍摄采样地面照片采集总体要求应注意保护应注意保护照片原始信息照片原始信息地面照片在整理过程中，除文件名称外，应避免对原始照片文件进行造成属性信息发生错误改变的再加工处理地面照片采集总体原则影像数据源类型、时相比较一致且连片、地理环境差异不大的区域超过1000km2的区域范围，各覆盖类型平均采样点应15个小于1000km2的区域范围，各覆盖类型平均采样点应10个样点的分布应尽可能与图斑的分布相一致且均匀难以到达的特殊困难地区各覆盖类型平均采样点数应不少于3个图斑数很少且图斑总面积很小的覆盖类型若具有典型性，也必须至少采集1个样点实际操作可依区域具体情况按要求灵活确定样本数量地面照片采集数量要求拍摄时应尽可能水平持握相机，使其保持正常姿态，避免照片信息失真误导使用者。特殊情况下，相机俯仰角或横滚角大于10度以上时，并记录其值。地面照片采集质量要求应尽可能拍摄离相机200米范围以内的景物，避免照片与遥感影像实例之间的空间对应关系失真难以到达只能通过远距离拍摄的，拍摄距离大于200米时，应估测拍摄距离并记录。可以现场估测，也可以内业确定拍摄对象位置后测算其与相机位置之间的距离得到地面照片采集质量要求样点与相机空间位置影响遥感影像样本裁切的大小地面照片尽可能使用精细模式保存，总像素数量应在200万像素以上。由于数据量原因，不建议采用过大的总像素数量，建议一般控制在1000万像素以下。地面照片的长宽尺寸不做限定，可根据相机情况合理设置地面照片采集质量要求同一地物不同角度、焦距拍照是为充分反映地物、提高信息量地面照片采集质量要求地面照片采集质量要求采用采用JPG格式存储格式存储文件名为文件名为“照片标识符照片标识符”+“.jpg”后缀后缀名名照片标识符照片标识符为32位字符01-02位为字母“PH”03-16位使用时间属性，格式为YYYYMMDDHHMMSS17-23位使用拍摄点经度，取度分秒，格式为DDDMMSS24-29位使用拍摄点纬度，取度分秒，格式为DDMMSS30-32位使用照片方位角，取到度，格式为DDD即：PHYYYYMMDDHHMMSSDDDMMSSDDMMSSDDD实际命名中出现数据缺失位时用“0”填充，保证全局唯一地面照片文件格式与命名相机姿态参数相机姿态参数 反应拍摄地面照片时照相瞬间相机的空间位置和与地面直角坐标系相对的旋转姿态参数，类似于摄影测量中的像片外方位元素照片方位角照片方位角拍摄地面照片时照相瞬间相机镜头所指方向相对于地球正北或磁北的偏转角。按顺时针方向从0-359.99度递增相机俯仰角相机俯仰角拍摄地面照片时照相瞬间相机成像中心与镜头连线相对于水平面的偏转角。根据偏转方向有正负之分，负向表示连线延长线偏向地心，正向相反，分别在0-90度范围取值，并根据正负向带相应符号。正常情况下，相机俯仰角在10度以内相机横滚角相机横滚角以相机镜头方向为前方向，拍摄地面照片时照相瞬间从相机左侧中间点向相机右侧中间点连线的延长线相对于水平面的偏转角。根据偏转方向有正负之分，负向表示连线延长线偏向地心，正向相反，分别在0-90度范围取值，并根据正负向带相应符号。正常情况下，相机横滚角在10度以内6个一般情况下：位置准确度一般情况下：位置准确度15米以内米以内，照片方位角的精度应在照片方位角的精度应在5度以内。度以内。地面照片属性及采集要求相机姿态参数的作用可还原现场地面照片属性及采集要求横滚角1、取景尽量横画幅使横滚角趋于02、竖拍时：记录角度则不用旋转照片未记录则必须旋转照片地面照片属性及采集要求拍摄时间拍摄时间 遵循“GB/T7408-2005/ISO8601:2000采用日期和日的时间的组合方式，用完全表示法的扩展格式YYYY-MM-DDTHH:MM:SS表示，如2011-08-26T04:23:06拍摄点经度拍摄点经度 采用WGS84坐标系拍摄点纬度拍摄点纬度 采用WGS84坐标系照片主体所属的地理国情信息类型代码照片主体所属的地理国情信息类型代码：必填：必填样点地理环境描述样点地理环境描述 对样点处被拍摄范围的地理环境进行直观、简要说明。可包括所在地地名或实体名、周围情况、植被或作物类型以及对覆盖物的直观描述。具体可灵活掌握，起到准确完整传递照片中拍摄对象包含的信息即可地面照片属性及采集要求方法一方法一使用支持自动记录相机姿态参数和相机成像参数信息的一体化外业调绘核查系统外业调绘核查系统，其他信息通过人工输入并同步记入库方法二方法二使用支持在照片EXIF信息中自动记录相机姿态参数和相机成像参数信息的特殊特殊照相机照相机，其它属性信息由人工记录到手簿上方法三方法三普通普通相机相机加加GPS接收机接收机，事先校准相互时差，GPS记录行走轨迹，拍摄照片同时在手簿上记录其他属性信息。事后内业读取GPS记录和地面照片EXIF信息中的拍摄时间，通过时间同步，把相应的位置信息挂接到地面照片上上述第2）和第3）两种方法中，保证人工记录信息与拍摄的地面照片之间正确关联非常重要。为提高外业工作效率，可以在人工记录属性信息时，同时在手簿上准确记录拍摄地面照片的时间，内业整理完人工记录的属性信息后，自动读取地面照片EXIF中包含的其他信息，并通过时间关联方式与拍摄的地面照片及其他属性信息批量自动挂接。地面照片采集方法尼康AW110S无法记录俯仰角、横滚角。一体化外业调外业调查与查与核查系统核查系统一体化外业调外业调查与查与核查系统核查系统相机设置相机设置时间设为北京时间内，用GPS定位误差应调校在1秒之内。模式选择时间不要显示在照片上。采用JPG格式，选择“极精致/超精细”设置。白平衡设置选“自动”。ISO感光度：宜采用数码相机最低感光度，专业单反数码相机宜400；业余数码相机宜100。地面照片拍摄技巧遥感影像实例采集需要根据地面照片的相关属性值，采用手工或自动方式完成遥感影像裁切、拍摄点位置标绘以及地面照片视野范围标绘。其中遥感影像裁切必须完成遥感影像裁切必须完成拍摄点位置标绘和地面照片视野范围标绘可根据实际需要进行，不做强制要求，可以在数据利用或显示时利用相关软件工具实时进行。遥感影像实例采集总体要求从经过正射处理的可用遥感数据源（一般从分景影像）中，对应地面照片裁切511*511像素大小的高分辨率遥感影像裁切范围：裁切范围：根据其姿态信息，并尽可能把地面照片拍摄的主体地物置于影像的中间部分，如果拍摄点和拍摄的主体地物距离较远，可以将遥感影像实例的中心点沿着拍摄方位移动，以保证拍摄点也位于遥感影像实例范围内。如不能保证都实例范围内，可扩展至1023*1023，航摄还可以进一步扩展。遥感影像实例裁切遥感影像实例裁切遥感数据源遥感数据源：原则上所有用到的遥感影像数据源类型（如用了WorldView、ZY-3、航片数据）都应采集相应的遥感影像实例卫片优先卫片优先选选正射处理过的分景多光谱影像；正射处理过的分景多光谱影像；如果只有全色影像，则考虑经过正射处理的分景全色影像航片优先选正射处理过的分幅多光谱影像；如果只有全色影像，则考虑经过正射处理的分幅全色影像样点组：样点组：样点组如满足以上要求，可以用一个一致的范围裁切遥感数据，只裁切一次；如果难以用同一范围裁切，则分开裁切。数学基础数学基础：裁切后的遥感影像实例采用与遥感影像数据源相同的数学基础相同拼接区域：拼接区域：只以照片中主体地物所在幅的影像为数据源，也可从经过拼接处理的标准分幅DOM中裁切。文件格式文件格式采用采用无损压缩的无损压缩的GeoTIFF格式格式依据数字正射影像生产技术规定对数据格式的要求后缀为“.tif”的遥感影像文件，记录遥感影像后缀为“.tfw”的TIFFWORLD文档，记录影像的坐标信息后缀为“.xml”的投影信息文件，记录影像的投影信息遥感影像实例文件格式与命名文件名为文件名为“遥感影像实例遥感影像实例标识符标识符”+相应后缀相应后缀“遥感影像实例标识符”是将对应“地面照片标识符”前两位改为“RS”，即RSYYYYMMDDHHMMSSDDDMMSSDDMMSSDDD01-02位为字母“RS”03-16位用对应样点拍摄时间，格式为YYYYMMDDHHMMSS17-23位用对应样点拍摄点经度，取度分秒，格式为DDDMMSS24-29位用对应样点拍摄点纬度，取度分秒，格式为DDMMSS30-32位用对应样点方位角，取到度，格式为DDD若对应的是样本组，采用样本组中最小的标识符作为文件名若有多个遥感影像实例与样点或样点组对应，按生成先后顺序在前述遥感影像实例标识符的基础上在其后缀上“-”再加整数顺序号作为文件名遥感影像实例文件格式与命名根据照片拍摄点经纬度坐标信息，用与影像颜色反差较大的颜色（蓝色、黄色、黑色或白色）表示的十字丝标明其位置十字丝横竖长度均为15个像素，宽度为1个像素一幅遥感影像实例中存在样点组时，应在十字丝旁同时标注地面照片的标识符（此处的标识符只表达第11-16位字符，即拍摄时间的HHMMSS部分），颜色与十字丝保持一致，每个字符长宽均为7个像素遥感影像实例拍摄点位置标绘可以根据地面照片记录的35mm等效焦距Focal，计算出视角v,依据记录的照片方位角Azim，以拍摄点为起点，标绘照片视野范围线的颜色与十字丝保持一致，长度为50个像素、宽度为1个像素遥感影像实例地面照片视野范围标绘v=2*atan(18/Focal)根据遥感影像解译样本数据的内容、属性和采集要求，获取形成的数据成果可根据各自特点采用多种方式进行存储。按照便于记录、保存、交换和查询利用的原则，综合采用文件和数据库多种方式对遥感影像解译样本数据进行存储管理。地面照片和遥感影像实例的属性信息存储在统一的数据库中由于只保存属性数据，数据量不大，要求采用Access数据库格式，保存到数据库文件中，后缀名为“.mdb”。地面照片和遥感影像实例的图像数据采用文件方式保存地面照片文件和遥感影像实例文件按命名方式命名分别存在数据库文件相同目录下的PHOTO和SMIMAGE目录中。遥感影像实例数据存储要求图6-1 遥感解译样本数据库表间关系遥感影像解译样本数据库由记录地面照片属性及文件名的PHOTO数据表（19）、记录遥感影像实例属性信息机文件名的SMPIMG数据表（14）、以及反映地面照片和遥感影像实例对应关系的关系表PHOTO_IMG三个表格（5）。遥感影像实例数据库结构遥感影像解译样本数据的组织按照地理国情普查成果资料汇交与归档基本要求统一规定的汇交目录结构，在遥感解译样本数据对应的根目录中，存放遥感解译样本数据包含的地面照片、影像实例和数据库文件文件目录名称严格按照上交规定SMPDATA样本内业整理遥感影像实例批量裁切通过开发批量裁切工具，将全部分批次建立好与地面照片关系的裁切框面合并成一个文件，一次性完成遥感影像裁切。样本数据入库及管理软件开发主要功能有：自动生成包含三张数据表的Access标准库，实现直接读取照片的相关属性信息一次性入库，并可根据需要添加和清空库内容。实现了照片及影像的标识符生成、文件名替换、经纬度十进制转换度分秒、时间格式转换等的批量修改工作。对于建立了照片与影像对应关系并完善了属性的Excel表文件，可将记录按标准批量读取入库。将拍摄点的位置和地面照片视野范围标绘在影像实例上。搭建了地面照片与遥感影像实例对照的可视化窗口，便于解译样本数据的检查和属性修改。实现多人同时操作，完成后自动将标准库合并生成一个最终标准库。遥感影像样本入库系统样本数据建库检查软件2013年9月谢谢 谢！谢！