遥感技术基础课件第五章-遥感图像目视判读

1第五章 遥感图像目视判读uu遥感图像目视解译原理遥感图像目视解译原理uu目视判读的标志目视判读的标志uu影响景物特征及其判读的因素影响景物特征及其判读的因素uu目标解译的认知过程目标解译的认知过程uu目视解译方法目视解译方法uu各种图象的判读各种图象的判读主要内容主要内容2第五章遥感图像目视判读n n遥感图象-地物综合信息的载体n n目视判读-运用专业知识，通过肉眼观察，综合分析，逻辑推理和验证把信息提取和解析出来n n获取信息最直接的方法n n有利于遥感图像增强处理和信息提取n n计算机视觉，人工智能等均在模拟人眼和大脑工作机制的基础上发展起来的3 1 遥感图像目视解译原理遥感图像目视解译原理uu目视解译仍为现阶段遥感应用的主要手段。uu通过对遥感图像的目视判读，可以获得遥感应用专题信息.uu不同专业领域的科技人员，通过对遥感影像的目视判读，可获得该专业领域的专题信息。uu遥感自动分类及解译结果，需用目视解译的方法进行抽样检验。4目视解译的依据和方法目视解译的依据和方法地物电磁波的辐射差异形成目标地物的不同特地物电磁波的辐射差异形成目标地物的不同特征，从而形成以地物光谱特征主要依据的判读征，从而形成以地物光谱特征主要依据的判读标志。标志。52 判读标志判读标志uu判读的概念：对遥感图像上的各种特征进判读的概念：对遥感图像上的各种特征进行综合分析、比较、推理和判断，最后提行综合分析、比较、推理和判断，最后提取感兴趣的信息。取感兴趣的信息。uu判读标志：地物在图像上的各种特有的表判读标志：地物在图像上的各种特有的表现形式。可以概括为：形状、大小、色调现形式。可以概括为：形状、大小、色调（色彩）、阴影、纹理图案等。（色彩）、阴影、纹理图案等。uu卫星遥感的彩色增强处理，可提高目视判卫星遥感的彩色增强处理，可提高目视判读的可分辨性。读的可分辨性。6形形 状状n n任何地物都具有一定的几何形状，由于地物各部分反射光任何地物都具有一定的几何形状，由于地物各部分反射光线的强弱不同，在像片上反映出相应的形状。线的强弱不同，在像片上反映出相应的形状。n n影像上地物的形状是地物的顶部形态。影像上地物的形状是地物的顶部形态。煤气罐火山口7影像上地物的形状是地物的顶部形态影像上地物的形状是地物的顶部形态 有的目标，如果我有的目标，如果我有的目标，如果我有的目标，如果我们不熟悉他的真是存在们不熟悉他的真是存在们不熟悉他的真是存在们不熟悉他的真是存在情况，在影像上将无法情况，在影像上将无法情况，在影像上将无法情况，在影像上将无法正确判读。正确判读。正确判读。正确判读。8新月形沙丘沙丘链9湖泊江河与江中洲10大大 小小n n地物影像的（尺寸）大小，不仅能反映地物的一地物影像的（尺寸）大小，不仅能反映地物的一些数量特征，而且还能据此判断地物的性质。些数量特征，而且还能据此判断地物的性质。n n要正确判定地物的大小，必须了解像片的比例尺。要正确判定地物的大小，必须了解像片的比例尺。一般量测像片上影像大小的方法和地形图上相同，一般量测像片上影像大小的方法和地形图上相同，其计算公式如下：其计算公式如下：L=lL=l MM式中：式中：L L地物实际尺寸；地物实际尺寸；l l地物的影像尺寸；地物的影像尺寸；MM航空像片比例尺分母。航空像片比例尺分母。11色调色调/色彩色彩n n色调是地物电磁辐射能量在影像上的模拟记录，色调是地物电磁辐射能量在影像上的模拟记录，在黑白影像上表现为灰度，在彩色影像上表现为在黑白影像上表现为灰度，在彩色影像上表现为色彩。色彩。n n黑白影像上根据灰度差异划分为一系列等级，称黑白影像上根据灰度差异划分为一系列等级，称为灰阶。一般情况下从白到黑划分为为灰阶。一般情况下从白到黑划分为256256级，也有级，也有分为更多灰度等级的。分为更多灰度等级的。n n彩色影像上人眼能分辨出的彩色在数百种以上，彩色影像上人眼能分辨出的彩色在数百种以上，常用色别、饱和度和明度来描述。常用色别、饱和度和明度来描述。n n影响地物色调影响地物色调/色彩的因素包括物质结构组成、含色彩的因素包括物质结构组成、含水性、传感器的接收波段、数据获取的季节和时水性、传感器的接收波段、数据获取的季节和时间等因素。间等因素。12不同色调的水体，反映了不同的浑浊度和含泥量13深绿色调为森林，浅绿色调为农田14阴阴 影影n n地物的阴影可分为本身阴影和投落阴影两部分。本身阴影地物的阴影可分为本身阴影和投落阴影两部分。本身阴影（简称本影）是地物本身未被阳光直接照射到的阴暗部分（简称本影）是地物本身未被阳光直接照射到的阴暗部分的影像；投落阴影（简称落影）是在地物背光方向上地物的影像；投落阴影（简称落影）是在地物背光方向上地物投射到地面的阴影在像片上的构像。投射到地面的阴影在像片上的构像。航空象片上色调与光照方向的关系15阴影与建筑物高度阴影与建筑物高度阴影与建筑物高度阴影与建筑物高度16阴影与建筑物高度阴影与建筑物高度阴影与建筑物高度阴影与建筑物高度17阴影与峰林高度阴影与峰林高度阴影与峰林高度阴影与峰林高度18阴影与建筑物高度，阴影与树木高度阴影与建筑物高度，阴影与树木高度阴影与建筑物高度，阴影与树木高度阴影与建筑物高度，阴影与树木高度19纹理图案纹理图案 不同植被类型的组合图案不同类型农田的组合图案2021不同植被类型的纹理特征茶园茶园茶园茶园自然生长森林22梯田梯田梯田梯田-森林森林森林森林-村道村道村道村道233 影响景物特征及其判读的因素影响景物特征及其判读的因素遥感解译过程是复杂的，它是由许多因素所决定的。遥感解译过程是复杂的，它是由许多因素所决定的。首先，遥感图象所显示的是某一区域特定地理环境的首先，遥感图象所显示的是某一区域特定地理环境的综合体。遥感提供的是一种综合信息。这种综合体。遥感提供的是一种综合信息。这种“综合综合”表现表现在两个方面：在两个方面：一是地理要素的综合。它反映的是地质、地貌、水文、土一是地理要素的综合。它反映的是地质、地貌、水文、土壤、植被、社会生态等多种自然、人为要素的综合。这些壤、植被、社会生态等多种自然、人为要素的综合。这些因素是密切相关、交织在一起，往往难以区分；因素是密切相关、交织在一起，往往难以区分；二是遥感信息本身的综合。二是遥感信息本身的综合。24 其其次次，遥遥感感数数据据所所对对应应的的地地理理环环境境又又是是一一个个复复杂杂的的、多多要要素素的的、多多层层次次的的、具具有有动动态态结结构构和和明明显显地地域域差差异异的的开开放放系系统统。它它在在时时间间和和空空间间上上是是不不断断变变化化的的，因因而而遥遥感感信信息息中中的的各各要要素素是是相相互互关关连、复杂变化的。连、复杂变化的。25 可可以以认认为为遥遥感感图图象象解解译译过过程程是是对对遥遥感感这这一一“综综合合信信息息”进进行行层层层层分分解解的的过过程程。这这个个过过程程是是相相当当复复杂的，它的难度可以从以下几方面加以说明杂的，它的难度可以从以下几方面加以说明。一一是是，地地物物波波谱谱特特征征是是复复杂杂的的，它它是是受受多多种种因因素素控制的，本身也是因时因地在变化着。控制的，本身也是因时因地在变化着。二二是是，受受地地形形、地地域域等等自自然然因因素素影影响响，遥遥感感图图像像中存在中存在“同物异谱同物异谱”与与“异物同谱异物同谱”现象。现象。三三是是，地地物物的的时时空空属属性性和和地地学学规规律律是是错错综综复复杂杂的的，各要素、各类别之间的关系是多种类型的。各要素、各类别之间的关系是多种类型的。26传感器分辨力的影响传感器分辨力的影响uu空间分辨力：传感器瞬时视场内所观察到地面的大小。uu几何分辨力：能分辨出的最小地物的大小。uu辐射分辨力：传感器区分两种辐射强度最小差别的能力。uu光谱分辨力：光谱探测能力，包括：传感器总的探测波段的宽度、波段数、各波段的波长范围和间隔。27目视能力的影响目视能力的影响uu空间分辨能力uu灰阶分辨能力：大约十几级灰度，通过反差拉伸、密度分割、伪彩色编码。uu色别与色阶分辨能力：人眼能分辨大约50种左右，借助仪器可以分辨13000多种。28目视解译的生理与心理基础目视解译的生理与心理基础遥感图像目视解译是人眼从遥感图像中识别和发现目标信息的过程，它涉及到目视者生理与心理等因素。为了更好理解目视解译过程，需要了解目视解译的生理与心理基础。29为了提高解译结果的正确性、可靠性，必须介入辅助数据、地学知识，进行遥感与地学综合分析两者结合不但可扩大地学本身的视野，促进地学的数量化发展，而且可改善遥感解译和分类精度，因而被广泛应用。304 目视解译的认知过程目视解译的认知过程遥感图像知觉形成的客观条件遥感图像知觉形成的客观条件:遥感图像存在颜色差异遥感图像存在颜色差异 或色调的差异。遥感图像颜色差异或色调的差异达到一或色调的差异。遥感图像颜色差异或色调的差异达到一 定程度时定程度时,目标地物就容易与背景产生对比，形成纹理目标地物就容易与背景产生对比，形成纹理 和形状。和形状。遥感图像的认知过程：遥感图像的认知过程：1.1.自下向上的过程自下向上的过程 图像信息获取、特征提取、识别证据选取。图像信息获取、特征提取、识别证据选取。2.2.自上向下的过程自上向下的过程 特征匹配、提出假设、图像辨识特征匹配、提出假设、图像辨识31目视解译的认知过程目视解译的认知过程 遥感图象的目视解译是把解译者的专业知识、区域知识、遥感图象的目视解译是把解译者的专业知识、区域知识、遥感知识及经验介入到图象分析中去，根据遥感图象上目遥感知识及经验介入到图象分析中去，根据遥感图象上目标及周围的影象特征一色调、形状、大小、纹理、图型等标及周围的影象特征一色调、形状、大小、纹理、图型等以及影象上目标的空间组合规律等，并通过地物间的相互以及影象上目标的空间组合规律等，并通过地物间的相互关系，经综合推理、分析来识别目标。关系，经综合推理、分析来识别目标。从从这这个个意意义义上上讲讲，由由于于它它充充分分利利用用了了判判读读者者的的知知识识、经经验验，这这要要比比计计算算机机的的判判断断更更为为高高明明，因因而而目目视视解解译译是是遥遥感感图图象象解译最基本的方法，是遥感应用分析必不可少的研究手段。解译最基本的方法，是遥感应用分析必不可少的研究手段。判读人员对该地区自然与环境的熟悉程度是至关重要的。判读人员对该地区自然与环境的熟悉程度是至关重要的。32遥感目视解译一般程序遥感目视解译一般程序 1 1）明确目的）明确目的 2 2）选择、制备图像）选择、制备图像 3 3）收集地形图、地图及其它有关资料）收集地形图、地图及其它有关资料 4 4）综合分析、野外踏勘，建立解译标志）综合分析、野外踏勘，建立解译标志 5 5）目视解译（由整体到局部、由易到难、由此及）目视解译（由整体到局部、由易到难、由此及彼、由由表及里、去伪存真）彼、由由表及里、去伪存真）6 6）野外验证）野外验证 7 7）校对、检查、成图，综合分析，编写成果报告）校对、检查、成图，综合分析，编写成果报告33uu了解影像的辅助信息：即熟悉获取影像的平台、了解影像的辅助信息：即熟悉获取影像的平台、遥感器，成像方式，成像日期、季节，所包括的遥感器，成像方式，成像日期、季节，所包括的地区范围，影像的比例尺，空间分辨率，彩色合地区范围，影像的比例尺，空间分辨率，彩色合成方案等等，了解可解译的程度。成方案等等，了解可解译的程度。uu分析已知专业资料：目视解译的最基本方法是从分析已知专业资料：目视解译的最基本方法是从“已知已知”到到“未知未知”，所谓，所谓“已知已知”就是已有相就是已有相关资料或解译者已掌握的地面实况，将这些地面关资料或解译者已掌握的地面实况，将这些地面实况资料与影像对应分析，以确认二者之间的关实况资料与影像对应分析，以确认二者之间的关系。系。uu建立解译标志：根据影像特征，即形状、大小、建立解译标志：根据影像特征，即形状、大小、阴影、色调、颜色、纹理、图案、位置和布局建阴影、色调、颜色、纹理、图案、位置和布局建立起影像和实地目标物之间的对应关系。立起影像和实地目标物之间的对应关系。34uu预解译：运用相关分析方法，根据解译标志对影预解译：运用相关分析方法，根据解译标志对影像进行解译，勾绘类型界线，标注地物类别，形像进行解译，勾绘类型界线，标注地物类别，形成预解译图。成预解译图。uu地面实况调查：在室内预解译的图件不可避免地地面实况调查：在室内预解译的图件不可避免地存在错误或者难以确定的类型，就需要野外实地存在错误或者难以确定的类型，就需要野外实地调查与检证。包括地面路线勘察，采集样品调查与检证。包括地面路线勘察，采集样品(例如例如岩石标本，植被样方，土壤剖面，水质分析等等岩石标本，植被样方，土壤剖面，水质分析等等)，着重解决未知地区的解译成果是否正确。，着重解决未知地区的解译成果是否正确。uu详细解译：根据野外实地调查结果，修正预解译详细解译：根据野外实地调查结果，修正预解译图中的错误，确定未知类型，细化预解译图，形图中的错误，确定未知类型，细化预解译图，形成正式的解译原图。成正式的解译原图。uu类型转绘与制图：将解译原图上的类型界线转绘类型转绘与制图：将解译原图上的类型界线转绘到地理底图上，根据需要，可以对各种类型着色，到地理底图上，根据需要，可以对各种类型着色，进行图面整饰、形成正式的专题地图。进行图面整饰、形成正式的专题地图。355 目视解译方法目视解译方法直接判读法：根据遥感图象目视判读直接标志，直接确定直接判读法：根据遥感图象目视判读直接标志，直接确定直接判读法：根据遥感图象目视判读直接标志，直接确定直接判读法：根据遥感图象目视判读直接标志，直接确定目标地物属性和范围。目标地物属性和范围。目标地物属性和范围。目标地物属性和范围。对比分析法：与该地区已知的资料对比，或与实地对比而对比分析法：与该地区已知的资料对比，或与实地对比而对比分析法：与该地区已知的资料对比，或与实地对比而对比分析法：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、不同时相的识别地物属性；或通过对遥感图像不同波段、不同时相的识别地物属性；或通过对遥感图像不同波段、不同时相的识别地物属性；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。对比分析，识别地物的性质和发展变化规律。对比分析，识别地物的性质和发展变化规律。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逻辑推理法：根据地学规律，分析地物之间的内在必然分逻辑推理法：根据地学规律，分析地物之间的内在必然分逻辑推理法：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。如布规律，由某种地物推断出另一种地物的存在及属性。如布规律，由某种地物推断出另一种地物的存在及属性。如布规律，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由植被类型可推断出土壤的类型，根据建筑密度可判断人由植被类型可推断出土壤的类型，根据建筑密度可判断人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。口规模等。口规模等。口规模等。信息复合法信息复合法信息复合法信息复合法地理相关分析法地理相关分析法地理相关分析法地理相关分析法36直接判读法uu直接判读标志：直接判读标志：色调、颜色、色调、颜色、大小、形状、大小、形状、阴影、纹理、阴影、纹理、图案等。图案等。uu对于边界特征对于边界特征清晰的目标，清晰的目标，可以根据形状、可以根据形状、图形等标志确图形等标志确定分布范围。定分布范围。37时相动态对比分析法时相动态对比分析法uu利用同一地区不同时间成像的遥感影象加以对比分析，了解同一目标地物动态变化的一种方法。uu影象上的河流。uu利用时相动态对比可以进行洪水淹没损失评估，其他灾害的评估。38BandaAceh,IndonesiaBeforetheTsunami(June23,2004)39DuringTsunami(December28,2004)40信息复合法信息复合法uu利用专题图、地形图与图象复合uu等高线对地貌类型、土壤植被有辅助作用uu关键是配准4142综合推理法综合推理法uu综合考虑遥感图象多种解译特征，结合生活常识、分析、推断某种地物。43地理相关分析法地理相关分析法根据地理环境中各种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。44水体判读水体判读n n水强烈吸收红外光，并吸收红光，对蓝绿光反射水强烈吸收红外光，并吸收红光，对蓝绿光反射较强。在彩红外像片上常呈蓝黑色、蓝灰色。较强。在彩红外像片上常呈蓝黑色、蓝灰色。n n河流判读河流判读河流判读河流判读：界线明显、弯曲自然、宽窄不一的条：界线明显、弯曲自然、宽窄不一的条带状。能判读流向、河宽、流速、桥梁、码头等带状。能判读流向、河宽、流速、桥梁、码头等附属物。附属物。n n湖泊的判读湖泊的判读湖泊的判读湖泊的判读：轮廓明显的形状、色调较暗。能判：轮廓明显的形状、色调较暗。能判读其形状、面积。读其形状、面积。n n海域的判读海域的判读海域的判读海域的判读：浅海海域一般为浅蓝色，深海一般：浅海海域一般为浅蓝色，深海一般为深蓝色。能清晰地判读出海岸线、潮侵地带、为深蓝色。能清晰地判读出海岸线、潮侵地带、高潮、低潮位置。高潮、低潮位置。45河漫滩涂河漫滩涂河漫滩涂河漫滩涂侵蚀海岸侵蚀海岸侵蚀海岸侵蚀海岸深切河流深切河流深切河流深切河流黄土地区弯曲河流黄土地区弯曲河流黄土地区弯曲河流黄土地区弯曲河流46湖泊的影像特征湖泊的影像特征湖泊的影像特征湖泊的影像特征47高分影像中的岳阳楼与洞庭湖高分影像中的岳阳楼与洞庭湖高分影像中的岳阳楼与洞庭湖高分影像中的岳阳楼与洞庭湖48中分影像中的岳阳楼与洞庭湖中分影像中的岳阳楼与洞庭湖中分影像中的岳阳楼与洞庭湖中分影像中的岳阳楼与洞庭湖49低分影像中的岳阳楼与洞庭湖低分影像中的岳阳楼与洞庭湖低分影像中的岳阳楼与洞庭湖低分影像中的岳阳楼与洞庭湖50低分影像中的岳阳楼与洞庭湖低分影像中的岳阳楼与洞庭湖低分影像中的岳阳楼与洞庭湖低分影像中的岳阳楼与洞庭湖51低分影像中的鄱阳湖尾部低分影像中的鄱阳湖尾部低分影像中的鄱阳湖尾部低分影像中的鄱阳湖尾部52植被判读植被判读n n判读标志为：色调/色彩和纹理结构。n n纹理结构：细小地物在影像上构成的组合图案。地物的性质不同，组合图案也不同，以此来判读地物群体的性质。n n以判读植物群落为主。n n植被的判读受季节影响显著。n n判读时充分考虑植被的立地条件。53公园绿化植被天然草操场人造草操场54热带雨林热带雨林热带雨林热带雨林-云南西双版纳云南西双版纳云南西双版纳云南西双版纳55高海拔山地松林高海拔山地松林高海拔山地松林高海拔山地松林-云南香格里拉云南香格里拉云南香格里拉云南香格里拉56亚热带混交林亚热带混交林亚热带混交林亚热带混交林-张家界国家森林公园张家界国家森林公园张家界国家森林公园张家界国家森林公园57居民地判读居民地判读 n n城市居民地的判读特点城市居民地的判读特点：房屋稠密，面积较大，建筑物排列整齐，能判读建筑物的形状、高度和周边环境。n n农村居民地的判读特点农村居民地的判读特点：小而分散，有农田包围，能判读居民地的外形和面积及通向居民地的道路。58平原地区小集镇居民地平原地区乡村居民地59南方山区居民地南方山区居民地南方山区居民地南方山区居民地60道路判读道路判读 n n城市的道路呈条带形状很容易判读。城市的道路呈条带形状很容易判读。n n铁路在航空像片上一般为深灰色调，呈线状延伸，转弯较铁路在航空像片上一般为深灰色调，呈线状延伸，转弯较平滑均匀。铁路沿线有停车站、水塔等附属建筑，与其它平滑均匀。铁路沿线有停车站、水塔等附属建筑，与其它道路相交时，无论公路或大路一般为垂直交叉通过铁路。道路相交时，无论公路或大路一般为垂直交叉通过铁路。n n公路与铁路的形状相似，均为线状，但公路转弯较急，曲公路与铁路的形状相似，均为线状，但公路转弯较急，曲率半径小，与乡村大路相交不一定成直角。乡村道路多为率半径小，与乡村大路相交不一定成直角。乡村道路多为浅灰色或白色的线条，宽窄不一，边缘往往不清晰。乡村浅灰色或白色的线条，宽窄不一，边缘往往不清晰。乡村大路，在经过规划的地区，多为直线或折线状，在山区则大路，在经过规划的地区，多为直线或折线状，在山区则多为曲线。农村小路比大路窄，影像常为浅色的细线。多为曲线。农村小路比大路窄，影像常为浅色的细线。61影像中的城市道路-街道62城市街道城市街道城市街道城市街道-桥梁桥梁桥梁桥梁-公园公园公园公园63高速路高速路高速路高速路-乡村路乡村路乡村路乡村路-铁路铁路铁路铁路64高速路高速路高速路高速路-乡村路乡村路乡村路乡村路-铁路铁路铁路铁路65山城街道山城街道山城街道山城街道-沅水沅水沅水沅水-大桥大桥大桥大桥66山区省道山区省道山区省道山区省道-村庄村庄村庄村庄-森林森林森林森林-农田农田农田农田