遥感图像的目视解译与制图.ppt

第五章第五章 遥感图像目视解译与制图遥感图像目视解译与制图Visual Interpretation of RS Image and cartography1知识点：掌握：概念：遥感图像解译、目视解译、解译标志 遥感图像的直接解译标志            遥感图像上经常用到的间接解译标志 遥感图像目视解译的常用方法 遥感图像目视解译的步骤了解：目视解译的重要性 遥感制图遥感图像目视解译与制图遥感图像目视解译与制图 Visual Interpretation of RS Image and cartography2•遥感图像解译遥感图像解译 (Interpretation of RS Image) ”解译解译” 指从遥感图像上获取地物目标信息的过程指从遥感图像上获取地物目标信息的过程• 遥感图像解译分为两种：•目视解译(visual interpretation)：指专业人员通过直接观察或借助解译仪器在遥感图像上获取特定目标地物信息的过程•遥感图像计算机解译（Computer Classification of  RS Image） ：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影像特征，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。

3第一节　遥感图像目视解译原理Visual Interpretation Principle of RS Image1. 遥感图像目视解译的概念        遥感图像的目视解译，又称目视判读（解译） （visual interpretation）—— 判读者通过直接观察或借助判读仪器（放大镜、立体镜、密度分割仪和彩色合成仪等）研究地物在遥感图像上反映的各种影像特征（如形状、大小、色彩、阴影、图型结构等），并通过地物间的相互关系推理分析，达到识别所需地物信息的过程Interpretation - The process in which  a person extracts information from an image.4 遥感图像目视解译原理Visual Interpretation Principle of RS Image2. 遥感图像目视解译的重要性 l目视判读是信息社会中地学研究和遥感应用的一项基本技能 通过目视判读遥感图像–地理学家可以了解山川分布，研究地理环境等–地质学家可以了解地质地貌或深大断裂–考古学家可以在荒漠中寻找古遗址和古城堡 由于目视判读需要的设备少，简单方便，可以随时从遥感图像中获取许多专题信息，因此是地学工作者研究工作中必不可少的一项基本功。

5 遥感图像目视解译原理Visual Interpretation Principle of RS Image2. 遥感图像目视解译的重要性 l目视判读是遥感图像计算机判读发展的基础和起始点 遥感图像处理和计算机判读的结果，需要运用目视判读的方法进行抽样核实或检验通过目视判读，可以核查遥感图像处理的效果或计算机判读的精度，这是遥感图像计算机判读的一项基础工作忽视目视判读在遥感图像处理中的重要作用，单纯强调计算机判读，有可能成为一种高水平的计算机游戏计算机技术的日益发展，会更加迫切要求运用目视判读的经验和知识指导遥感图像计算机判读6遥感图像人工解译的重要性 •遥感图像目视解译是遥感制图的重要环节        遥感图像乃是一定比例缩小的地表景观的综合影像，它真实、客观地记录了制图物体的多种特征，欲从图像上获取地图信息，必须进行图像解译（或称解译），因而，遥感图像解译是遥感制图的重要环节7一、目标地物的特征1.色：指目标地物在遥感影像上的颜色，包括色调、颜色和阴影2.形：指目标地物在遥感影像上的形状，包括形状、纹理、大小、图形等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。

8二、目标地物识别特征1.色调：全色遥感图像中从白到黑的密度比例叫色调（也叫灰度）2.颜色：是彩色图像中目标地物识别的基本标志3.阴影：是图像上光束被地物遮挡而产生的地物的影子据此可解译物体性质或高度4.形状：目标地物在 遥感图像上呈现的外部轮廓5.纹理：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6.大小：指遥感图像上目标物的形状、面积与体积的度量7.位置：指目标地物分布的地点8.图形：目标地物有规律的排列而成的图形结构9.相关布局：多个目标地物之间的空间配置关系9101112131415161718192021222324252627282930313233二、目视解译的生理与心理基础二、目视解译的生理与心理基础心理特点对遥感图像解译的影响1.同一时刻，只有一种地物是目标地物,图像的其余部分以目标地物的背景出现,此时解译者的注意力往往集中在目标地物上.2.解译者的知识和经验对目标地物的确认有一定的导向作用,因此,不同的解译者可能得出不同的结论.3.心理惯性对目标地物的识别有一定的影响.4.观察的时效性.正确辨认目标地物,需要一个最低限度的时间才能完成.34三、目视解译的认知过程三、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定程度时,目标地物就容易与背景产生对比，形成纹理和形状.1.自下向上的过程自下向上的过程图像信息获取图像信息获取 特征提取特征提取 识别证据选取识别证据选取2.自上向下的过程自上向下的过程特征匹配特征匹配 提出假设提出假设 图像辨识图像辨识351遥感摄影像片的解译2遥感扫描影象的解译3微波影象的解译四.　目视解译方法与基本步骤36一、遥感摄影像片的解译1、遥感摄影像片的种类（1）可见光黑白全色像片（2）黑白红外像片（3）彩色像片（4）彩红外像片（5）多波段摄影像片37一、遥感摄影像片的解译 2、遥感摄影像片特点与解译标志（1）摄影像片的特点ü绝大部分为大中比例尺像片,各种人造地物的形状特征与图型结构清晰可辨；ü绝大部分采用中心投影，可以看到地物的顶部轮廓 （2）摄影像片的解译标志               解译标志又称解译标志，指能够反映和表现目标地物信息的遥感影像各种特征，这些特征能够帮助解译者识别遥感图像上目标地物或现象 38直接解译标志直接解译标志是目标的物理特征和几何特征在影像上的直接表现，主要包括影像的形状、大小、色调或色彩、阴影、影像的纹理、相关布局等。

39热红外像片上河流的形状白天夜间形状：人造地物具有规则的几何外形和清晰的边界，自然地物具有不规则的外形和规则的边界40池塘池塘湖泊湖泊l大小：不知道比例尺时，可以比较两个物体的相对大小；已知比例尺，可直接算出地物的实际大小和分布规模41TM band 2水体为浅色调水体为浅色调TM band 7水体为深色调水体为深色调l色调与颜色：是地物波谱在像片上的表现在黑白像片上，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42TM band RGB 4 3 2标准假彩色图像标准假彩色图像TM band RGB 3 2 1真彩色图像真彩色图像颜色颜色43阴影：本影：是地物未被太阳照射到的部分在像片上的构像有助于获得地物的立体感落影：是阳光直接照射物体时，物体投在地面上的影子在像片上的构像本影落影不同性质的图像上阴影的含义是不同的 如：热红外图像上的阴影表示辐射温度较低；雷达图像上的阴影是由于微波受阻无法到达传感器造成的4445纹理：通过色调或颜色变化表现的细纹或细小的图案这种细纹或细小的图案在某一确定的图像区域中以一定的规律重复出现。

可揭示地物的细部结构或内部细小的物体46l图型：是目标地物以一定规律排列而成的图型结构揭示了不同地物间的内在联系47•位置：指目标地物在空间分布的地点48间接解译标志   指能够间接反映和表现地物信息的遥感图像的各种特征，借助它可推断与某地物属性相关的其他现象•目标地物与其相关指示特征•地物及与环境的关系•目标地物与成像时间的关系49•目标地物与其相关指示特征           例如，像片上河流边滩、沙嘴和心滩的形态特征是确定河流流向的间接解译标志像片上呈线状延伸的陡立三角面地形，是推断地质断层存在的间接标志•地物与环境的关系可以根据有代表性的植物类型推断当地的生态环境例如寒温带针叶林的存在说明该地区属于寒温带气候•目标地物与成像时间的关系了解成像时间，有助于对目标地物的识别例如，东部季风区夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，土壤含水量因此具有季节变化，河流与水库的水位也有季节变化50一、遥感摄影像片的解译3 3、遥感摄影像片的解译方法、遥感摄影像片的解译方法•可见光黑白像片和黑白红外像片解译•彩色像片与彩红外像片解译•热红外像片的解译ü色调:地面温度的构像.ü形状:被探测地物与背景温度差异形成”热分布”形状.ü大小:地物的形状和热辐射特性影响影象的尺寸.ü阴影:目标地物与背景之间的辐射差异造成阴影5152红外遥感图像1）热红外图像物体色调特征）热红外图像物体色调特征色调差别反映地物辐射温度的差别。

红外图像上灰节反映的不是地物对可见光的反射程度，而是其辐射温度2）热红外图像物体形态特征）热红外图像物体形态特征与可见光相比，地物冷暖信息构成的模糊轮廓红外图像可用于对物体解译，不能用于对物体制图53ETM+ Thermal band in 1999水陆差异水陆差异54城市热岛城市热岛119/39, 98-8-11120/38, 97-9-2155二、遥感扫描影像的解译1 1、常见遥感扫描影像的主要特点及其应用、常见遥感扫描影像的主要特点及其应用üMSS影象：ü不同卫星上的波段对比;üMSS各波段应用范围üTM影象：üTM影象与MSS影象的对比ü波段设置ü主要应用(重点)üSPOT影象：ü产品形式ü主要应用1绿、2红、3近红外、4短波红外(重点) ü其他遥感影象: SPOTSPOT 56•TM1 0.45-0.52um蓝波段：对叶绿素和夜色素浓度敏感，对水体穿透强，用于区分土壤与植被、落叶林与针叶林、近海水域制图，有助于判别水深及水中叶绿素分布以及水中是否有水华等•TM2 0.52-0.60um,绿波段：对健康茂盛植物的反射敏感,对力的穿透力强,用于探测健康植物绿色反射率,按绿峰反射评价植物的生活状况,区分林型,树种和反映水下特征。

57•TM3 0.62-0.69UM ,红波段：叶绿素的主要吸收波段,反映不同植物叶绿素吸收,植物健康状况,用于区分植物种类与植物覆盖率,其信息量大多为可见光最佳波段,广泛用于地貌,岩性,土壤,植被,水中泥沙等方面 •TM4 0.76-0.96UM近红外波段：对无病害植物近红外反射敏感，对绿色植物类别差异最敏感,为植物通用波段,用于牧师调查,作物长势测量,水域测量，生物量测定及水域判别58•TM5 1.55-1.75UM中红外波段：对植物含水量和云的不同反射敏感，处于水的吸收波段,一般1.4-1.9UM内反映含水量,用于土壤湿度植物含水量调查,水分善研究,作物长势分析,从而提高了区分不同作用长势的能力，可判断含水量和雪、云在TM7个波段光谱图像中，一般第5个波段包含的地物信息最丰富•TM6 1.04-1.25UM远红外波段：可以根据辐射响应的差别,区分农林覆盖长势,差别表层湿度,水体岩石,以及监测与人类活动有关的热特征,作温度图，植物热强度测量• TM7 2.08-3.35UM,中红外波段,为地质学家追加波段,处于水的强吸收带,水体呈黑色,可用于区分主要岩石类型,岩石的热蚀度,探测与交代岩石有关的粘土矿物.59•1）绿谱段（500～590urn）：该谱段位于植被叶绿素光谱反射曲线最大值的波长附近，同时位于水体最小衰减值的长波一边，这样就能探测水的混浊度和10～20m的水深。

•2）红谱段（610—680urn）：这一谱段与陆地卫星的MSS的第5通道相同（专题制图仪TM仍然保留了这一谱段），它可用来提供作物识别、裸露土壤和岩石表面的情况•3）近红外谱段（790—890um）：能够很好的穿透大气层在该谱段，植被表现的特别明亮，水体表现的非常黑尽管硅的光谱灵敏度可以延伸到1100urn，但设计时为了避免大气中水汽的影响，并没有把近红外谱段延伸到990nm同时，红和近红外谱段的综合应用对植被和生物的研究是相当有利的60•3）1.5-1.75um 短波红外 用于探测植物含水量及土壤温度，区别云和雪•4）0.51-0.73um 全色波段 10米分辨率，可用于调查城市土地利用现状、区分城市主要干道、识别大型建筑物据统计，城市总体规划中调查土地利用现状，购买SPOT的费用仅是航空摄影费用的1/10，可节约投入成本61二、遥感扫描影像的解译2 2、遥感扫描影像特征与解译方法、遥感扫描影像特征与解译方法        遥感扫描影像特征        1）宏观综合概括性强：空间分辨率越低，对地面景观概括性越强，对景物细节的表现力越差TM NOAA 2）信息量丰富：遥感扫描影像采用多波段记录地物的电磁波信息，每个波段都提供了丰富的信息。

波段 3）动态观测：资源卫星进入太空，就一刻不停地绕地球运转，以一定周期重复扫描地球表面，并及时向地面发送最新所获扫描影像62二、遥感扫描影像的解译2 2、遥感扫描影像特征与解译方法、遥感扫描影像特征与解译方法遥感影像主要解译方法1）先图外后图内：先了解影像图框外提供的各种信息2）先整体后局部：先整体观察，综合分析目标地物与周围环境的关系3）勤对比，多分析：多个波段对比；不同时相对比；不同地物对比63三、微波影像的解译三、微波影像的解译 1、微波影像的特点 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 微波影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64三、微波影像的解译三、微波影像的解译2、微波影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65三、微波影像的解译三、微波影像的解译3、影像解译标志及地物影像特征（1）色调：雷达回波强度在微波影像上的表现。

2）阴影：微波影像上出现的无回波区3）形状：目标地物轮廓或外形的雷达回波在微波影像上的构像自然地物外形不规则，人造地物外形规则4）纹理：微波影像上的周期性 或随机性的色调变化5）图型：是某一群体各个要素在空间排列组合的形状66三、微波影像的解译三、微波影像的解译4、微波影像的解译 （1）微波与目标地物相互作用规律 随着地面由平滑表面向粗糙表面过渡，波影像上的色调则逐渐由深变浅目标地物几何特征对微波影像的构像具有重要影响阴影给微波带来很强的反差和立体感复介电常数是描述物体表面电性能的2）微波影像的解译方法ü采用由已知到未知的方法；ü对微波影像进行投影纠正；ü对微波影响进行立体观察676869707172737475767778土地利用变化图土地利用变化图7980四.　目视解译方法与基本步骤1. 遥感图像目视判读的方法 遥感影像目视判读方法是指根据遥感影像目视判读标志和判读经验，识别目标地物的办法与技巧常用的目视判读方法有以下几种：-直接判读法-对比分析法-信息复合法-综合推理法-地理相关分析法81四.　目视解译方法与基本步骤遥感图像目视解译遥感图像目视解译1. 遥感图像目视判读的方法-直接判读法 是根据遥感影像目视判读直接标志，直接确定目标地物属性与范围的一种方法。

例如，在可见光黑白像片上，水体对光线的吸收率强，反射率低，水体呈现灰黑到黑色，根据色调可以从影像上直接判读出水体，根据水体的形状则可以直接分辨出水体是河流，或者是湖泊在MSS4、5、7三波段假彩色影像上，植被颜色为红色，根据地物颜色色调，可以直接区别植物与背景82四.　目视解译方法与基本步骤1. 遥感图像目视判读的方法－对比分析法 对比分析法包括：• 同类地物对比分析法• 空间对比分析法• 时相动态对比法83四.　目视解译方法与基本步骤1. 遥感图像目视判读的方法-对比分析法• 同类地物对比分析法 是在同一景遥感影像上，由已知地物推出未知目标地物的方法 例如，在大、中比例尺航空摄影像片上识别居民点，我们一般都比较熟悉城市的特点，可以根据城市具有街道纵横交错、大面积浅灰色调的特点与其他居民点进行对比分析，从众多的居民点中将城市从背景中识别出来，也可以通过比较浅灰色调居民点的大小，将城镇与村庄区别开来84四.　目视解译方法与基本步骤1. 遥感图像目视判读的方法-对比分析法• 空间对比分析法 是根据待判读区域的特点，选择另一熟悉的与遥感图像区域特征类似的影像，将两个影像相互对比分析，由已知影像为依据判读未知影像的一种方法。

例如，两张地域相邻的彩红外航空像片，其中一张经过判读，并通过实地验证，判读者对它很熟悉，因此就可以利用这张彩红外航空像片与另一张彩红外航空像片相互比较，从“已知”到未知，加快对地物的判读速度注意：对比的区域应自然地理特征基本相似，即应在同一个温度带，且干湿状况相差不大85• 时相动态对比法 是利用同一地区不同时间成像的遥感影像加以对比分析，了解同一目标地物动态变化的一种解译方法 例如，遥感影像中河流在洪水季节与枯水季节中的变化利用时相动态对比法可进行洪水淹没损失评估，或其他一些自然灾害损失评估86－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 例如TM影像覆盖的区域大，影像上土壤特征表现不明显，为提高土壤类型解译精度，可使用信息复合法，利用植被类型图增加辅助信息由于太阳辐射能在地表沿纬度变化也会导致土壤与植被呈现地带性变化，植被类型提供的信息有助于对土壤类型的识别87－综合推理法:综合考虑遥感图像多种解译特征，结合生活常识，分析、推断某种目标地物的方法。

例如，铁道延伸到大山脚下，突然中断，可以推断出有铁路隧道通过山中在摄影航空像片中，公路在像片上的构像为狭长带状，在晴朗天气下成像时，公路与公路在形状上相似，但色调不同，易于识别；但在大雨过后成像时，公路因路面积水，也呈现与铁路相同的色调（灰色至深灰色），很难依据色调将公路与铁路区分，此时就需要采用综合推理法88－地理相关分析法:根据地理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、状况与分布的方法例如，利用地理相关分析法可以分析洪冲积扇各种地理要素的关系山地河流出山后，水流速度变慢，常在山地到平原过渡带形成巨大的洪冲积扇，其物质分布带有明显的分选性冲积扇上中部，主要为沙砾物质，呈灰白色和淡灰色，由于土层保肥与保水性差，一般无植物生长冲积扇的中下段，扇面为粉沙或者黏土，土壤有一定保肥与保水能力，植物在夏季的标准假彩色图像上呈现（粉）红色89五、遥感图像目视解译步骤五、遥感图像目视解译步骤1.目视解译准备工作阶段ü 明确解译任务与要求；ü 收集与分析有关资料；ü选择合适波段与恰当时相的遥感影像2. 初步解译与解译区的野外考察ü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。

ü野外考察：填写各种地物的判度标志登记表，以作为建立地区性的判度标志的依据在此基础上，制定出影像判度的专题分类系统，建立遥感影像解译标志90五、遥感图像目视解译步骤五、遥感图像目视解译步骤3.室内详细判度ü统筹规划、分区判度，ü由表及里、循序渐进，ü去伪存真、静心解译4. 野外验证与补判ü野外验证包括：检验专题解译中图斑的内容是否正确;检验解译标志.ü疑难问题的补判：对室内解译中遗留的疑难问题的再次解译 91五、遥感图像目视解译步骤五、遥感图像目视解译步骤5.目视解译成果的转绘与制图ü一种是手工转绘成图；ü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92第四节 遥感制图1 1遥感影像地图遥感影像地图1.1.遥感影像地图的特点遥感影像地图的特点①丰富的信息量②直观形象性③具有一定的数学基础④现势性强2.2.遥感影像地图的发展趋势遥感影像地图的发展趋势①电子影像地图②多媒体影像地图：直观、形象的影像信息再配以生动的声音解说等 ③立体全息影像地图：是利用从不同角度摄影获取的区域重叠的两张影像，构成像对93第四节 遥感制图2常规制作遥感影像图常规制作遥感影像图1.影像地图的设计2.遥感影像的选择、处理和识别3.地理基础底图的选取:一般选地形图作为地理基础底图。

4.影像几何纠正5.制作线划注记版6.遥感影象地图的制印 94三、计算机辅助遥感制图          计算机辅助制图是在计算机系统支持下，根据地图制图原理，应用数字图像处理技术和数字地图编辑加工技术，实现遥感影像地图制作和成果表现的技术方法1、遥感影像信息选取与数字化ü选取合适时相、恰当波段与指定地区的遥感图像ü对航空像片与影像胶片需要数字化95三、计算机辅助遥感制图2、地理基础底图的选取与数字化l底图数字化前的准备工作： 图面质量检查：地图变形情况、图面的清晰程度； 按类别进行分要素标描，以免漏掉要素 多幅相邻底图内容检查：成图时相、内 容等；图面要素分类编码l底图数字化3、遥感影像几何纠正与图像处理•几何纠正应尽量选取永久性地物；•图像处理的目的是消除影像噪音96三、计算机辅助遥感制图4、遥感影像镶嵌与地理基础底图拼接•遥感影像镶嵌原则             镶嵌的影像投影相同、比例尺相同，有足够的重叠区域；图像的时相保持一致      多幅图像镶嵌时，以中间一幅为 准进行几何拼接和灰度平衡；有必要时应进行局部区域二次几何纠正和灰度调整；镶嵌后的影像应是一幅信息完整、比例尺统一和灰度一致的图像。

•地理基础底图拼接•利用GIS提供的拼接功能进行      97三、计算机辅助遥感制图5、地理基础底图与遥感影像复合•将同一区域的图像与图型准确套合，目的是提高遥感影像地图的定位精度与解译效果6 6、符号注记图层生成、符号注记图层生成l注记是对地物属性的补充说明，可以提高影像地图的易读性98三、计算机辅助遥感制图7、影像地图图面配置•影像地图：放在图的中心区域；•添加影像标题：常放在影像图上方或左侧；•配置图例：放在地图中的右侧或下部；•配置参考图：放在图的四周任意位置；•放置比例尺：放在影像图下部右侧；•配置指北箭头：放在影像右侧；•图幅边框生成；•配置结果可单独保存在一个数据图层中99三、计算机辅助遥感制图 8、遥感影像地图制作与印刷•数字图像与数据底图、符号注记图层、图面配置数字图层精确配准最大误差不得大于1个像元•遥感影像地图的制作：喷墨打印机、热转移打印机、色升华打印机、彩色喷墨绘图仪、洗印制作遥感影像图等100。