《遥感解译与制图》..

遥感教研室潘军大课内容：一、遥感解译与制图的功能及效应二、遥感数据源特性与制图分析三、遥感解译与制图的参数分析及应用四、遥感解译与制图的理论与方法实验课内容：一、影像地图制图二、植被调查遥感解译与制图三、土地利用、土地覆盖变化遥感解译与制图四、课程设计课程基本内容主要参考书目1.遥感专题分析与地学图谱傅肃性，科学出版社，20022.遥感与图像解译ThomasM.Lillesand著，彭望琭等译，电子工业出版社，20033.卫星遥感图像计算机分类与地学应用研究曾志远，科学出版社，20044.遥感影像地学理解与分析周成虎等，科学出版社，1999一、遥感解译与制图的功能及效应1.遥感制图-地图学的新分支⑴地图-图谱-地学信息图谱地图——遵循一定的数学法则，将客体上的地理信息通过科学的概括并运用符号系统表示在一定载体上的图形，以传递它们的数量和质量在时间与空间上的分布规律和发展变化。地图的基本特征——数学法则、地图概括、符号系统、地理信息载体。一、遥感解译与制图的功能及效应1.遥感制图-地图学的新分支⑴地图-图谱-地学信息图谱图谱——描述事物的时-空-专题系列图件。一、遥感解译与制图的功能及效应1.遥感制图-地图学的新分支⑴地图-图谱-地学信息图谱地学信息图谱——是对地学系统中各专业要素的时空分布特征及演化规律进行图形化表达与分析的多元多维图解谱系。根据图谱表达方式、表达功能的不同，地学信息图谱可分为征兆图谱、诊断图谱、实施图谱三种。1997年全国干旱监测七月上旬七月中旬八月上旬八月下旬九月七月下旬六月⑥⑤④③②①⑦0.5～0.6μm0.7～0.8μm0.8～1.1μm0.6～0.7μm一、遥感解译与制图的功能及效应1.遥感制图-地图学的新分支⑴地图-图谱-地学信息图谱遥感解译与制图——解译：信息提取制图：知识发现一、遥感解译与制图的功能及效应1.遥感制图-地图学的新分支⑵遥感制图的科学意义新的制图数据源缩短地图生产周期、降低制图成本改变地图制图工艺过程促进图像自动分析与制图事业的发展一、遥感解译与制图的功能及效应1.遥感制图-地图学的新分支⑶遥感制图的应用发展方向目视解译制图以传统的目视分析方法为主，其借助的是人的图形思维能力。遥感数字制图借助的是计算机系统的数字处理功能及其对专家知识的存储和专家思维能力的模仿与继承。一、遥感解译与制图的功能及效应1.遥感制图-地图学的新分支⑶遥感制图的应用发展方向遥感制图的应用发展方向：图像识别分类——涉及空间数据模型、图像识别分类算法（专家知识、专家思维能力）等问题；图形输出——涉及地学编码影像技术、数字自动分类专题制图等问题。一、遥感解译与制图的功能及效应2.遥感解译与制图的功能及效应⑴影像地图及其制作①影像地图以遥感图像信息与地图符号共同反映制图内容的地图。即在遥感影像的基础上叠加空间坐标网、等高线、高程点、交通网、居民地等基础地理要素。一、遥感解译与制图的功能及效应2.遥感解译与制图的功能及效应⑴影像地图及其制作②影像地图的特点具有空间坐标、直观形象；图面信息丰富、内容层次分明；现势性强，有利于环境监测和动态分析。一、遥感解译与制图的功能及效应2.遥感解译与制图的功能及效应⑴影像地图及其制作③影像地图的分类航空影像地图、航天影像地图普通影像地图、专题影像地图区域影像地图、标准分幅影像地图一、遥感解译与制图的功能及效应2.遥感解译与制图的功能及效应⑴影像地图及其制作④影像地图制图过程资料收集与分析配准基础地理要素叠加成图遥感图像处理地形图处理饰图要素制作一、遥感解译与制图的功能及效应2.遥感解译与制图的功能及效应⑵地图的修编与更新①修编与更新地图的技术要求资料的分析与应用——依据研究目标确定适宜的遥感图像分辨率、数据时相及波段组合；相关资料（地形图、野外资料）的系统全面分析。一、遥感解译与制图的功能及效应2.遥感解译与制图的功能及效应⑵地图的修编与更新①修编与更新地图的技术要求图像数学精度的分析和处理——根据成图比例尺选择图像处理方法（如几何精校正）以保证定位及量测精度。一、遥感解译与制图的功能及效应2.遥感解译与制图的功能及效应⑵地图的修编与更新②修编更新地图的工艺流程遥感数据选择遥感数据处理差异变化分析及更新信息提取修编成图一、遥感解译与制图的功能及效应2.遥感解译与制图的功能及效应⑶专题制图①遥感专题制图的领域地质图、地貌图、水文图、气候图、土壤图、植被图、土地覆盖和土地利用图、土地类型及其评价图、自然灾害图、环境污染和保护图等。一、遥感解译与制图的功能及效应2.遥感解译与制图的功能及效应⑶专题制图②遥感数据分辨率与专题制图空间尺度高分辨率（大比例尺）——研究地物覆盖与土地利用特征中分辨率（中比例尺）——地理/地质景观单元及其结构特征低分辨率（小比例尺）——地貌、地质单元划分、土地类型观测一、遥感解译与制图的功能及效应2.遥感解译与制图的功能及效应⑶专题制图③遥感专题制图流程遥感数据的选取遥感数据处理和图像识别分类专题类型与地理要素匹配成图一、遥感解译与制图的功能及效应2.遥感解译与制图的功能及效应⑷遥感信息综合系列制图①遥感信息综合系列制图遥感信息综合系列制图是在一定的制图区域内，利用统一的遥感图像资料，通过多专业联合调查，相互引证、综合分析，结合各自专业特点，按照统一的比例尺、分类原则和制图单元进行成套专题地图的编制。一、遥感解译与制图的功能及效应2.遥感解译与制图的功能及效应⑷遥感信息综合系列制图②遥感信息综合系列制图的流程模式由遥感图像、地形图及其它图件资料形成自然地理单元轮廓界线图，并由此派生出地质图、地貌图、植被图、土壤图、水系图、土地利用图、坡度图等专题图件。遥感图像地形图及其它图件自然地理单元轮廓图地质图地貌图植被图森林图土地利用图土地类型图农业自然分区图土壤图土地资源图水系水利图地势图坡度图图像、地图资料遥感综合系列专题地图派生过程框图一、遥感解译与制图的功能及效应2.遥感解译与制图的功能及效应⑷遥感信息综合系列制图③遥感信息综合系列制图的特点依据统一的自然地理单元轮廓界线图；制图工艺不拘泥于大-中-小比例尺逐级转绘的制图流程，可直接进行成图比例尺的编图。二、遥感数据源特性与制图分析1.遥感图像/数据的类型（按遥感器成像方式和工作波段划分）类型成像方式波段实例光学摄影像片摄影常规摄影全色黑白可见光航空/航天摄影像片真彩色非常规摄影黑白红外摄影红外彩红外部分可见光+摄影红外扫描图像扫描掸扫式扫描可见光-热红外Landsat/ETM+推扫式扫描可见光-近红外SPOT天线扫描微波SAR遥感图像/数据类型二、遥感数据源特性与制图分析2.遥感数据基本属性与制图分析遥感数据是地理环境要素综合反映的结果，包括了不同空间分辨率、波谱分辨率、时间分辨率的综合观测数据，具有特定的空间特性、波谱特性、时间特性和地学特性。⑴空间特性遥感数据是对地物空间特征的宏观记录，其对地物空间特征的反演精度取决于数据本身的空间分辨率、比例尺、投影方式、几何畸变特征。二、遥感数据源特性与制图分析2.遥感数据基本属性与制图分析⑵波谱特性遥感数据是对地物电磁波谱特性的离散化记录，其对地物物理（波谱）特性的反演精度取决于数据本身的波谱特性——探测波段范围、波段数目、波谱分辨率。二、遥感数据源特性与制图分析2.遥感数据基本属性与制图分析⑶时间特性遥感数据是对地物时相变化的动态记录，其对地物时间维特征（时相变化特征）的反演精度取决于数据本身的时间特性——时间分辨率、成像季节/时间。二、遥感数据源特性与制图分析2.遥感数据基本属性与制图分析⑷地学特性遥感数据是对地物目标及环境背景的地学-生物学特性的记录，其对地物专题属性的反演精度取决于遥感成像机理研究、地学-生物学参数分析、主导因子和环境因子分析。二、遥感数据源特性与制图分析2.遥感数据基本属性与制图分析地物电磁波谱特性是遥感信息提取的重要理论基础，同时，遥感成像过程亦受到成像系统参数、地物空间分布、环境特征、时相因素等多种条件的制约。因此，遥感解译与制图的背景参数及区域参数是遥感应用基础研究中的重点内容，其中尤为重要的是地物波谱特性成像机理研究中地学、生物学知识的投入。三、遥感解译与制图的参数分析及应用遥感解译制图的背景参数——主要指与制图目标信息关系密切，对遥感制图质量与精度产生至关重要的但并非直接影响的因素。如遥感数据空间尺度、数据时相、遥感数据波段组合、图像信息地学特性等。三、遥感解译与制图的参数分析及应用1．遥感解译与制图的背景参数研究⑴遥感数据空间尺度遥感数据空间尺度是影响成图效应的重要因素之一，须根据研究目标、制图目的，从地学特性角度出发选取相应的遥感数据源。三、遥感解译与制图的参数分析及应用1．遥感解译与制图的背景参数研究⑴遥感数据空间尺度-地物空间特性三、遥感解译与制图的参数分析及应用1．遥感解译与制图的背景参数研究遥感数据类型空间分辨率制图比例尺TMETM+30m15m1：10万1：5万ASTER15m1：5万SPOT5m2.5m1：2.5万1：1万IKONOSQuickBird1m0.61m1：50001：2500⑵遥感数据时相-地物物候特征例如：不同地区不同作物具有不同的物候时相，由此决定了地物目标的最佳观测时相。三、遥感解译与制图的参数分析及应用1．遥感解译与制图的背景参数研究各地区不同作物遥感解译制图物候时相分析参考例表地物目标物候期最佳时相备注分蘖始期拔节始期抽穗小麦冬小麦10月11日～10月21日4月11日～4月21日前5月上旬11月中旬～12月中旬或4月～5月太原、石家庄、天津、北京等地春小麦5月下旬～6月1日前8月中旬～9月上旬（乳熟期）5月下旬～6月上旬沈阳、长春、哈尔滨等地玉米春玉米5月21日±（三叶期）6月20日±6月中旬或8月北京、沈阳等地夏玉米6月11日±（三叶期）6月中旬～6月下旬成都等地水稻早稻中稻晚稻6月20日±8月上旬9月中旬6月中旬8月上旬9月中旬南方地区盐碱地3月～6月9月～11月（积盐期）冬小麦4月中旬拔节3月下旬～6月上旬9月下旬～11月上旬德州地区森林草地4月中旬（展叶期）4月中旬或11月7月—8月北京地区、半湿润季风地区⑶遥感数据波段组合方案-地物波谱特性植被——ETM+2、3、4、5、7波段地物含水量——ETM+5波段热目标——ETM+5、7、6波段地质——ETM+4、5、7波段三、遥感解译与制图的参数分析及应用1．遥感解译与制图的背景参数研究不同地物类型遥感解译图像波段优化组合应用试验参考例表地物图像波段组合波段特征说明TM、ETM+SPOT农作物冬小麦B4，B3，B2对农作物、植被有较好的可分度；利于农作物、植被、土壤的区分识别；可评价植物生长活力。春小麦B4，B3，B2同上玉米B4，B3，B2农作物、荒地等有较好反映水稻B4，B5，B2利于区分作物农作物、土壤的含水量森林B3，B4，B5B3，B2，B1地物层次反映效果较好，林地、农田等较易区分；是植被的敏感波段，利于针叶林、阔叶林的区别。草地B5，B4，B2土地利用B4，B3，B5遥感解译制图的区域参数——决定地物本质特征及时空变异特征的区域性主导的和相关的因素，即主导因子和环境因子（区域参数或称区域校正系数，陈述彭）。三、遥感解译与制图的参数分析及应用2．遥感解译与制图的区域参数研究由于各类地物类型及区域环境条件不同，在建立地学、生物学模型时须考虑其区域性主导因素和相关的环境影响因素，在分析数据及地物波谱特性的同时，须重视成像机理的区域参数研究，有机利用地物波谱特性数据与空间区域参数相结合的方法，以最大限度提取有效信息。三、遥感解译与制图的参数分析及应用2．遥感解译与制图的区域参数研究⑴主导因子分析主导因子——与目标地物相关的地物成因性区域参数（内因）。例如：盐碱地的形成条件中，成土母质中矿物质盐分、地下水位、地形地貌为其成因性特征参数；地质岩性、构造可视为矿产分布的成因性控制因素。三、遥感解译与制图的参数分析及应用2．遥感解译与制图的区域参数研究⑵环境因子分析环境因子——与目标地物相关的空间制约性区域参数（外因）。例如：山