遥感影像解译

遥感原理与方法第10章遥感影像的分析解译遥感原理与方法第10章遥感影像的分析解译内容提要：影像的分析解译是遥感应用的关键，本章内容包括解译原理，遥感资料的种类与特征，遥感影像的解译标志，遥感影像的目视解译方法，遥感地图制图。重点：遥感解译的原理，遥感影像的特性，解译标志及其可变性理解，目视解译的原则、程序，遥感地图制图工艺流程和地图设计。遥感原理与方法10.1遥感影像的解译原理第10章遥感影像的分析解译☞遥感信息处理：将接收到的原始遥感数据加工制成可供观察和分析的可视图像和数据产品，这一过程称为遥感信息处理。☞遥感影像解译：根据影像的几何特征和物理性质，进行综合分析，从而揭示出物体或现象的质量和数量特征，以及它们之间的相互关系，进而研究其发生发展过程和分布规律。也就是说根据影像特征来识别它们所代表的物体或现象的性质。遥感原理与方法10.1遥感影像的解译原理第10章遥感影像的分析解译☞遥感理论基础：遥感是建立在不同目标物的电磁波特征及其时空分布规律上的。遥感影像的成像过程是将地物的电磁辐射特性，用不同的成像方式形成各种影像，即地物→{}→影像物体通过它们的电磁波能量来产生影像。成像方式（几何属性））电磁波特性（物理属性物体性质电磁波能量影像特征遥感原理与方法10.1遥感影像的解译原理第10章遥感影像的分析解译☞影像解译(Interpretation)原理：根据各专业要求，借助一定的技术手段和方法，对遥感影像进行综合分析、比较、推理和判断，识别出所需要的地物或测算出某种数量指标的过程。影像→{}→地物原理是：形状大小（几何性质））灰度或色调（物理性质影像特征电磁波谱物体性质遥感原理与方法10.1遥感影像的解译原理第10章遥感影像的分析解译☞影像解译本质与条件具体说来，解译就是从影像特征——地物的光谱特征、空间特征和时间特征，判断电磁波的性质和空间分布，进而确定地物的属性，也就是从影像特征识别地物。应具备的条件：遥感影像解译区域地理特征与背景资料遥感理论知识和分析解译技术解译对象基础理论和专业知识遥感原理与方法10.1遥感影像的解译原理第10章遥感影像的分析解译☞影像解译的内容影像解译内容包括：图像识别、图像量测、图像分析●图像识别：实质是分类，即根据遥感影像的光谱特征、空间特征、时相特征，按照解译者的认识程度，逐步进行目标的探测、识别和鉴定的过程。遥感原理与方法10.1遥感影像的解译原理第10章遥感影像的分析解译☞影像解译的内容●图像量测：在已知影像比例尺的基础上，应用图像的几何关系，测量和计算目标物的大小、长度、相对高度等，以获得精确的距离、高度、面积、体积、形状、位置等信息。借助于光度学的知识和特殊设备，通过测定图像的色调(密度)估算目标物的光谱亮度——辐射强度——属性数量特征。遥感原理与方法10.1遥感影像的解译原理第10章遥感影像的分析解译☞影像解译的内容●图像分析：通过综合、分析、归纳，从目标物的相互联系中定性、定量地提取和分析各种专题特征信息。☆特定地物及状态的提取☆指标提取☆物理量的提取☆变化检测遥感原理与方法10.1遥感影像的解译原理第10章遥感影像的分析解译☞影像解译的复杂性1）遥感影像所显示的是某一区域特定地理环境的综合体，提供的是一种综合信息。2）遥感数据所对应的地理环境是一个复杂的、多要素的、多层次的、具动态结构和明显地域差异的开放巨系统。在时间和空间上不断变化，因而遥感信息中的各要素是相互关联、复杂变化的。遥感原理与方法10.1遥感影像的解译原理第10章遥感影像的分析解译☞影像解译的复杂性a）地物波谱特征复杂，受多种因素控制，本身也因时因地变化。b）自然界存在着大量“同物异谱”与“异物同谱”现象。c）地物的时空属性和地学规律错综复杂，各要素、各类别之间的关系多种多样。遥感原理与方法10.1遥感影像的解译原理第10章遥感影像的分析解译☞解译类型根据解译信息的特征分为：定性解译和定量解译；根据解译的技术和方法分为：目视解译和计算机解译；根据解译内容分为：一般解译和专题解译。其中最基本的解译方法是目视解译。遥感原理与方法10.1遥感影像的解译原理第10章遥感影像的分析解译☞解译类型－目视解译目视解译就是借助简单的仪器设备，直接由眼睛来识别影像特性，从而提取有用信息。解译条件：具有解译对象的基础理论和专业知识，掌握遥感技术的基本原理和方法，要有一定的实际工作经验和地面实况资料。解译质量：解译人员、研究目标、遥感影像三个因素的统一程度。遥感原理与方法10.1遥感影像的解译原理第10章遥感影像的分析解译☞解译类型－目视解译优点：充分应用专业知识、区域资料、遥感技术和工作经验，根据影像特征，以及地物的空间组合规律，通过地物间相互关系分析比较、逻辑推理、综合判断来识别目标。缺点：解译速度慢、定量精度受到限制，且往往带有解译者的主观随意性。遥感原理与方法10.1遥感影像的解译原理第10章遥感影像的分析解译☞解译类型－计算机解译利用电子计算机对遥感影像数据进行分析处理，提取有用信息，进行自动识别和分类。该技术既快速准确，又能直接得到解译结果，是遥感分析解译的发展方向。遥感原理与方法10.1遥感影像的解译原理第10章遥感影像的分析解译☞解译类型－计算机解译优点：利用地物的光谱特征，以数据的统计特征值为依据，进行类型自动识别、划分和指标计算。缺点：不能利用遥感信息所包含的地学内涵，难以进行有效的综合分析，且对地物空间特征的利用不够。遥感原理与方法10.2遥感资料概述遥感资料:影像资料和非影像资料遥感影像资料:各种传感器所获得的以影像形式记录下的遥感资料，包括黑白正、负透明片和彩色透明片，黑白和彩色像片等。非影像资料:以数字或图表形式表现、记录的遥感资料，也叫数据资料。例如扫描仪记录的数据磁带、地物光谱测试数据等，其中反映影像信息的是数字图像。第10章遥感影像的解译原理遥感原理与方法10.2遥感资料概述①遥感资料的种类遥感影像和数字图像的差异：遥感影像直观逼真，便于目视定性解译，是最常用的遥感资料。数字图像精确，便于电子计算机定量运算和识别，可大大提高解译速度及精度，但需要一定的条件才能应用。影像可以通过模数转换(A/D)变成数字图像，数字图像也可以通过数模转换(D/A)变成模拟遥感影像。第10章遥感影像的解译原理遥感原理与方法10.2遥感资料概述①遥感资料的种类●遥感影像凡是只记录各种地物的电磁波振幅大小的胶片(或像片)，都称为遥感影像。包括：常规摄影成像的可见光黑白像片和彩色像片，非常规摄影成像的紫外摄影像片、红外摄影像片和多波段摄影像片；非摄影图像资料如用各种类型扫描仪成像的扫描影像；数字图像回放制作的数字影像。第10章遥感影像的解译原理遥感原理与方法10.2遥感资料概述①遥感资料的种类●遥感影像——扫描影像（Imagery）摄影像片是指各种摄影仪对地物拍摄，直接在感光胶片上记录的影像。包括可见光、近红外、多波段黑白像片，真彩色片和假彩色像片。摄影像片物点与像点是点点对应、连续记录的像平面，记录在胶片上的像点的光强分布是连续的二维函数。第10章遥感影像的解译原理遥感原理与方法10.2遥感资料概述①遥感资料的种类●遥感影像——摄影像片（Photograph）扫描影像是指各种扫描仪所获取的影像，即经过光电转换将光像、热像、微波像转换为光点，并在胶片上扫描而形成的影像。包括热红外扫描影像、微波扫描影像、多波段黑白扫描影像、假彩色扫描影像等。扫描影像在空间上是离散的，灰度的变化是连续的。第10章遥感影像的解译原理遥感原理与方法10.2遥感资料概述①遥感资料的种类●遥感影像——数字化影像从遥感数据回放出来的影像，每一个数据对应一个像元，因此，在像平面（s、p）内，影像在空间上是离散的，其灰度也是有限个离散等级。第10章遥感影像的解译原理遥感原理与方法10.2遥感资料概述①遥感资料的种类●遥感影像——波带片波带片是既记录电磁波的振幅又记录电磁波的位相的感光胶片，合成孔径雷达记录的图像就是波带片。波带片不能直接看到地物的影像，需经过激光再现，才能获得高分辨率的二维遥感模拟影像。第10章遥感影像的解译原理遥感原理与方法10.2遥感资料概述①遥感资料的种类●遥感数据凡是不直接在胶片上光学成像的传感器系统，当它的探测系统输出视频电压信号时，都可以记录在存储介质上，即使已经在胶片上的光学影像，也可以将它模拟化或数字化，再记录到存储介质上去。信号记录有两种：一种是模拟信号记录，一种是数字信息记录。第10章遥感影像的解译原理遥感原理与方法10.2遥感资料概述①遥感资料的种类●遥感数据——模拟信号记录各种扫描传感器探测元件输出的表征电磁辐射信息的电压信号，直接记录到存储介质上，形成模拟信号。每一条扫描线对应一条电压信号曲线。回放时，模拟信号复原为电压曲线。经电光转化，聚焦扫描成像。第10章遥感影像的解译原理遥感原理与方法10.2遥感资料概述①遥感资料的种类●遥感数据——数字图像探测系统输出的电压信号，经过模数转换器(A/D)，对电压曲线分段读数，然后把这些数据记录在存储介质上，即成为数字图像。回放时，数字图像经过数模转换(D/A)，将离散的数据连接成电压曲线，再经电光转化，聚焦扫描成像。第10章遥感影像的解译原理遥感原理与方法10.2遥感资料概述①遥感资料的种类●遥感数据——数字图像数字图像与影像资料相比，有许多优点：能直接进入电子计算机进行各种数据处理，实现自动分类、识别和制图。它的缺点是不能直观看到影像，需要一定设备经过数模转换后才可再现为影像资料。第10章遥感影像的解译原理遥感原理与方法10.2遥感资料概述①遥感资料的种类●影像灰度与介质数据无论是光学模拟产生的影像还是存储介质回放的数字化影像，都记录了地物的反射或发射的电磁辐射信息，即记录地物的电磁辐射的强度和分布。我们用一个二维函数f(x,y)表示在像面坐标(x,y)处光强度(亮度)，函数f(x,y)通常被定义在一个矩形范围内，称为一幅图像。第10章遥感影像的解译原理遥感原理与方法10.2遥感资料概述①遥感资料的种类●影像灰度与介质数据影像上的黑白色调通常用灰度g（gray）表示,每一个单元的灰度g是地物三维空间坐标(X，Y，Z)、电磁波波段(λ)和成像时间(t)的函数，即g=f(X，Y，Z，，t)某一特定时间，若干波段上获得的图像集合，称为多光谱图像；而在一个特定波段上，不同时间获取的图像集合，称为多时域图像。第10章遥感影像的解译原理遥感原理与方法10.2遥感资料概述①遥感资料的种类●影像灰度与介质数据一幅遥感影像实际上是各种不同的灰阶在二维平面上的分布，所谓灰阶即灰度的等级。原则上灰度可以分成无数等级，实际应用中常分为有限个灰阶。影像上的灰度与介质上的数据是一一对应的。第10章遥感影像的解译原理遥感原理与方法10.2遥感资料概述①遥感资料的种类●影像灰度与介质数据1)辐射量与灰度遥感影像上的灰度是模拟地物的辐射量模型，表1－2为部分地物的反射率，其取值介于０～１，该反射率被记录在影像上就是灰度，也就是说灰度值是介于０～１之间的数值。若０为黑色，１为白色，则介于０～１之间的灰度是连续的，且可取任意多个等级。第10章遥感影像的解译原理遥感原理与方法10.2遥感资料概述①遥感资料的种类●影像灰度与介质数据地物的反射率第10章遥感影像的解译原理地物MSS4:0.5－0.6μmMSS5:0.6－0.7μmMSS6:0.7－0.8μmMSS7:0.8－1.1μm雪0.890.920.900.85湿沙土0.100.130.110.18干粘土0.080.100.350.50凝灰岩0.480.490.500.53柳树0.400.340.480.51深水0.080.060.040.02遥感原理与方法10.2遥感资料概述①遥感资料的种类●影像灰度与介质数据2)灰阶与数字灰度的等级一般划分为2n，要将地物反射率或发射率转换成灰阶，就要进行适当的数字变换。以TM为例，令反射率最大值等于255，最小值为0，再用内插法将其余反射率灰阶化，便得到记录到介质上去的数字。第10章遥感影像的解译