2004-7-26 1 第7章 遥 感图像目视解译 3.1 遥感图像目视解译原理 3.2 摄影图像目视解译基础 2004-7-26 2 遥感图像解译 (Imagery Interpretation) 是从遥感图像上获取目标地物信息 的过程。分为两种 : ——目视解译 ，又称目视判读，或目视判译， 它指专业人员通 过直接观察或借助辅助判读仪器在遥感图像上获取特定目标地 物信息的过程。 ——计算机解译 ，又称遥感图像理解 (Remote Sensing Imgery Understanding)，它以计算机系统为艾撑环境，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 像恃征 (颜色、形状、纹理与空间位置 )，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。 2004-7-26 3 目视解译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， 可以 ----了解山川分布 ，可以 ----了解地质地貌或深大断裂，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。 遥感图像处理和计算机解译的结果，需要运用目 视解译的方法进行抽样核实或检验。 通过目视解译， 可以核查遥感图像处理的效果或计算机解译的精度， 查看它们是否符合地域分异规律，这是遥感图像计算 机解译的一项基础工作。 7.1遥感图像目视解译原理 2004-7-26 4 5.1.1遥感图像目标地物识别特征 1.目标地物特征 色、形、位 ２ .目标地物识别特征 色调、颜色、阴影、形状、纹理、大小、 　　位置、图型、相关布局 2004-7-26 5 色调 (tone) : 全色遥感图像中从白到黑的密度比例叫色调 (也 叫灰度 )。如海滩的砂砾，因含水量不同，在遥感黑 白像片中其色调是不同的，干燥的砂砾色调发白， 而潮湿的砂砾发黑。 色调标志是识别目标地物的基 本依据，依据色调标志可以区分出目标地物 。在一 些情况下，还 可以识别出目标地物的属性 。例如黑 白航空像片上柏树为主的针叶林，其色调为浅黑灰 色，山毛榉为主的阔叶林，其色调为灰白色。目标 地物与背景之间必需存在能被人的视觉所分辨出的 色调差异旧标地物才能够被区分 (图 5·1)如北京故宫 博物院与护城河之间的色调差异。 2004-7-26 6 色调 Tone 2004-7-26 7 颜色 (colour): 是彩色遥感图像中目标地物识别的基本标志。 日常生活中目标地物的颜色是地物在可见光波段对 人射光选择性吸收与反射在人眼中的主观感受。遥 感图像中目标地物的颜色是地物在不同波段中反射 或发射电磁辐射能 2004-7-26 8 形状 (shape): 目标地物在遥感图像上呈现的外部轮廓。如飞 机场、港湾设施在遥感图像中均具有特殊形状。 用于图像判读的图像通常多是垂直拍摄的，遥 感图像上表现的目标地物形状是顶视平面图，它不 同于我们日常生活中经常看到的物体形状。由于成 像方式的不同，飞行姿态的改变或者地形起伏的变 化，都会造成同一目标物在图像上呈现出不同的形 状。解译时必须考虑遥感图像的成像方式。 2004-7-26 9 形状 Shape 2004-7-26 10 大小 (size): 指遥感图像上目标物的形状、面积与体积的 度量。 它是遥感图像上测量目标地物最重要的数量 特征之一。根据物体的大小可以推断物体的属性， 有些地物如湖泊和池塘，主要依据它们的大小来 区别。判读地物大小时必须考虑图像的比例尺。 根据比例尺的大小可以计算或估算出图像上物体 所对应的实际大小。影响图像上物体大小的因素 有地面分辨率、物体本身亮度与周围亮度的对比 关系等。 2004-7-26 11 大小 Size 2004-7-26 12 图型 (pattern): 目标地物有规律的排列而成的图形结构。 例如住宅区建筑群在图像上呈现的图型，农 田与周边的防护林构成的图型，以这种图型 为线索可以容易地判别出目标物。 2004-7-26 13 格局 Pattern 2004-7-26 14 纹理 (texture): 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。如航 空像片上农田呈现的条带状纹理。 纹理在高分辨率像片上可以形成目标物 表面的质感，在视觉上看上去显得平滑或粗 糙，幼年林看上去像天鹅绒样平滑，成年的 针叶树林看上去很粗糙。纹理可以作为区别 地物属性的重要依据。 2004-7-26 15 Texture 纹理 2004-7-26 16 阴影 (shadow): 是遥感图像上光束被地物遮挡而产生的地物的 影子，根据阴影形状、大小可判读物体的性质或高 度，如航空像片判读时利用阴影可以了解铁塔及高 层建筑物等的高度及结构。阴影的长度、方向和形 状受到光照射角度、光照射方向和地形起伏等影响 ，山脉等阴影笼罩下的树木及建筑物往往会使目标 模糊不清，甚至丢失。 不同遥感影像中阴影的解译是不同的，例如 :侧 视雷达影像中目标地物阴影由目标阻挡雷达波束穿 透而产生，热红外图像中目标地物阴影是由于温度 差异所形成，例如夏季中午飞机飞离机场不久进行 热红外成像，地表仍会留下飞机的阴影。 2004-7-26 17 Shadow阴影 2004-7-26 18 相关布局 (association): 多个目标地物之间的空间配置关系。 地面物体之间存在着密切的物质与能量上的 联系，依据空间布局可以推断目标地物的属性。 例如，学校教室与运动操场，货运码头与货物存 储堆放区等部是地物相关布局的实例。 2004-7-26 19 Association 2004-7-26 20 地面各种目标地物在遥感图像中存在着不同 的色、形、位的差异。构成了可供识别的目标地 物特征。目视解译人员依据目标地物的特征，作 为分析、解译、理解和识别遥感图像的基础。 2004-7-26 21 5.1.2 目视解译的生理与心理基础 遥感图像目视解译是从遥感图像中发现有什么 物体和物体在什么地方分布的过程，这是解译人员 与遥感图像相互作用的复杂过程，它涉及到目视解 译者生理与心理等许多环节。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。 2004-7-26 22 7.1.3目标解译的认知过程 1.遥感图像知觉形成的客观条件 客观条件 :图像上存在颜色差异或色调 差异 ,并且这种差异能为判读者所感受 . 遥感图像上颜色差异或者色调的差异 达到一定程度时，目标地物就容易与背景 产生对比，形成形状和纹埋 2004-7-26 23 2.遥感图像的认知过程 (1)自下向上过程 图像信息获取 特征提取 识别证据选取 (2)自上向下过程 特征匹配 提出假设 图像辨识 2004-7-26 24 目视解译一般程序 类型转绘与制图 详细解译 地面实况调查 预解译 建立解译标志 分析已知专业资料 了解影像的辅助信息 (1)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。 (2)分析已知专业资料：目视解译的 最基本方法是从 “已知 ”到 “未知 ”， 所谓 “已知 ”就是已有相关资料或解 译者已掌握的地面实况，将这些地 面实况资料与影像对应分析，以确 认二者之间的关系。 (3)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、位置和布局建立起影 像和实地目标物之间的对应关系。 2004-7-26 25 (4)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，形成预解译图。 (5)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，就需要野外实地调查与检证。包括 地面路线勘察，采集样品 (例如岩石标本，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。 (6)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，形成正式的解译原图。 (7)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，进行图面整饰、 形成正式的专题地图。 2004-7-26 26 7.2 遥感图像目视解译基础 7.2.1遥感摄影像片的判读 1.遥感摄影像片的种类 可见光黑白全色像片、黑白红外像片、彩色像片、彩 红外像片、多波段摄影像片和热红外摄影像片 ２ .遥感摄影像片特点与解译标志 (1)摄影像片的特点 (2)摄影像片的解译标志 直接判读标志 间接判读标志 2004-7-26 27 a.直接 判读标志 形状、大小、色调与颜色、阴影、 纹理、图型、位置 b.间接解译标志 　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 3.遥感摄影像片的判读方法 （1）可见光黑白像片和黑白红外像片解译 2004-7-26 28 （ 2）彩色像片与彩色红外像片解译 2004-7-26 29 （3）热红外像片的解译 地物热辐射强度不同，在像片上具有不同的色调和 形状构像。 热红外像片上的色调差异取决于地物的温度和辐射 热红外线的能力 直接解译标志：色调、形状与大小、地物大小、阴影、 2004-7-26 30 7.2.2遥感扫描影像的判读 1.常见遥感扫描影像的主要特点及其应用 常见遥感扫描影像类型： MSS影像 TM图像 SPOT图像 （1）遥感扫描影像特征 宏观综合概括性强、信息量丰富、动态观测 （2）遥感影像主要解译方法 “先图外、后图内，先整体，后局部，勤对比，多分析 ” 的原则 2004-7-26 31 5.2.3微波遥感影像的判读 1.微波影像的特点 1）非中心投影方式成像 2）分辨率由成像雷达的斜距分辨率和方位向分辨率决定 3）比例尺在横向上产生畸变 4）地形起伏移位 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 态检测与评估、地貌研究和地图测绘、军事侦察 3.影像解译标志及地物影像特征 色调、阴影、形状、纹理、图型 2004-7-26 32 4.微波影像的判读 (1)微波与目标地物相互作用规律 影响色调的主要因素之一:地物表面粗糙程度 目标地物表面粗糙,后向散射强,影像呈灰白或浅色调 　目标地物表面粗糙度中等，后向散射变弱，影像呈暗灰色调 　 地物表面平滑，后向散射很弱，影像呈暗黑色调 (2)微波影像的判读方法 A.由已知到未知 B.对微波影像进行投影纠正 C.利用像对进行立体观察 2004-7-26 33 7.2.4 目视解译方法与基本步骤 1.目视解译方法 (1)直接判读法 (2)对比分析法 (3)信息复合法 (4)综合推理法 (5)地理相关分析法 2004-7-26 34 2.遥感图像目视解译步骤 (1)准备工作阶段 (2)初步解译与判读区的野外考察 (3)室内详细判读 (4)野外验证与补判 (5)目视解译成果的转绘与制图 2004-7-26 35 7.3遥感制图 7.3.1 遥感影像地图 按内容分 :普通地图、专题影像地图 　　按传感器分：航空摄影影像地图、扫描影像地图、雷达影 　　　　　　　像地图 7.3.2 常规制作遥感影像图 　　设计影像地图 　　选取地理基础地图 　　影像几何纠正 　　套合地图基本要素 2004-7-26 36 7.3.3计算机辅助遥感制图 （ 1）遥感影像信息选取与数字化 （ 2）地理基础底图的选取与数字化 （ 3）遥感影像几何纠正与图像处理 （ 4）遥感影像镶嵌与地理基础底图拼接 （ 5）地理基础底图与遥感影像复合 （ 6）符号注记图层生成 （ 7）影像地图图面配置 （ 8）遥感影像地图制作与印刷 2004-7-26 37 谢谢！