《遥感导论》Erdas上机课件-(5.图像分类-目视解译)

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公园绿化植被
天然草操场
人造草操场
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热带雨林-云南西双版纳
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高海拔山地松林-云南香格里拉
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亚热带混交林-张家界国家森林公园
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居民地判读
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。
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。
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其次，遥感数据所对应的地理环境又是一个 复杂的、多要素的、多层次的、具有动态结构和 明显地域差异的开放系统。它在时间和空间上是 不断变化的，因而遥感信息中的各要素是相互关 连、复杂变化的。
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可以认为遥感图象解译过程是对遥感这一“综合 信息”进行层层分解的过程。这个过程是相当复 杂的，它的难度可以从以下几方面加以说明 。 一是，地物波谱特征是复杂的，它是受多种因素 控制的，本身也是因时因地在变化着。 二是，受地形、地域等自然因素影响，遥感图像 中存在“同物异谱”与“异物同谱”现象。 三是，地物的时空属性和地学规律是错综复杂的， 各要素、各类别之间的关系是多种类型的。
河流判读：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 附属物。
湖泊的判读：轮廓明显的形状、色调较暗。能判 读其形状、面积。
海域的判读：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、 高潮、低潮位置。
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河漫滩涂
黄土地区弯曲河流
侵蚀海岸
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。
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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。

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（三）地貌的判读
地貌在卫星图像判读时是较为直观的要素。
卫星图像的比例尺小，能反映大的地貌形态特征，如平原、 山地、丘陵。
能判读主要的地貌类型及范围，如风沙地貌、黄土地貌、 冰川地貌、火山地貌、流水地貌等。
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盆地
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（四）植被的判读
卫星图像上，植被是群体的特征，不能反映个体的形态， 只能判读出植被的类型、生长状况、分布范围。
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Байду номын сангаас对立体观察的条件
（1）必须是航摄立体像对； （2）像对的比例尺差不得大于15%； （3）两眼分别看两张像片上的相应影像，即左眼看左 像，右眼看右像； （4）同名地物点的连线与眼基线平行。
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立体观察的应用
o 像片判读。 o 立体量测——摄影测量学（Photogrammetry):如
地形测绘，即测量高程和平面坐标。
一般应先建立目视解译标志，然后根据解译标志进行解译
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§ 5.1 遥感图像目视解译原理 1、 目视解译标志
目标地物的影像特征（1）色 （2）形 （3）位
解译标志：能够反映和表现目标地物信息的各种影像特征。
常用的解译标志有： 色调/颜色； 形状； 纹理； 图型； 位置； 阴影； 大小； 相关布局。
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3、遥感图像目视解译方法
（1）直接判读法
如在黑白可见光相片上，水的反射率低，呈现灰黑到黑色，可根据色调判 别出水体，然后根据形状，判别是河流或湖泊。 又如在假彩色影像上植被呈现红色，可根据颜色直接判读植被。
（2）对比分析法
多波段图像对比—某波段灰度相近，而另一波段灰度差别较大的物体 多时相图像对比—主要用于物体的变化情况监测； 多解译标志对比—一个或几个解译标志相近，通过多个解译标志对比进 行解译

岩；湖边的芦苇；荒漠中的红柳。
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直接解译标志
纹理：地物影象轮廓内的色调变化的空间布局和
频率。 如点状、粗糙、平滑、粒状、线状、斑状等
森林中的较 粗的纹理
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直接解译标志：纹理
建成区与农村居民点
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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
✓ MSS影象： ✓ 不同卫星上的波段对比; ✓ MSS各波段应用范围(重点)。
✓ TM影象： ✓ TM影象与MSS影象的对比 ✓ 波段设置 ✓ 主要应用
✓ SPOT影象： ✓ 产品形式 ✓ 主要应用1绿、2红、3近红外、4短波红外。
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遥感摄影像片的判读
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
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2、遥感摄影像片特点与解译标志
（1）摄影像片的特点
✓ 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；
✓ 绝大部分采用中心投影，可以看到地物的顶部轮 廓。
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目视解译一般顺序
从已知到未知是遥感图像解译必须遵循的原则。
“已知”主要指解译者自己最熟悉的环境地物, 或是别人 最熟悉的环境地物, 如地形图及有关资料等。所谓的未知 就是图像上的影像显示, 根据己印证的影像在相邻图像上 举一反三 , 然后根据影像再在相应地面 上找到新的地物, 这就是从己知到未知的含义。
岸、河岸冲刷等。

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阴影
阴影：不同遥感影像中的阴影解译是不同的。可见光遥感：指影像上目标物，因阻挡阳光直射而出现的影子。分为本影和落影（P147）。阴影可使地物有立体感，有利于地貌的判读。根据阴影的形状、长度可判断地物的类型和量算其高度。热红外图像：阴影是由于温度差异所形成的。分为冷阴影和热阴影。（见P152）侧视雷达：微波影像上无回波区。主要由于地形起伏造成。（P167）
1.黑白全色和红外像片解译
反射率高（低）
色调白（黑）
2.彩色和彩红外像片解译：
真彩色像片
地物的天然色彩
基本反映
①认真了解红外彩色片感光材料的特性和成像原理；②熟悉各种地物在可见光和近红外光波段的反射光谱特性；③建立地物的反射光谱特性与红外彩色片中地物假彩色的对应关系；④建立彩红外像片其它判读标志；⑤遵循遥感解译步骤与方法对彩红外像片进行解译。
目视解译的生理基础
目视解译的心理基础
人类心理特点在遥感图像解译中也存在着影响，这些特点包括：1.遥感图像解译过程中，在同一时刻中只有一种地物是目标地物，图像的其余部分则是作为目标地物的背景出现，此时人类注意力集中在目标地物上。2.目标地物识别时，目视者过去的经验与知识结构对目标物体的确认具有导向作用。因此，遥感图像上同一个目标地物，不同的解译者可能会得出不同的结论。3.心理惯性对目标地物的识别具有一定影响。在观察目标地物的图形结构时，空间分布比较接近的物体，图形要素容易构成一个整体。4.观察的时效性。实验证明，遥感图像辨识需要一段时间，这期间内，目视者先区分目标地物和背景，然后辨认目标的细节，最后构成一个完整的图像知觉，为了正确地辨认图像中的目标地物，需要一个最低限度的时间才能够完成。
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5.2 遥感图像目视解译基础
1.遥感摄影像片的判读2.遥感扫描影像的判读3.微波影像的判读4.立体观察5.目视解译方法6.目视解译基本程序与步骤

面山的一侧。
⑥ 格状水系（方格状水系、矩形状水系、菱形状水系） 矩形状水系：一般出现在沉积岩褶皱构造区 菱形状水系：一般出现共扼相交的裂隙发育区。
⑦ 放射状水系 常见于火山锥和穹窿构造上升区。
③ 中等色调:指浅灰－深灰之间的色调变化。
如石灰岩、白云岩、砂岩以及中基性岩浆岩等，变质岩中的变粒岩具 有灰色色调。
2、色调均匀性：指地质体内部色调的均匀程度
① 色调均匀:反映土壤和岩石物质比较均一、稳定，地质体的物质成分和 结构变化不大，土壤含水量变化不大。
② 色调有规律性变化:有一些地质体，当其出露面积较大时，内部色调有 时会出现规律性变化，如岩浆岩的环带状色调变化，可能反映岩体内部 的分带现象.
色彩：是指物体具有的颜色类别。
在利用色彩判断地物时，要注意： ① 多波段的彩色合成图像，不仅要了解地物的波谱 特性，而且要知道彩色合成时波段影像与红、绿、蓝三色的 对应关系 ② 彩红外图像：植被－红 水－蓝青 道路－灰白
建筑物－灰或浅蓝
四、阴影(Shadow) 阴影分本影和落影两种。 本影－指物体本身没有被光线直接照射到的部分，
三、色调(Tone)和色彩(Color)
色调是物体的电磁波特性在图像上的反映，在黑白像 片上指黑白深浅程度。地物的形状、大小都要通过色调显 示出来，所以色调特征是最基本的解译标志。
色调的深浅以灰阶来表示。在解译中，人们根据眼睛的 分辨能力将灰阶从白到黑分为十级：白、灰白、淡灰、浅 灰、灰、暗灰、深灰、淡黑、浅黑、黑。应用时，归为五 级：白、灰白、灰、深灰、黑。
③ 斑状色调（色调不均匀）:在小范围内地层或地表物质成分，含水状况 有很大变化，结果出现一片暗，一片亮的斑块状色调
3、边界清晰程度：指不同地质体之间色调的差异程度 ① 边界清晰 反映地质体之间界限分明，是截然的、突变的关系。 ② 边界模糊 反映地质体之间的界限不甚分明，呈过渡的关系。

1.目标地物特征
遥感图像中目标地物特征是地物电磁辐射差异 在遥感影像上的典型反映。按其表现形式的不 同，目标地物特征可以概括分为3类：
色：指目标地物在遥感影像上的颜色，这里包括目 标地物的色调、颜色和阴影等；
形：指目标地物在遥感影像上的形状，这里包括目 标地物的形状、纹理、大小、图形等；
位：指目标地物在遥感影像上的空间位置，这里包 括目标地物分布的空间位置、相关布局等；
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。
5.1.3 目视解译的认知过程
1. 遥感图像知觉形成的客观条件 2. 遥感图像的认知过程
1. 遥感图像知觉形成的客观条件
色调完全均一或颜色完全相同的图像是不能产 生图像知觉的，目视判读遥感图像时，只有在 遥感图像上存在着颜色差异或者色调差异时， 并且这种差异能为判读者视觉所感受，才有可 能将目标地物与背景区别开。这是图像知觉形 成的客观条件。
2. 目标地物识别特征
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 与背景之间必须存在能被人的视觉所分辨出的色调 差异，目标地物才能够被区分。
北京故宫 博物院与 护城河之 间的色调 差异。
颜色（color）：是彩色遥感图像中目标地物识别的基本 标志。

①资料收集 根据解译对象和目的,选择合适的 遥感资料作为解译主体。如有可能,还可收集 有关的遥感资料作为辅助，包括不同高度、 不同比例尺、不同成像方式和不同波段、时 相的遥感影像。同时收集地形图和各种有关 的专业图件，以及文字资料。
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三、遥感影像目视判读（解译）过程
②资料分析处理 对收集到的各种资料进行初步分 析，掌握解译对象的概况、时空分布规律、研究 现状和存在问题，分析遥感影像质量，了解可解 译的程度，如有可能要对遥感影像进行必要的加 工处理，以便获得最佳影像。同时，要对所有资 料进行整理，做好解译前准备工作。
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遥感摄影像片的判读
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阴影
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阴影
美国加利福 尼亚机场
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这张分辨率为1 米的纽约曼哈顿 的卫星照片，是 2000年6月30日 由空间图像公司 的 IKONOS 卫星 拍摄的。这张图 像是从南方拍摄 的，中间是 110 层高的世界贸易 中心的双塔。
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2001年9月12日
2001年9月15日
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直接解译标志:
3、色调（Tone、Colour）
全色遥感图像中从白到黑的密度比例叫色调 （也叫灰度）。色调标志是识别目标地物的基 本依据，依据目标地物与背景之间所存在的能 被人的视觉所分辨出的色调差异，目标地物才 能够被区分。
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直接解译标志:
（1）最重要的判读标志：
①是其他判读标志的基础，是电磁波辐射的直接 反映。
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遥感图像目视判读（解译）标志
遥感摄影像片的判读(解译)标志： 是指那些能够用来区分目标物的影像
特征，可分为直接解译标志和间接解译标 志。
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直接解译标志
根据地物或现象本身反映的信息特性 可以解译目标物的影像特征，即能够直接 反映物体或现象的那些影像特征称为直接 解译标志。

热红外遥感，指通过红外敏感元件，探测物体的热辐射能量，显 示目标的辐射温度或热场图象的遥感技术的统称。遥感中指8-14 微米波段范围。地物在常温(约300K)下热辐射的绝大部分能量位 于此波段，在此波段地物的热辐射能量，大于太阳的反射能量。 热红外遥感具有昼夜工作的能力。
微波遥感，指利用波长1-1000毫米电磁波遥感的统称。通过接收 地面物体发射的微波辐射能量，或接收遥感仪器本身发出的电磁 波束的回波信号，对物体进行探测、识别和分析。微波遥感的特 点是对云层、地表植被、松散沙层和干燥冰雪具有一定的穿透能 力，又能夜以继日地全天侯工作。
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遥感的载体：电磁波谱
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地物波谱特征
自然界任何物体都具有反射、吸收、发射电磁波的能力， 这是由于组成物质的最小微粒不同运动状态造成的。
不同的物质由于物质组成和内部结构、表面状态不同，具 有相异的电磁波谱特性，这是遥感识别目标的前提。
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信息获取
在外观上，Terra卫星的大小大概相当于一辆小型校园公汽。它装载的五
《遥感导论》课程
第一章 遥感概述
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《遥感导论》教学主要内容
第一章 遥感概述 第二章 电磁辐射与地物光谱特征 第三章 遥感成像原理与遥感图像特征 第四章 遥感图像处理 第五章 遥感图像目视解译 第六章 遥感数字图像计算机解译 第七章 遥感应用 第八章 遥感、地理信息系统与全球定位系统综合应用
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教学目的和要求
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遥感的类型
按工作方式分
✓ 主动遥感：传感器主动发射一定电磁 波能量并接收目标的后向散射信号
✓ 被动遥感：传感器不向目标发射电磁 波，仅被动接收目标物的自身发射和对 自然辐射源的反射能量。
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主动遥感和被动遥感