遥感图象处理与判读规范(试行)
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《遥感图像目视判读》说课稿尊敬的各位评委、老师们:大家好!今天我说课的题目是《遥感图像目视判读》。
下面我将从说教材、说学情、说教法、说学法、说教学过程和说教学反思这六个方面来展开我的说课。
一、说教材(一)教材的地位和作用《遥感图像目视判读》是遥感科学与技术专业的一门重要课程,它是学生掌握遥感图像处理与应用的基础。
通过本课程的学习,学生能够学会如何从遥感图像中获取有用的信息,为后续的专业课程学习和实际工作打下坚实的基础。
(二)教学目标1、知识与技能目标学生能够理解遥感图像目视判读的基本原理和方法。
掌握常见地物在遥感图像上的特征,能够准确识别和判读。
学会运用目视判读技术解决实际问题。
2、过程与方法目标通过案例分析和实践操作,培养学生的观察能力、分析能力和解决问题的能力。
引导学生自主学习和合作学习,提高学生的学习能力和团队协作能力。
3、情感态度与价值观目标激发学生对遥感科学的兴趣,培养学生的科学态度和创新精神。
增强学生的环保意识和社会责任感,引导学生关注地球环境的变化。
(三)教学重难点1、教学重点遥感图像目视判读的基本原理和方法。
常见地物在遥感图像上的特征及判读标志。
2、教学难点如何准确识别和区分相似地物在遥感图像上的特征。
培养学生综合运用多种判读方法解决实际问题的能力。
二、说学情本次授课的对象是_____专业的学生,他们已经具备了一定的地理知识和图像处理基础,但对于遥感图像的目视判读还比较陌生。
学生在学习过程中可能会遇到以下问题:1、对遥感图像的理解不够深入,难以准确把握图像中的信息。
2、地物特征的识别和判读存在困难,容易混淆相似地物。
3、在实践操作中,可能会出现方法不当、步骤错误等问题。
针对这些问题,在教学过程中我将采用直观教学、案例分析、小组讨论等方法,帮助学生克服困难,提高学习效果。
三、说教法为了实现教学目标,突出重点,突破难点,我将采用以下教学方法:(一)讲授法通过讲解,向学生传授遥感图像目视判读的基本概念、原理和方法,使学生对知识有一个系统的了解。
获取遥感图像的目的在于提取和分析人类感兴趣的地物信息。
目视判读是遥感信息提取的基础方法,也是目前最为准确和最常用的方法。
即使作为发展趋势的计算机自动提取,仍需要以目视判读为基础和以目视判读为标准。
进行遥感图象目视判读时必须充分运用地物目标时空分布的规律性,如气候、植被、土壤等景观要素的纬度地带性、经度相关性、高度垂直带性、物候季节性等。
要密切注意各类地物目标之间的相关规律,有些规律现象表现得比较稳定明确,如水平地带性、垂直带性等,有些现象则具有随机性、不确定性和模糊(或过渡)性,例如地震(带)的分布,土壤分布等受很多因素的影响。
应充分利用各种解译标志,包括直接标志和间接标志,相互补充,彼此验证。
只要坚持以遥感成像机理与专业知识、规律相结合的指导思想,通过实践,不断探索和总结,就能归纳出具有相对普遍性与稳定性的解译标志,并举一反三灵活应用这些解译标志进行正确的判读,目视判读可分为航空图像判读和卫星图像判读。
一、航空像片目视判读航空像片目视判读是凭借人眼观察或借助简单仪器对航片进行分析和量测,以获取所需要的地面各种信息的过程。
在航空像片上,不同地物有其不同的影像特征,这些特征是判断地物的依据,我们称作判读标志。
判读标志是地物自身性质、形态等特征在像片上的反映。
因而根据判读标志可以直接从像片上辨认出地物的属性及其空间分布等特征。
一般地,把影像形状、大小、色调与阴影作为常用的航片判读标志。
1、形状任何地物都具有一定的几何形状。
由于地物各部分反射光线的强弱不同,所以在像片上反映出相应的形状,依据影像的形状特征,就可以辨认出其相应的地物。
例如:居民地的房屋影像一般均表现为规则的方块形状,河流常呈弯曲的条带状,公路常呈笔直的线状且灰度浅亮,湖泊常呈不规则的封闭区间,等等。
2、大小地物影像的(尺寸)大小,不仅能反映地物的一些数量特征,而且还能据此判断地物的性质。
例如单轨铁路和双轨铁路从形状上往往不易区分,但量算它们的宽度,则容易区分。
第六章遥感图像判读及分类遥感图像的核心问题是根据辐射能在各种图像上的表现特征,判读出地面特征。
所谓判读就是对图像中内容进行分析,判读、解释,弄清楚图像中的线条、轮廓、色彩、花纹等内容对应着地表上的什么景物及这些景物处于什么状态。
遥感判读是遥感技术的重要内容之一。
判读最基本方法有两种,即目视判读和电子计算机自动识别和分类。
§6—1 遥感图像的目视判读一、景物特征与判读标志景物特征主要有光谱特征,空间特征和时间特征,此外在微波区还有偏振性。
景物的这些特征在影像上以灰度变化的形式表现出来。
不同的地物,这些特征不同,在影像上的表现形式也不同,因此,可根据影像上的变化和差别来区分不同类别,再根据其经验,知识和必要的资料,判读地物的性质或一些自然现象。
各种地物在影像上的各种特有的表现形式称为判读标志(image interpretation)。
(一)光谱特征及其判读标志各种地物具有各自的波谱特征及其测定方法,地物的反射特性一般用一条连续的曲线表示,而多波段传感器一般分成一个一个波段探测,在每个波段里传感器接收的是该波段区间的地物辐射能量的积分值。
当然还受大气、传感器响应特性等的调制。
如图6—1所示为三种地物的波谱特性曲线及其在多波段影像上的波谱响应。
光谱特性曲线上用反射率与波长的关系表示(a)图;波谱响应曲线用密度或亮度值与波段的关系表示图(b)。
从图中可看出,地物的波谱响应曲线与其光谱特性曲线的变化趋势是一致的。
地物在多波段影像上特有的这种波谱响应就是地物的光谱特征的判读标志。
(二)空间特征及其判读标志景物的各种几何形态为其空间特征,它通常包括目视判读中应用的一些判读标志。
1.直接判读标志(1)形状影像的形状是物体的一般形式或轮廓在图像上的反映。
各种物体具有一定的形状和特有的辐射特性。
同种物体在图像上有相同的灰度特性,这些同灰度的像素在图像上的分布就构成与物体相似的形状。
随图像比例尺的变化,“形状”的含义也不同。
遥感图像处理方法与技巧引言:遥感图像处理是指通过感知、获取地球表面信息的遥感数据,利用计算机技术和图像处理算法对遥感图像进行处理、分析、提取等操作的过程。
这一技术的发展不仅在地理信息系统领域有着广泛的应用,也在农业、环境保护、城市规划等诸多领域发挥着重要作用。
本文将介绍几种常见的遥感图像处理方法和技巧。
一、图像预处理技术在进行进一步的图像处理前,通常需要对原始遥感图像进行预处理,以消除图像中的噪声、增强图像的特定信息等。
图像预处理的主要方法有:1.空间滤波:通过利用滤波器,对图像进行平滑或锐化处理。
常用的滤波器包括均值滤波器、中值滤波器和高斯滤波器。
2.辐射校正:由于不同地表物体对电磁波的反射率不同,遥感图像中的亮度值会受到光照和传感器等因素的影响。
辐射校正可消除这些因素对图像的影响,使得不同遥感图像具有一致的亮度分布。
3.几何校正:由于遥感图像通常受到地球自转、地形起伏等因素的影响,导致图像中的地理信息不准确。
几何校正可以修正图像的位置和形状,使其与真实地理坐标一致。
二、图像分类与分割方法图像分类与分割是遥感图像处理的核心环节,旨在将遥感图像中的不同地物或地物类别进行识别和分离。
常见的分类与分割方法有:1.基于像元的分类:将遥感图像中的每个像元(图像的最小单位)分配给不同的类别。
这种方法基于每个像元的统计特征进行分类,如亮度、颜色和纹理等。
2.分层分类:将遥感图像中的类别按照层级进行分类,从粗粒度到细粒度逐步区分不同地物。
3.聚类分割:通过对遥感图像中的像元进行聚类,将具有相似特征的像元划分到同一类别。
常用的聚类算法有K-means和基于区域的分水岭算法。
4.基于边缘的分割:提取遥感图像中物体的边缘信息,并利用边缘信息对图像进行分割。
这种方法适用于物体之间边缘明显的场景。
三、变化检测技术变化检测是指通过比较不同时期的遥感图像,寻找并分析地表上发生的变化。
变化检测技术在自然灾害监测、城市规划等方面有着广泛的应用。
遥感图象处理与判读规范(试行)国家林业局森林资源管理司一九九九年五月遥感图象处理与判读规范(试行)第一章总则第一条为了保障遥感资料在国家森林资源监测工作的应用效果和应用效率,促进遥感技术应用水平的提高,特制定本规范。
第二条遥感图像是指通过各种遥感平台和传感器获取的数据、胶片、像片等资料,除特殊说明外,本规程中特指通过地球资源卫星获取的遥感数据资料。
遥感图像主要采用中分辫率(空间分辫率10m——3 m)多谱段(波谱分辫率至少含可见光、近红外)卫星遥感数据,除特殊说明外,本规范中特指美国陆地卫星的TM 传感器获取的数据。
遥感数据的获取应选择在主要目的因子或判读因子光谱差别较大的植被生长季节,云量一般小于5% ,最好获取与调查时间最相近的遥感图像,其时间相差一般不应超过2 年。
第三条对遥感数据要以森林植被为主体进行增强处理,必须进行几何精校正。
经过处理的遥感图像数据,按标准生成数字图像或影像图。
第四条遥感图像的判读可分为两类:一类是以样地为单位的判读,啊一类是以图班为单位的判读。
第五条以样地为单位进行判读时,判读样地根据双层抽样的框架进行布设,其位置通过地理坐标进行固定,以便下期进行复位判读。
遥感判读样地必须与地面实测样地相匹配,大小采用3×3像素(地面90×90米)。
判读样地的数量以最小地类面积成数抽样的原理计算,一般为地面固定样地数量的8—16倍。
第六条以图班为基本单位进行判读时,采用遥感影像图进行勾绘判读或在计算机屏幕上直接进行勾绘判读。
图班区划的最小单位为图面3×3mm。
第七条图象判读采用人工目视判读的方法。
每个判读样地或图班要按照一定规则进行编号,作为该判读单位的唯一识别标志。
判读时按判读单位逐一填写判读因子。
第八条根据遥感判读结果,生成属性数据库。
结合图面材料,生成相应的图件成果。
第二章图象处理第九条以森林植被判读为主体的图象增强,采用的波段组合一般TM 4(R)5(G)3(B),灰度拉伸原则上采用线性拉伸的方法。
第十条几何精校正的技术标准如下:1 .控制点数量:1 : 5 万地形图上一般每幅选取1——2 个控制点且分布均匀。
控制点点位要进行记录并长期保存、以便下一期调查时使用;2 .控制点数字化中误差小于图面0.2mm ,配准中误差小于现地15m ;3 .投影采用高斯——克吕格投影。
第十一条遥感图象成图时要求叠加相应的地理信息,基础地理信息至少应包括:1 .经纬网:10 ' / 15' 经纬网(以1 : 5 地形图分幅);2 .公里网:以样地为单位进行判读时,一般要求叠加1×1km 公里网(在公里网交叉点空出3×3 个象元);3 .区划界线:县级以上行政区划界线及必要的林业区划界线。
根据专题判读的需要可叠加更详细的行政区划界线。
第十二条数据图象输出前要求应用立方卷积法对象元进行数字放大一倍或一倍以上,放大后TM 的象元大小<15m 。
第十三条图象处理的产出1 .基本单元:以1 : 5 万地形图分幅为基本单元生成影像图,并加注1 : 5 万地形图分幅号、数据源获取日期和成图日期。
2 .产出形式l )数据式:按存贮单元存贮栅格数据。
2 )像片式:采用胶片扫描仪生成1 : 25 万分之一比例尺负片,再进行暗室彩扩,生成1 : 5 万卫星影像图。
3 )纸式:采用彩色喷墨打印机输出1 : 5 万卫星影像图。
第三章遥感图象判读分类系统及正判率第十四条遥感判读分类系统及正判率是根据森林资源调查、荒漠化调查、湿地调查等方面的要求,结合遥惑图象的可分性制定的。
其基础类别分六个大类,综合正判率要求达到85%以上。
第十五条土地利用类型遥感判读分类系统及正判率要求1 .林业用地:95%有林地95%针叶林80%阔叶林80%混交林80%竹林75%无林地85%未成林造林地60%疏林60%灌木林60%2 .非林业用地95%草地80%水域95%未利用地80%农地90%其他90%第十六条龄组与郁闭度对有林地中的针叶林、阔叶林和混交林需要划分龄组,正判率要求是:中幼龄林80%近成过熟林80%郁闭度划分为三个等级,正判率要求是:疏0.20 ——0.3 9 80%中0.40 ——0.69 80%密0.70 ——1.0 0 80%郁闭度判读误差一般不能超过一个等级。
第十七条湿地调查分类系统及正判率1、近海及海岸湿地 95%2、河流湿地 95%3、湖泊湿地 95%4、沼译和沼泽化草甸湿地 85%5、人工湿地 90%第十八条沙化调查分类系统及正判率1、流动沙地(丘) 80%2、半固定沙地(丘) 70%3、固定沙地(丘) 60%1、非生物治沙工程地 80%5、风蚀劣地 85%6、戈壁 90%7、闯田 80%8、沙改田 60%9、潜在沙化土地 60%第十九条荒漠化调查分类系统及正判率根据国家林业局1998 年颁发的“全国荒漠化监测主要技术规定”,对于耕地以外的土地利用类型,可以采用遥感调查的方法确定荒漠化程度。
不同荒漠化类型的主要判读因子如下:l、风蚀荒漠化植被盖度:以5%为级距进行判读,并划分以下等级(若有变动,请参照“全国荒漠化监测主要技术规定”的有关补充规定,下同):地表形态:分以下等级2 、水蚀荒漠化植被盖度:以5%为级距进行判读,并划分以下等级:坡度:在地形图上查取,并划分以下等级:侵蚀沟面积比:佑计以判读样地为中心500 * 500 米范围内的侵蚀沟面积所占的比例并划分以下等级:3 、盐渍荒漠化结合植被盖度和盐碱斑占地率,综合确定盐渍荒漠化的荒漠化程度:轻度:地表可见少量盐碱斑(盐碱斑占地面积≤20 % ) , 植被盖度≥36%。
中度:盐碱斑占地面积21-40% ,植被盖度21-35%。
重度:41-60%的地表为盐碱斑,植被盖度11-20%。
极重度:≥61%的地表为盐碱斑,几乎无植被(植被盖度(≤10 % )。
各判读因子的正判率要求达到80% ,判读误差一股不超过一个等级。
荒漠化程度根据评分的方法确定(参见“全国荒漠化监测主要技术规定”及有关补充规定),综合正判率要求达到85%,且判读误差不超过一个等级。
荒漠化类型的正判率要求达到90%。
第四章目视判读第二十条遥感图像目视判读的准备工作1)、获取地形图、林相图、森林分布图及其它与判读有关的专题图件;2)、获取利用遥感数据制作的数字图象或像片;3)、获取已有调查成果(如一类清查固定样地近期调查数据)及以往遥感资料的判读结果、与判读有关的统计数据和其它文献资料;4)、准备必要的判读仪器和判读工具,对判读人员进行培训。
第二十一条在遥感图象判读前要建立可靠的判读标志。
判读标志按下列步骤建立:1)选设踏查线路以物候为单元,按照下列原则选取3—5 条踏查线路进行踏查,建立判读标志:在踏查线路上应包括调查区域内的主要影像色调;B、类型齐全,在工作区内有充分的代表性;C 、辅助资料齐全;D、交通方便。
2)线路踏查通过对遥感影像进行识别,利用GPS等定位工具.建立起直观影像特征和地面实况的对应关系,并拍摄地面实况照片,建立遥感影像图的判读样片。
3)室内分析依据野外踏查确定的影像和地物间的对应关系,借助有关辅助信息(林相图、湿地图、荒漠化图及物候等资抖)建立遥感影像图上反映的色彩、形态、结构、相关分布、地域分布等与判读因子的相关关系。
4)建立判读标志通过野外踏查和室内分析对判读类型约定义、现地实况形成统一认识,并对各类型在遥感影像上的特征描述形成判读标准,按下表的格式建立判读标志表:5)试判读和正判率考核选取30——50个判读样地或图班,要求判读人员付判读类型进行识别,正判率超过95%才可上岗。
不足95%进行错判分析和第二次考核,直至正判率超过95%为止。
按下表格式填写判读考核登记表:正判率:考核人:被考核人:考核日期:6)分析错判原因,必要时修订目视判读标志表。
第二十二条正式判读1、利用影像图进行目视判读:判读人员在足够的光照条件下正确理解分类定义,充分掌握除图像以外的有关文字、数据、图面资料,准确把握遥感成像时的物体状况,全面分析图像要素,将判读类型与所建立的判读标志有机结合起来,准确区分判读类型。
2、利用数字图象在计算机屏幕前进行目视判读:判读人员利用计算机将判读位置进行显示或放大,充分利用专业知识,将判读标志与显示状态(色彩、色调、纹理、形状、分布)等有机结合起来,准确区分判读类型。
第二十三条填写判读登记表参照下表的格式填写遥感图象判读登记表:样地判读因子登记表地形图图幅号判读人:判读日期:检查人:检查日期:图班判读因子登记表地形图图幅号_县名_县代码_乡名_乡代码_判读人:判读日期:检查人:检查日期:第二十四条双轨作业以样地为单位进行判读时,要求两名判读人员对同幅地形图内的遥感判读样地分别进行判读登记。
判读类型一致率在90%以上时,可对不同点进行协商修改,达不到时重判。
以图班为单位进行判读时,要求一人按图班区划因子进行图班区划并进行判读,另一人对前一人的区划结果进行检查,发现区划错误时经过协商进行修改。
区划确定后第二人进行“背靠背”判读,判读类型一致率在90%以上时,可对不同图班进行协商修改,达不到时重判。
第二十五条判读结果以样地或图班为单位录入,建立判读数据库。
第二十六条判读结束后,选取5%的样地或图斑进行现地核查,并计算正判率。
第五章质量管理第二十七条为了严格执行本规程,确保判读成果准确可靠,遥感判读的承担单位需设置相应的质量管理人员,制定质量管理制度,加强质量管理工作。
同时国家林业局委托有关部门负责检查验收遥感判读承担单位的工作。
专职检查人员应由政治思想好、办事公正,坚持原则,具有助理工程师以上职称,并具有较高技术水平和丰富的判读经验的人员承担。
在质量检查工作中,应及时发现问题,解决问题,并将有关情况及时报告国家林业局主管部门。
第二十八条检查内容质量检查是对遥感图像的处理、判读标志的建立、判读的准备与培训、判读及外业验证等各项工序和成果进行检查。
质重检查的内容包括以下几个方面:一、遥感图象处理的检查1、遥感图象处理后图像清晰,层次丰富,可判读性好;2、几何校正符合精度要求,地形、地物、境界及公里网套合较好;3、控制点选取合理,并记录保存。
几何校正具有较好的可重复性。
二、遥感图象判读的检查1、以样地为判读单位进行判读时,判读样地位置正确并通过其地理坐标固定;以图班为判读单位进行判读时,图班区划合理,边界勾绘正确;2、判读标志具有充分的代表性,类型齐全,与现地调查结果相符;3、判读的辅助信息资料如地形图、林相图等收集齐全并在判读中进行了充分应用;4、各判读因子的正判率达到规范要求。
三、其他项目1、判读记录表填写完整、清晰,填写项目无遗漏;2、有完整的质量保障措施,进行了培训、判读考核和质量检查,各项考核和检查记录完整,达到规范要求;3、严格执行双轨制作业,无偷工减料现象。