《遥感原理与应用》总结——遥感图像目视判读

目录

遥感图像判读

1.基础知识

2.景物特征和判读标志

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遥感图像判读

1.基础知识

目视判读概念：目视判读是指利用图像的图像特征（色调或色彩，即波谱特征）和空间特征(形状、大小、阴影、纹理、图形、位置和布局），与多种非遥感信息资料（如地形图、各种专题图）组合，运用其相关规律,进行由此及彼、由表及里、去伪存真的综合分析和逻辑推理的思维过程。

遥感技术的根本目的：

        通过图像的分析,深人研究各种自然环境要素，达到定性、定量分析和识别研究对象的目的,从而在国民经济和军事上发挥它的作用。

        建立各种解译标志是这一工作中的重要步骤。遥感图像是地面物体反射或发射电磁波特征的记录，也是地面景象真实的、瞬时的写照。遥感图像是地表面按一定比例尺缩小了的自然景观综合影像图。它能够较准确、客观、全面地反映地表面的自然综合景观。

图像的“色”和“形”：

        图像解译就是建立在研究地物性质、电磁波性质及影像特征三者的关系之上。它主要从影像特征来判断电磁波的性质,从而确定地物的属性，也就是从影像特征来识别地物。

        地物电磁波特征的差异在影像上的反映就是各种各样的色、形信息。整个遥感图像的影像要素或特征,概括起来分“色"和“形”两大类。

景物特征：光谱特征、空间特征和时间特征。

判读标志：地物在图像上的各种特有的表现形式。可以概括为：色，形，位。

        色：目标地物在遥感影象上的颜色，包括目标地物的形状、颜色和阴影。

        形：目标地物在影象上的形状，,包括目标地物的形状、纹理、大小、图形等。

        位：目标地物在影象上的空间位置，包括目标地物分布的空间位置和相关布局。

        时间：不同时间目标地物有变化。

2.景物特征和判读标志

光谱特征及其判读标志

色调

        地物的反射波谱特性一般用一条连续曲线表示。而多波段传感器一般分成一个一个波段进行探测，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(或平均值)。当然还受到大气、传感器响应特性等的调制。
        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，地物在多波段图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。

色调与色彩对不同类型的遥感图像其意义是不一样的:

     （1）可见光黑白图像，地物的亮度和颜色都由色调来表达，即黑白深浅的程度。

     （2）可见光彩色图像，表现为亮度(I)，色调(H)和饱和度(S)值。

     （3）非可见光遥感图像，热红外图像上色调差别是物体辐射温度的差别；侧视雷达图像上色调差别是表示物体反射微波能量的大小；多光谱图像对彩色物体的色调判读，要按反射率的强弱与波长之间的关系来定。

响应曲线与特性曲线的区别？

空间特征及其判读标志

形状、大小、位置、阴影、图形、纹理、类型等。

阴影类似于色调与色彩，对不同类型的遥感图像其意义是不一样的:

        (1)可见光范围内的阴影可以分为本影和落影。本影指地物未被阳光直接照射部分的图像；落影指目标投落在地面的影子的图像。

        (2)热红外图像上的阴影一般由温度较低的地段所致。有人又把它区分为热影与冷影,如飞机的残留热量造成的热影;静止飞机的周围因吸收产生冷影等。

        (3)对于雷达图像而言，其盲区可产生阴影。

        后两种阴影白天、晚上都会有。

时间特征及其判读标志

        同一地区图像的时间特征表现在不同时间地面覆盖类型的不同,尤其是植物,随着出芽、生长、茂盛、枯黄的自然生长过程,景观会发生很大变化。

直接标志
        直接标志是地物本身和它们的遥感图像所固有的。它们“摆在面上”，并且可用较为简单的观测和量测方法在图像上加以确定。其中包括色调、形状、大小、阴影、图形和纹理等。
        直接标志在不引用其它资料的情况下,在这样或那样的置信程度上，可以保证对地物的直接识别。通常情况下能够获取的直接标志越多，解译的结果就越可靠。

间接标志
        间接标志并不直接与物体有关。它们自己不能确保对物体的识别，但却能指示出用直接标志不能确定的，或在图像上没有成像的那些物体的存在，它们有助于排除由分析直接标志所作结论的多义性，,还能取得物体的补充特性。间接标志中有物体的位置(配置），物体间的相互关系和人类活动的结果，其中包括技术和机器作业的痕迹等。在图像上寻找物体的间接标志要比找直接标志复杂。

目视判读介绍了人类分辨、检测和识别遥感图像的过程，随着计算机技术的发展，越来越多的人探讨利用计算机做类似的工作，如利用计算机提取多光谱图像特征、通过光谱信息提取颜色、形状、纹理等特征并形成同质图像，进而获取对象的解译标志。

影响景物特征及其判读的因素

地物本身的复杂性

空间分布

        不同的地面对象有着不同的空间分布特征。在遥感应用研究中，一方面要分析探测对象的空间分布特征以选择具有适当的空间分辨率的遥感图像；另一方面，探测对象的空间分布特征又是在遥感图像上识别目标的参考依据。

波谱反射和辐射特征

        不同的物体具有不同的物质组成和结构，因此其电磁波谱特征相异。遥感即是根据这种差异来识别不同的物体。这就是遥感的基本出发点。 

同物异谱与同谱异物

         在某一个谱段区，两个不同地物可能呈现相同的谱线特征。这是同谱异物，也可能同一个地物，处于不同状态，如对太阳光相对角度不同，密度不同，含水量不同等等,呈现不同的谱线特征。
        同物异谱与同谱异物现象给图像判译带来困难。    

时相变化   

        与时相变化相关的生态参数测量：植物光谱特征、植被覆盖度、蒸散量、生物量、叶面积指数、季相节律。

各种地物特征

地物	颜色	纹理	几何形状	相关要素
玉米	深褐、红褐	细腻	规则	大片分布
水稻	暗红	粗糙	规则	片状分布
小麦	红	细腻	规则	地块集中或长势好
道路	深灰色	规则	呈条带状分布
房屋	灰绿、灰	规则
河水	深绿	细腻	规则	条带状分布

传感器特性的影响

传感器特性对分辨率的影响很大,可从几何、辐射、光谱、时间等方面来分析:

        空间分辨库与瞬时视场、几何分辨率 、辐射分辨率  、光谱分辨率、时间分辨率。

        几何分辨率：假定像元的宽度为a，地物宽度在3a或至少2√2a时，能被分辨出来时的宽度大小。

目视能力的影响

人眼目视能力包括对图像的空间分辨能力、灰阶分辨能力和色别与色阶分辨能力。

目视判读的方法和一般过程

过程

        目视判读工作准备（明确解译任务与要求、收集与分析有关资料、选择恰当时相的遥感图像）

        初步解译与判读区的野外考察

        室内详细判读

        野外验证与补判

        目视解译成果的转绘与制图

方法

直接判读法

        根据遥感图象目视判读直接标志，直接确定目标地物属性和范围。

        黑白图象:水,河流与湖泊。彩色图象:植被。

        直接判读标志:色调、颜色、大小、形状、阴影、纹理、图案等。

        对于边界特征清晰的目标,可以根据形状、图形等标志确定分布范围。

对比分析法

        同类地物对比分析法

        在同一影像上，由已知地物推断未知目标地物的方法。

        空间对比分析法

        根据判读区域的特点，选择另一个熟悉的与遥感图象区域特征类似的影像,将两个影像相互分析对比，由已知影像为依据判读未知影象。两张地域相近的影像。注意:对比地域的地理特征基本相似,同一个温度带,干湿情况相差不大。

        时相动态对比分析法

        利用同一地区不同时间成像的遥感影象加以对比分析,了解同一目标地物动态变化的一种方法。

信息复合法

        利用专题图、地形图与图象复合；等高线对地貌类型、土壤植被有辅助作用。关键是配准。

综合推理法

        综合考虑遥感图象多种解译特征，结合生活常识、分析、推断某种地物。

地理相关分析法

        根据地理环境中各种要素之间的相互依存、相互制约的关系，借助专业知识,分析推断某种地理要素性质、类型、状况与分布的方法。

具体图像的判读

单波段相片的判读、多光谱相片的判读、热红外像片的判读、侧视雷达像片的判读、多时域图像的判读。