遥感数据的信息提取

§2 航空像片的信息提取
三、水体的判读
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：能清晰地判读出海岸线、潮侵地带、高潮、 低潮位置。
§2 航空像片的信息提取
四、 地貌的判读
利用航片能判读地貌的类型、形态。如流水地貌、 冰川地貌、风沙地貌、黄土地貌、火山地貌等。
坚硬岩层上的风蚀沟槽
风蚀长丘
风蚀残丘
新月形沙丘链
ຫໍສະໝຸດ Baidu
平行状 山谷冰川
山麓冰川
复式山谷冰川
冰帽
古代冰川：槽谷、悬谷、角峰、刃脊、冰斗、冰碛物
火山锥（侧视雷达图像）
火山口（五大莲池）
峨眉山 玄武岩 的影像 特征
水系类型的地质条件
水系类型 钳状沟头树 树枝状 枝状水系 水系
似平行状水系
地 质 条 件（成 因）
为花岗岩类等球状风化明显的地区
中等倾斜细粒结构物质组成岩石的地区
受地质构造（岩层产状及节理裂隙等）控制
山 区 型 水 系
格状水系 平行状水系 放射状水系 环状水系 星点状水系 倒钩状水系 扇状水系 网状水系 辫状水系 曲流状水系
目视判读的方法
直接判读法：依据判读标志，直接识别地物属性。 对比分析法：与该地区已知的资料对比，或与实地对比 而识别地物属性；或通过对遥感图像不同波段、不同时 相的对比分析，识别地物的性质和发展变化规律。
逻辑推理法：根据地学规律，分析地物之间的内在必然 分布规律，由某种地物推断出另一种地物的存在及属性。 如由植被类型可推断出土壤的类型，根据建筑密度可判 断人口规模等。
像对立体观察的条件
（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。 问题：航空摄影像对，在立体镜下观看立体时如何 满足立体观察的条件？
立体观察的应用
像片判读。 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。
立体观察的像对
像对：把从相邻两摄影站对同一地区摄取的两张像片， 称为像对。也可看成是空间光学立体模型。 像对立体效果的形成过程：空间物体—空间物体的左右 像对—生理视差—产生立体感觉—恢复空间物体的立体 模型。 航摄立体像对：航向60%的重叠，使同一地物在相邻两 像片上都有影像，构成了像对，通过立体镜的立体观察， 可建立地物的空间立体模型。
第五章 遥感数据的信息提取
本章提要（…） §1 信息提取的原理和方法 主要介绍了 §2 航空像片的信息提取 遥感数据的信息 §3 卫星像片的信息提取 提取的原理和方 法,其中以航空像 §4 遥感影像地图 片和陆地卫星像 片的信息提取为 主,同时介绍了新 型的影像地图的 概念。
§1 信息提取的原理和方法
§3 卫星像片的信息提取
§3 卫星像片的信息提取

MSS5：0.6~0.7μm，对水体有一定的透视能力，对海 水中的泥沙流、河流中的悬浮物有明显的反映；能区分 死树和活树，活树色调较深。 MSS6：0.7~0.8μm，水体为暗色，对地物的湿度有明 显反映；能反映植物的健康状况。 MSS7：0.8~1.1μm，与MSS6相似，但水体更黑，湿 地色调更黑；能明显区分植物的健康状况。 MSS8：10.4~12.6μm，反映地物的热辐射性质。地表 温度高，热辐射就强，色调就浅。
植被 植被的分布与气候的地带性和地形引起的垂 直分带性及小气候特点有关。在不同的地貌部位 上由于基岩和第四纪沉积物的岩性、粒度、含水 性、地下水的矿化特点等的影响，引起植物群落 外貌、种属成分、层级、密度、长势、单株与群 落的生态畸变和宏观生态特征上的改变。植被分 布对地质解译既有利，也有弊。不利之处在于植 被掩盖了岩层露头和构造，造成解译上的困难； 有利的是，在某些特定条件下它能作为地质解译 的间接解译标志。例如，有害元素的存在、水文 条件和土壤性质的变化可引起植物生态异常。
航片判读：根据像片上反映的地物影像识别地物的性质 和数量特征，并研究其分布和发生发展的规律。 判读的标志： 形状； 大小； 色调/颜色； 影阴； 组合图案/纹理结构。
§2 航空像片的信息提取
二、居民地和道路的判读
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。 道路的判读特点：线状分布，色调较亮。 实习：居民地和道路的判读。
遥感图像中目标地物的特征是地物电磁波的辐射差异 在遥感影像上的反映。 依据遥感图像上的地物特征，识别地物类型、性质、 空间位置、形状、大小等属性的过程叫信息提取。 信息提取的方法有：

目视判读法：是目前常用的方法。 计算机分类法：有监督分类、非监督分类、模式识 别、神经网络分类、分形分类、模糊分类、人工智 能等数据挖掘技术方法。
§2 航空像片的信息提取
航空像片一般用摄影的方法获得，航高在10km以内的 对流层。 目前常用的航空像片类型为彩色红外像片。 航空像片的比例尺大、分辨率高，常用直接判读法和对 比分析法。 一般依据航片上地物的形状和色彩就可判读地物属性。 航空像片主要应用在城市遥感中。
§2 航空像片的信息提取
一、判读标志
水文标志 主要指陆地水文特征，包括小溪、河川、湖 泊、冰雪、地下水溢出地、基岩及松散堆积物 的含水性、渗透性、温泉、矿泉等。它们的空 间分布特征都与一定的地质条件有关，因此， 水文标志是地质解译的一个有用标志。
人类活动遗迹 历史上人类活动遗留下来的与地质体有关 的痕迹，如古矿井遗迹、古冶炼遗迹、废矿渣 堆等。现代人类经济活动的各种标志，如地质 勘探中的探槽、钻探平机台、地热工程、道路 、建筑、农垦活动、历史考古等都可作为地质 解译的间接解译标志。
土 壤 广义的土壤，包括岩石风化后残留在原地的 松散残积层。残积物的表层在一定条件下发育为 具有一定肥力的土壤为狭义土壤。土壤的分布， 根据其颜色、色调、成分、结构，可以区分和识 别。残积层与基岩有密切关系，所以土壤具有一 定的地质指示意义。如石灰岩、白云岩风化后， 大部分溶于水的物质被淋溶迁移，粘土等杂质聚 集成残积粘土层，土壤瘠薄，在航片上该处冲沟 的色调浅灰。砂岩风化后成沙土。页岩风化后成 粘土，往往构成灰色的一片缓坡，色调均匀而单 调。
地貌形态标志 地貌形态取决于一定的岩性和构造等地质基础，同 时也决定于一定的气候、水文等自然地理条件。不同地 貌形态是不同岩性、构造在不同内外动力作用下的结果 。例如，岩石的抗蚀能力通常由地貌形态反映出来。长 期受到侵蚀剥蚀的不同岩石，由于其组成物质的物理化 学性质不同，而具有不同的抗蚀能力。抗蚀性强的岩石 ，组成陡坡和陡崖；抗蚀能力弱的岩石形成缓坡和低地 。地貌形态除与岩性有关外，也与构造、产状、地质发 育历史、自然环境有关。利用地貌形态解译地质体可以 从宏观地貌形态和微观地貌形态两方面进行分析。前者 包括山地的形态、地形的相对高差、山体的规模大小和 组合格局（形式）；后者包括山顶形态、山坡形态和冲 沟形态等。
水系标志 水系是非常重要的解译标志，对地形 、地貌、岩性、构造的解译都非常有用。 水系是多级水道组合而成的水网，在遥感 图像上，尤其是在近红外波段的图像上显 示特别清楚。地质解译时，对水系类型、 未级支沟、小溪等水文网尤为关注，它们 对构造和岩性的解译非常有用。
（1）水系类型 水系是指水文网的平面组合形态。水系的发育与地 形、地质、气候有关。水系对构造活动反映很灵敏，对 地质解译很重要，根据水系形态特征及其所处区域地貌 环境可划分为以下几种类型（表1）
§2 航空像片的信息提取
五、植被的判读
判读标志为：色调/色彩和纹理结构。 纹理结构：细小地物在影像上构成的组合图案。地物的 性质不同，组合图案也不同，以此来判读地物群体的性 质。 以判读植物群落为主。
§2 航空像片的信息提取
六、 航空像片的立体观察
立体观察的原理： 什么是立体观察：用肉眼或借助光学仪器（立体 镜），对有一定重叠率的像对进行观察，可以获得地物 和地形的光学立体模型，称为像片的立体观察。 眼睛观察立体的原理： （1）眼睛的结构：相当于一架能自动调节焦距和光 圈的摄像机。 （2）立体的形成：取决于双眼观察。
影纹图案 影纹图案是地物的形状、大小、色调或色彩 、阴影、水系、地貌、植被、土壤、人类活动 遗迹等在图像上的综合表现。不同的地质体一 般具有不同的影纹图案。在解译过程中对影纹 图案的类型可用点状、格状、删状、链状、环 状、蠕虫状、姜状等术语来描述。还可进一步 区分为宽窄、疏密、粗细、大小、长短等。
卫星数据的产品类型
卫星图像资料 磁带资料 光盘资料 磁盘资料
To be
§3 卫星像片的信息提取
二、水体判读
水体在卫星图像上要较其他地物容易判读。 尤其在近红外波段的影像上，由于水体对近红外的强烈 吸收，水体为黑色，与周围地物的界限很清楚。 湖、河、海以其外部形态，很容易区别。 水中的泥沙含量等状况，在可见光短波影像上有显示。 一般水浅或含沙量大的色调浅。 水体明显易判的特点，常作为其他地物定点定位的标志。
常与滨海平原、大的沉积裙、褶皱翼部、 掀斜构造的倾斜面共存
火山锥、小型侵入体、残留的孤山、穹窿和短轴 背斜 环状构造（破火山口、陨石坑、圆形或椭圆形侵 入体等
南方石灰岩发育地区 断裂构造 河流入海或入湖口 入海口或河岸平原上 多沙河流的出口处或宽阔的间歇河滩上 平原区河曲、曲流、古河道、牛轭湖
平 原 型 水 系
TM的光谱效应
TM1对水体有较强的透视能力。 TM2-TM4与MSS4-MSS6相似。 TM5，TM7属于近红外波段，对岩石有明显的区分能力， 对植物也有明显的反映，属于反射峰值。 TM6与MSS8相同。
ETM+的光谱特性
除PAN波段外，其余与TM相同。
几何特性
具有地理坐标。 投影性质：多中心投影。 重叠：航向无重叠，旁向重叠取决于纬度。如： 纬度/ ° 0 10 20 30 40 50 60 70 80 重叠 /% 14 15 19 26 34 45 57 70 85 编号。 图像注记或图像参考文件：说明成像的时间、条件、波 段等。
平原区水系类型
山区水系类型
（2）水系分析 水系的分析包括水系的密度和均匀性分析。 水系密度的大小与岩性有关，一般泥岩、页岩、 粘土岩、粉砂岩发育地区，发育高密度水系，反 应岩石透水性不良；砂岩、石英砂岩或岩石裂隙 发育区，常形成低密度水系，且水系长而稀疏。 水系均匀性分析包括水系的对称性和方向性分析 。水系均匀，表示岩石抗风化能力和裂隙发育程 度都比较相近。水系的对称性，反映区域地形或 大片成层岩层向一侧倾斜。水系的方向性，主要 反映区域山系走向、岩层走向及构造走向。
§3 卫星图像的信息提取
卫星遥感以多波段为主，判读前先进行彩色增强处理， 提高目视判读的分辨率。 判读方法主要是对比分析和地物纹理特征。 高分辨率的卫星遥感图像彩色合成后，与航空像片的判 读方法类似。如IKONOS，QuickBird。
§3 卫星像片的信息提取
一、Landsat卫星图像特征
光谱特性：由于各种地物组成的物质成分、结构、理化 性质的差异，导致不同的地物对电磁波的反射存在着差 异，并且致使地物的热辐射性质也不完全相同。同一地 物在不同的波谱段，其反射的电磁波与热辐射也有差异。 反映在图像上为：相同地物在不同波谱段的图像上色调 会不同。这叫做地物的光谱效应。 MSS的光谱效应。 MSS4：0.5~0.6μm，对水体有一定的透视能力，能判 读出水下地形。
目视判读的标志
色调/色彩：判读前通过反差调整和彩色增强后，成为 目视判读的重要标志。 形状：是目视判读最直观的标志。 大小：根据地物间的相对大小，区分地物。 阴影：可判读地物的高度，但也遮挡部分地物信息。 组合图案：当地物较小时，在影像上表现为纹理，即某 种地物类型有规律的重复出现。如农田、森林。