遥感图像解译

25-27: forest
28-30: corn field
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31-33: bean field
34-36: harvested field
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目视解译的判读
1. 水体 在标准假彩色图像上，深而清澈的水体层黑或蓝黑
色；水浅者多为浅蓝色；含泥沙者颜色更浅，含沙 量过高则呈乳白色；有水生植物者呈红色斑点。 水系 树枝状水系主要分布在冲积平原、侵蚀平原等基岩 软弱地区。 放射状水系主要分布在火山，孤山或穹形隆起地区 。
夏季太阳高度高，阴影短，有利地物光谱特 征的反映。
3）水分影响
3.图像显示
黑白影像（全色） 真彩色（天然彩色）：影像上地物的颜色是地物天
然色彩的再现。如RGB:TM3,2,1。 标准假彩色（彩色红外）false color：与地物的天然
色相比，都向短波方向移动了一个色向。 如 RGB:TM4,3,2。地物反差增大有利于解译。 伪彩色（Pseudo color ）:1张黑白图像的灰阶分为 若干等级，在每个等级上赋予颜色，就成为最简单 的伪彩色。
目视解译
1.图像注记 2. 解译原理与方法 3. 目视解译
3.1 水体 3.3 火山 3.5 自然灾害 3.7 考古 3.9 地貌
3.2 城市 3.4 土地利用/覆盖 3.6 水文 3.8 地质
Landsat图像注记
符号 1）重叠符号 图像四角的“＋”号，影像套准用 2）图像中心 对角线的交点。 3）航线重叠 “T”和“－”表示航向承担。 4）经纬度注记 E:东经；N:北纬 5）灰标 1级为白色，15为黑色。
遥感地学分析
Geography Analysis for Remote Sensing
第3章 遥感图像解译与分类
第一节 遥感图像解译
遥感提供的是一种综合信息，不仅表现在它反 映的地学要素---地质、地貌、水文、土壤、植 被、社会生态等的综合，是由相互关联的自然 及社会现象所构成的。它是不同空间分辨率、 波普分辨率和时间分辨率的遥感信息的综合。
专业解译主要是为了解决各部门的任务，用于提取特定的 要素或概念的信息，包括地质、林业、农业和军事。
遥感解译的分类
一般分为两种：
目视解译，由专业人员通过直接观察或借助判 读仪器在遥感图像上获取特定目标地物信息。
计算机解译，以计算机系统为支撑环境，利用 模式识别技术和人工智能技术，根据遥感图像中 目标地物的各种影像特征（颜色、形状、纹理与 空间位置），结合专家知识库中对目标地物的解 译经验和规律等进行分析和推理，实现对遥感图 像的理解。
• Row 60 coincides with the equator during the descending node on the dayside part of the orbit and Row 184 during the ascending node.
• 北纬80度47分，Row 001，南纬81度51分，Row 122；
3. 城镇和铁路 ✓城镇的光谱特征是各类建筑物与周围裸地的综合反 映，当面积较大或与周围环境的光谱特征有显著差异 时，可从影像上识别。 ✓在多波段黑白图像上，城镇多呈深暗色调； ✓在标准假彩色图像上，中心色调深暗、边缘略浅的 灰蓝或蓝灰色。 ✓由于铁路路基材料与周围土地的光谱差异较大，其 因地基有较宽阴影，在卫星图像上呈色调深暗，较为 清晰地线状影像。
第二节 遥感图像分类
2.1 概述 2.2 遥感影像分类基本原理 2.3 遥感影像分类方法 2.4 分类后处理 2.5 影像解译专家系统
SPOT卫星坐标网格参考系统
Grid Reference System (GRS) ，来确定每一个影像的地理位 置，由列号K和行号J标识影像的中心位置。 K为1至738的整数；J为从北纬71.7至南纬71.7之间的200至500 的整数。
N:由西向东，从1至369的 参考轨道号； R:在26天内飞经不同轨道 的顺序号。
城市热岛
119/39, 98-8-11
120/38, 97-9-21
3.1 水体解译
Landsat影像 （1973~2000年）
咸海的变化： 30年间，多于60%的水 面消失了。
3.2 城市解译
Baltimore, MD
April 4, 2000
巴尔的摩是马里兰最 大的城市，同时也是 美国最繁忙的港口。
沙尘暴监测：400m
3）中型地物与现象
与人们生产、生活比较密切，特别是与各种资源 调查关系密切，因而对图像空间分辨率要求也较 高。
作物估产：50m 植物群落：50m 洪水灾害：50m 水库监测：50m 污染监测：50m 森林火灾监测：50m 港湾悬浮物调查：50m
主 要 耕 地 分 类
假彩色合成Hale Waihona Puke Baidu
红外遥感图像
1）红外图像物体色调特征 色调差别反映地物辐射温度的差别。红外图像上灰
度反映的不是地物对可见光的反射程度，而是其辐 射温度。 2）红外图像物体形态特征 与可见光相比，地物冷暖信息构成的模糊轮廓。红 外图像可用于对物体解译，不能用于对物体制图。
ETM+ Thermal band in 1999水陆差异
线性构造
弧型构造
环型构造
物候学的应用
物候是比较特殊的地学现象，与时间和空间都有 关系，并具有周期性。在解译与生命现象有关的 物体如植物、动物时，对物候的了解程度可能决 定解译工作的好坏。例如，华中地区的遥感植被 调查就需要知道如下几个关键时段：
✓ 4月份， 展叶期 ✓ 5月份， 开花期 ✓ 7~8月份， 茂盛期 ✓ 10~11月份 果熟期，叶变色期
A global notation system called the Worldwide Reference System
Landsat 4，5，7： • 从东到西233圈，依次编233个轨道号。从东向西，编号 001~ 233. Path 001 于西经64.6度穿过赤道。 • 同一轨每景的间隔约23.92秒，共248景。
目视解译的判读
2. 植被 ✓植被色调随其品种、环境和成像波段而变。
✓在Landsat4,5波段植被呈深色调，在6，7波段为浅 色调，阔叶林比针叶林色调浅。
✓在标准假彩色图像，植被为红色，幼嫩植被带粉 红色，成熟时是鲜红色，受虫灾时呈暗红色。
✓阔叶林比针叶林更鲜红，灌丛颜色较浅，水稻呈 暗红色。
目视解译的判读
地质成图，土地类型，植被调查
矿产调查，地表温度，土地利用，流域成图，海水 污染，森林祥查 侵蚀调查，渔场调查，水污染
土壤调查，土壤温度，森林密度，树种调查，人工 建筑，1：5万地形图 军事侦察
2. 季相影响
1）植被差异 冬季成像有利于突出地表信息；夏季有利 植被解译。
2）太阳高度角 冬季太阳高度低，物体阴影长，辐射强度 低，地物形态信息丰富。
黑白影像 IKONOS_Pan(1m)
真彩色 RGB(3,2,1)
标准假彩色RGB(4,3,2)
伪色彩表示的 DEM
目视解译的方法和步骤
先图外后图内 先整体后局部 先宏观后微观 从已知到未知
目视解译要素
大小Size
形状Shape 阴影Shadow 色调Tone 颜色Color 纹理Texture
图案Pattern 位置
根据比例尺推算出地物大小
人工与非人工地物的区别 利用阴影推算高度 灰度，反射率从白－黑的密度变化 颜色的差别有利于地物判读 色调配合呈平滑或粗糙程度， 草场与针叶林 有规律排列形成的图案 地理背景知识，综合分析
IKONOS的样本
1
2
3
4
5
6 1-3: new residential
地物信息的传递是从数据获取开始的，数据获取 实质上是由传感器代替人直接观测地学环境，通 常情况下是围绕某项任务，有计划、有目的的开 展的。
地物 影像
模型重建
几何信息
地物几何位置
几何测量
影像识别
辐射信息
定量分析
地物属性 地物数量指标
地学的应用
遥感图像解译的对象主要是各类地物或地学现象， 在解译时一般会有相关的专业人员的配合，但作为 解译者若想得到比较满意的结果，相关的地学知识 在解译时应或多或少知道一些。例如，解译与地质 构造有关的空间对象，类似下图的知识需要知道。
地壳 10km； 成矿带
2km
大陆架 2km； 洋流
5km
自然地带 2km； 生长季节
2km
中 国 自 然 地 带
2）大型地物与现象
主要用于较大范围的区域调查。
地热资源：1km 冰与雪：1km
大气：1km
土壤水分：150m
海洋资源：100m 环境质量评价：100m
区域覆盖类型：400m
02May78
C N3138/E212-41 D127-038
成像时间 像主点坐标
D表示降轨，轨道号－行号
N N3138/E121-43 M
SUN EL 52 A107
像底点坐标
MSS多光谱扫描仪（4，5，6，7，8通 道） RBV有1，2，3通道 高度角52度（地面起算）；方位角107 度（正北起算）
S1S
S:系统水平校正；1表示满幅
185×185Km；S为空间斜轴麦卡托
投影（L兰勃特，U横轴麦卡托等）。
-P-NL2 P:推测星历计算 N:正常处理（A非正常）
L:传感器低增益；2为压缩传输
NASA National Aeronautics and Space ERTS Administration
4）小型地物与现象
涉及各种人工地物或较小的人类活动区域，对图 像分辨率要求很高。
交通设施：1m 建筑物：1m
道路：1m
污染物识别：10m
分辨率选择
分辨率 1000m 250m 80m 30m
10m 3m
<1m
适用范围
大地构造，台风移动，海面温度，全球变化 区域地质构造，森林火灾，沙尘监测，流域研究
生物学知识的应用
农业、林业、海洋及生态调查都与生物有关。在 遥感信息中，如植被指数、热惯量等都会应用到 生物学知识。其中，植被指数就是通过比较分析 叶绿素与光谱反射率之间的关系得出的概念。
遥感解译的任务
按应用领域，遥感解译的目的可分为普通地学解译 和专业解译。
普通地学解译是为了取得一定地球圈层范围内的综合性信 息，常见的是地理基础信息（居民地、道路、水系、独立 地物、植被等）解译和景观解译。
4-9: old residential
7
8
9
10
11
12 10-12: downtown
commercial
13-15: suburban
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15
16
17
18 shopping mall
16-18: industrial
19-21: institutional
19
20
21
22
23
24 22-24: golf course
E-21196- 卫星编号和成像时间。E-2:第2颗地 01222-5 球资源卫星；1196：卫星发射天数；
01222：格林威治1点22分20秒；5： 表示光谱段是5通道。
陆地卫星图像编号
图像编号：轨道号＋行号（Path+Row） 轨道号:卫星运行的轨道系列号，由东向西。 行号：由北向南，N80o 为起点。 北京幅图像编号： 133－32，第133号轨道32景覆盖北京。
遥感图像解译是通过遥感图像所提供的各种识 别目标的特征信息进行分析、推理与判断，最 终达到识别目标或现象的目的。
地学环境
遥感 信息
数据获取
地物 信息
地物信息和知识
图像处 图像处理 理人员 符号表示 的认识 语义生成
图像数据 库
地学信息 应用模型 处理人员 地物识别 的认识 地学分析
遥感图像解译
除了两极区域，列K平行于卫星轨道，行J平行于纬线。 两极地区，与轨道无关。
解译原理与方法
1. 影像选择 分辨率： 空间分辨率；时间分辨率；光谱分辨率
季相影响： 植被差异；太阳高度角；水分影响
图像显示 真彩色合成；假彩色合成
各种遥感目的对空间分辨率的要求
1）巨型地物与现象：要求的图像空间分辨率低，但 涉及的范围很广，通常会牵扯到多个国家，有些会是 世界范围的。
影像1：K280,J270;
影像2： K279,J270
SPOT卫星坐标网格参考系统
SPOT可以观测到南、北纬87的范围。 GRS 以赤道为分界，对称地把地球分为5个区
• 从北纬51.5 到南纬51.5 是中心区. • 从北纬或者南纬51.5延伸到71.7度是一个区 • 北极圈和南极圈区域是从71.7度到极点。