1、环境遥感图像解译,概述 地物的客观规律与影像信息特征 环境遥感图像解译过程 环境遥感图像目视解译 卫星遥感图像解译举例,概述,通过遥感图像所提供的各种信息特征进行分析、推理与判断最终达到识别目标或现象的过程。 同物异谱、同谱异物等，使遥感数字图像识别精度有限，结合目视解译可以提高分类精度，同时用多种遥感和非遥感信息加以印证： 遥感系统知识（成像、遥感器、谱段、分辨率、记录方式及其对图像的影响） 专业知识：地物的成因联系、空间分布规律、时相变化、地物与其他环境要素的联系； 地理区域知识：区域特点、人文自然景观。,地物的客观规律与影像信息特征,遥感图像是某区域特定地理环境的统一体。综合反映： 地表
2、四圈及社会生态环境； 地质、地貌、水文、土壤、植被、社会生态； 不同空间、不同波谱、不同时间分辨率的遥感信息。 地理环境各要素的关系类型： 规律性：如纬度水平分带和高度垂直分带； 随机性：大气变化、洪水、地质灾害； 不确定性：如农作物水肥供应适时与否对收成影响； 模糊性：气候带的过度带随季节变化而移动。,地物的客观规律与影像信息特征,目标地物特征包括“色、形、位”三大类。 色：指目标地物在遥感影像上呈现的颜色特征。 形：指目标地物在遥感影像上表现的形状特征。 位：指目标地物在遥感影像上的空间位置特征。 遥感图像知觉形成的客观条件 ： 只有在遥感图像上存在着颜色差异或者色调的差异时,并且这种差异
3、能为判读者视觉所感受,才有可能将地物目标与背景区别开。 遥感图像的认知过程： 遥感图像解译是一个复杂的认知过程，对一个目标的识别，往往需要经历几次反复判读才能得到正确结果。,环境遥感图像目视解译,解译标志分为直接判读标志和间接解译标志。 直接判读标志：能够直接反映和表现目标地物信息的遥感图像各种特征，它包括遥感摄影像片上的色调、色彩、形状、阴影、纹理、大小、图型等，解译者利用直接解译标志可以直接识别遥感像片上的目标地物。 间接解译标志：航空像片上能够间接反映和表现目标地物的特征，借助间接解译标志可以推断与某地物的属性相关的其他现象。遥感摄影像片上经常用到的间接解译标志有： 与目标地物成因相关的
4、指示特征。例如，像片上河流边滩、沙咀和心滩的形态特征，是确定河流流向的间接解译标志。 指示环境的代表性地物。如寒温带针叶林的存在说明该地区属于寒温带气候。成像时间作为目标地物的指示特征。例如，东部季风区夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，土壤含水量因此具有季节变化，河流与水库的水位也有季节变化。,不同季节遥感图像的色调比较,图案与纹理,作为地质地貌解译间接标志的水系,环境遥感图像目视解译方法,黑白全色像片解译。在黑白全色像片上，目标地物的形状和色调是我们识别地物的主要标志。 黑白红外像片解译。黑白红外像片上地物色调深浅的解释不同于黑白全色像片。在黑白全色像片上茂密植被的颜色为暗灰色，在黑白红外像片上为
5、浅灰色，这因为植物的叶子在近红外具有强烈反射。各种植被类型或植物处在不同的生长阶段或受不同环境的影响，其近红外线反射强度不同，在黑白红外像片上表现的明暗程度也不同，根据像片色调差异可以区分出不同的植被类型。,红外彩色片 在识别伪装方面也有突出的功用。地球表面的各种地物，诸如土地、森林、农作物、房屋、道路、河流，它们在可见光与近红外波段都以自身的特有规律反射电磁波，因此它们具有不同的光谱特征。正常生长的植物在近红外波段具有较高的反射率，采用绿色植物进行伪装的物体，其光谱特征与植被不同，例如用植物枝叶伪装的目标地物在近红外像片上呈紫红色，披盖绿色伪装物的目标地物在像片中呈蓝色，而正常的植被呈现红色
6、。因此，根据地物的光谱特征，容易区分出红外彩色片上正常生长的植物和用植物伪装的目标地物。,水体污染、泥沙和水深等因素都对像片的颜色也会产生影响，例如富营养化的水体呈现棕褐色至暗红色，含有泥沙或淤泥的水体呈现青色至浅蓝色，清洁的浅水呈青蓝色，水体很深并且洁净时呈现深蓝到暗黑色。因此，必须根据地面实际调查建立各种地物的判读标志，在判读中要考虑环境等多种因素的影响。,常见的遥感扫描影像类型包括以下几种：MSS影像 （多光谱扫描仪MultiSpectral Scanner) ：它具有四个波段，两个波段为可见光波段，两个波段为近红外波段， 第一颗至第三颗地球卫星(Landset)上，反束光导管(RBV)
7、摄像机获取的三个波段摄影像片分别称为第1、2、3波段，多光谱扫描仪获取的扫描影像按顺序分别被命名为4、5、6、7波段，此外，第三颗地球卫星(Landset)上还提供热红外波段影像，这个波段被称为第8波段，热红外波段使用不久，就因仪器操作上的问题而关闭了，因此，Landset提供的热红外波段影像并不多。 第4、5颗地球卫星上多光谱扫描仪获取的四个波段扫描影像重新被分别命名为1、2、3、4波段,MSS各个波段的应用范围： MSS第4波段为绿色波段，对水体有一定透射能力，在清洁的水体中透射深度可达10-20米，可以判读浅水地形和近海海水泥沙。由于植被波谱在绿色波段有一个次反射峰，可以探测健康植被在绿
8、色波段的反射率。 第5波段为红色波段，该波段可反映河口区海水团涌入淡水的情况，对海水中的泥沙流、河流中的悬浮物质与河水浑浊度有明显反映，可区分沼泽地和沙地，可以利用植物绿色素吸收率进行植物分类。此外该波段可用于城市研究，对道路、大型建筑工地、砂砾场和采矿区反映明显，在红色波段各类岩石反射更容易穿过大气层为传感器接收，也可用于地质研究。 第6波段为近红外波段，植被在此波段有强烈反射峰，可区分健康与病虫害植被，水体在此波段上具有强烈吸收作用，水体呈暗黑色，含水量大的土壤为深色调，含水量少的土壤色调较浅，水体与湿地反映明显。 第7波段也为近红外波段，植被在此波段有强烈反射峰，可用来测定生物量和监测作
9、物长势，水体吸收率高，水体和湿地色调更深，海陆界线清晰，第7波段可用于地质研究，划出大型地质体的边界，区分规模较大的构造形迹或岩体。 第8波段，为热红外波段，该波段可以监测地物热辐射与水体的热污染，根据岩石与矿物的热辐射特性可以区分一些岩石与矿物，并可用于热制图。,TM图像主要应用范围,高空间分辨率遥感影像,典型的高分辨率遥感影像主要有SpaceImaging公司的IKONOS卫星图像和Earth-watch公司的QuickBird卫星图像。 SpaceImaging公司的IKONOS卫星在1999年9月24日发射。卫星高度为680公里，同时采集1米分辨率的全色图像和4米分辨率的多光谱图像,地
10、面扫描带的宽度为1113km。SpaceImaging公司提供三种图像数据产品：:1m分辨率的全色图像，4m分辨率的多波段图像和1米分辨率的全色增强图像。 Earth-watch公司的QuickBird卫星采用 推扫式成像，辐射量化值为 11 位，成像模式：单景为 16.5公里 X 16.5公里， 条带为 16.5公里 X 165公里，星下点成像 为沿轨/横轨迹方向（+/-25度），立体成像 沿轨/横轨迹方向，重访周期 1 6天。,高光谱技术是近几年迅速发展起来的一种新型遥感技术。它将成像技术与高光谱技术结合在一起，对目标地物成像时，也对组成每个地物的像元经过色散形成几十个乃至几百个窄波段进行
11、光谱覆盖，形成同一地区几十个乃至几百个的高光谱图像。,微波影像具有以下特点： (1)侧视雷达采用非中心投影方式(斜距型)成像，它与摄像机中心投影方式完全不同。 (2)比例尺在在横向上产生畸变。在雷达波束照射区内，地面各点对应的入射角不等，距离雷达航迹越远，入射角越大，使得影像比例尺产生畸变，其规律是距离雷达航迹愈远比例尺愈小。 (3)地形起伏移位,微波影像的判读方法 (1)采用由已知到未知的方法，利用有关资料熟悉解译区域，有条件时可以拿微波影像到实地去调查，从宏观特征入手，对需要判读的内容，可以把微波影像与专题图结合起来判读，反复对比目标地物的影像特征，建立地物解译标志，在此基础上完成微波影像
12、的解译。 (2)对微波影像进行投影纠正，与TM或SPOT等影像进行信息覆合，构成假彩色图像，利用TM或SPOT等影像增加辅助解译信息，进行微波影像解译，例如中国地面卫星站利用SAR与气象卫星图像覆合对洪水进行检测。 (3)利用同一航高的侧视雷达在同一侧对同一地区两次成像，或者利用不同航高的侧视雷达在同一侧对同一地区两次成像，获得可产生视差的影像，对微波影响进行立体观察，获取不同地形或高差，或对其它目标地物进行解译。,目视解译方法,(1)直接判读法，根据遥感影像目视判读直接标志，直接确定目标地物属性与范围的一种方法。 (2)对比分析法。此方法包括同类地物对比分析法、空间对比分析法和时相动态对比法
13、。同类地物对比分析法是在同一景遥感影像图上，由已知地物推出未知目标地物的方法。 (3)信息覆合法。利用透明专题图或者透明地形图与遥感图像重合，根据专题图或者地形图提供的多种辅助信息，识别遥感图像上目标地物的方法。例如TM影像图，覆盖的区域大，影像上土壤特征表现不明显，为了提高土壤类型解译精度，可以使用信息覆合法，利用植被类型图增加辅助信息。 (4)综合推理法。综合考虑遥感图像多种解译特征，结合生活常识，分析、推断某种目标地物的方法。 (5)地理相关分析法。根据地理环境中各种地理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。,目视解译基本程序与步骤,遥感图像目视判读分为五个阶段： (1) 目视解译准备工作阶段 准备工作包括以下方面：明确解译任务与要求、搜集与分析有关资料、选择合适波段与恰当时相的遥感影像。 (2) 初步解译与判读区的野外考察 初步解译的主要任务是掌握解译区域特点，确立典型解译样区，建立目视解译标志，探索解译方法，为全面解译奠定基础。 (3)室内详细判读 (4)野外验证与补判 检验目视判读的质量和解译精度。对于详细判读中出现的疑难点、难以判读地方则需要在野外验证过程中补充判读。 (5)目视解译成果的转绘与制图 遥感图像目视判读成果，一般以专题图或遥感影像图的形式表现出来。,
