遥感解译与调绘

第五章 航空航天影像解译

航空（天）影像解译影像：是对卫星或飞机上获得的进行解释。 遥感与遥感探测的意义（有何好处）：

1）资源调查，特别是人无法到达的地区以及边境； 2）环境监测，可进行实时处理；

3）区域分析，预报沙尘暴及其移动过程；

4）工程设计，如交通工程设计，ITS（Intelligent Transportation System）； 5） 全球研究，全球荒漠化、火山、地震、洋流等。

§5-1 航空航天影像解译标志

一、直接解译标志

1、形状（轮廓） 由外部的面或线条组合而呈现的外表。

提取影像的困难之一：空中俯视、侧视或斜视；中心投影下的形状，侧视雷达影像形状，热红外影像，小比例尺影像。 凹凸相反 关于形状的几种检测方法：A，度量属性：以距离测度为基础：量边，周长； 以形状度量为基础：直接判别形状：

形状度量依据：形状系数FR＝4?（A/L2） A为图形的面积,L为图形的周长

对于圆形FR(圆)=4?(?r2/4?r2)=1； 对于方形FR(方)=4?(a2/16a2)=4?/16；

B,拓扑属性,连通区数目C和图形中孔数H之间的

关系称为欧拉数。

C,解析属性,如其周长可以用周边上每点的瞬时曲

率表示;或判别图形有无突然变化的地方.

2、大小（尺寸）

像片比例尺 1：5千 1：1万 1：10万 地面覆盖面积 可分辨最小地物尺寸 备注 航片 卫片 1.15km*1.15km 约0.1米 约0.2米 2.3km*2.3km 23km*23km 约2米 10-15米 30-40米 Spot(1：40万) 90km*90km TM(：100万) 180km*180km

1、色彩与色调 A可见光黑白影像，色调、黑白深浅程度 B可见光彩色影像，亮度（I）、色调（H）、饱和度（S） C非可见光遥感影像如 热红外影像：色调主要是温度差别。 侧视雷达影像：色调主要反射微波强

弱。

多光谱影像：单色表示单波段，彩色

表示多波段。

亮度（I）：区分暗或亮； 色调（H）：角度，反映颜色，色彩；

饱和度（S）越靠近圆心，颜色越浓越深。

2、 纹理。

由许多细小的地物重复出现而成。

a) 纹理特征的分类。如点，斑状，线状，条状，格状，环状，水纹状，斑

点组合，格线组合等。

b) 在图像上分析纹理。A，将图像上分成不同的角度（说明纹理具有方向

性）。B，确定图像上相距位置。C，将图像灰度进行简化。D，统计两个规定间距的像出现的频率。

3、 阴影

(1)可见光范围内的阴影

本影――－未被阳光直射部分；落影―――目标投落在地面的影像。

（2）热红外影像―――温度差别引起。热影，冷影。 （3）雷达影像的阴影（盲区）

4、 图案 地物的组合。如房屋――道路（成分1）（色调 浅白）（形状 长条） （成分2）（色调 浅白）（形状 长条） （成分3）（色调 灰白）（形状 长条） （垂交 成分1 成分2） （平行 成分3 成分1） （平行 成分3 成分2） 二、间接解译标志

1、地物关系 如比邻关系。一种地物的存在和比邻关系推出另一种地物的存在。 2、位置和位置算子

3、时间变化 用时间来推断物体存在情况。A昼夜变化，对热红外影像，夏秋两季落叶与针叶的区别不同，通过时间影像比较而得。B季相变化，对植被影响较大。C时间变化的逻辑比较法。

§5-2 不同性质的影像分析方法

一、 摄影类型影像

1）黑白彩色影像：解译方法：单目分析，立体分析，密度测量，几何测定；

2）黑白红外影像：结合物体的红外反射特点利用以上几种方法； 3）彩色影像：比黑白全色影像所包含的信息量丰富； 4） 彩红外影像：与彩色影像所见不同（如绿树为红色）、而彩色影像与所见

差不多。

二、扫描成像类型影像

1）单波段影像

直接解译：可以直接解译但必须对单波段成像特征很熟悉，要结合空间

特性。

2）多波段影像：比较解译、假彩色合成； 3）热红外影像（物体自身能力辐射）

色调――反映温度差别；大小――耀斑效应；阴影；相互关系随时间

变化

三、微波成像类型影像

1）影响雷达影像色调的因素（主动）

A导电性 B地表粗造程度（平静水面或地面在影像上较暗，起伏不平的水面或地表较亮） C 雷达波的入射角（向着雷达方向较亮，背着雷达方向较暗）

2）雷达D的几何关系

A 雷达阴影（雷达波传播不到的地区即盲区与天气等情况无关）； B 雷达影像回波超前（物体高低处不易判断由于回波超前）；

C 雷达影像的地形起伏（若回波超前就上去地形起伏；若回波高低超前

一样就无地形起伏）；

D 雷达影像纠缩（使影像变形，如将本来对称的双面山变形得看起来像

单面山）

§5-3 影像分析和解译过程

一、影像判读、分析和解译的联系和区别

分辨和检测图像信息 图像 识别 与 确定图像上物体的属性或特征 判读 图像

对图像进行分类或识别 分析

描述图像上的各种关系

对图像上的属性、类别、 关系作确定解释

图5.1 图像解译过程

确定图像与物体的对应及物体与物体之间的关系

二、图像解译的几个主要步骤

1）分辨、检测图像信息（不做处理，只了解相关信息）：

A 几何信息与几何分辨率； B 辐射信息与辐射分辨率 C 光谱信息与光谱分辨率 D 时间信息和时间分辨率 2）确定图像上物体的属性和特征

（1） 解译标志；（2）构造解译特征表 3）对图像进行分类

4）描述图像上各种关系

不同空间分辨率影像的解译方法不同：对于大比例尺航空影像，可以运用形状、大小、阴影等特征；对于分辨率较低的卫星影像要利用综合判别法。

三、图像解译的基本方法

图像解译的基本方法是由宏观至微观，由浅入深，由已知到未知，由易到难，逐步展开。按照分析推理的观点一般有如下几种解译方法：

(1)直接解译法 直接应用解译标志对像片作出较有把握的解译。

(2)对比法 利用典型样片或多时相、多光谱的像片和彩色像片，进行对比分析判读。

(3)综合解译法 利用间接解译标志作出类比推理。依据地物之间的相关性和依存关系作出综合分析和解译。如建筑物与道路等级之间的关系，水系与道路之间的关系，都是综合推理辨认地物的重要依据。

(4)历史比较法 这是作动态研究时所采用的最好办法。多时相数据，如研究滑坡、土体的厚度、滑坡速度、方向等。

§5-4 遥感图像的目视判读

一、景物特征和判读标志

1光谱特征 光谱相应曲线

2 空间特征及其判断标志 形状、大小、图形、阴影、未知、纹理类型 3 时间特征及其判断标志（无直接标志，只有间接特征） 4影响景物特征及其判读的因素

1）地物本身的复杂度 A植被 色素变化（落叶）：可见光；细胞结构

（如树、大豆与玉米的细胞结构不一样）红外；叶子的稠密程度：近红外、含水量（含水量越少，对植被的反射光谱影响越小）。 B 土壤 特性、含水量（热红外区：相对温度）、有机质、氧化铁（含量多，土壤呈红色，越多，反射率下降）。C 水 泥沙、叶绿素、工业污染

2）sensor的影响 A几何分辨力 B辐射分辨力（与几何分辨力的提

高相辅相成，将空间分辨率不同地物收集起来后，由于响应低，仍然区分不开，故同时也需要提高辐射分辨力，它越高越好，就可将像元做的更小） C光谱分辨力（最佳波段选择） D 时间分辨力 时间分辨力越高越好。

3） 目视能力的影响 空间分辨能力 线对/mm 密度分割 资料充分

二、遥感图像判读标志的可变性影响

在复杂多变的自然地理环境中，使得遥感图像的判读标志，有的具有普遍意义，有的则具有地区性。

如对同一光谱段的MSS图像，在南方和北方对于同专业的判读的标志就不尽相同，存在着变化，相应在图像中所反应的中、微、地貌形态，色调，纹理也会有所变化。

由于判读标志存在着区域性和可变性，因此在应用遥感图像判读时，还应加强野外检校工作。

三、目视解译的基本步骤

(1)准备阶段 收集遥感图像，以便制作整体分析及绘图。收集和研究有关的基本资料和图件，并了解该区的自然地理和人文地理概况。然后制订具体工作计划。选定工作重点区，提出具体措施。

要注意选择资料的类型，波段选择，时间选择，比例尺选择。

(2)建立解译标志阶段 根据各种遥感图像，进行反复对比和综合分析，并与实际资料、实地情况对照、验证，建立各种地物在不同遥感图像上的解译标志。（实地踏勘）

(3)初步解译阶段 绘制图像解译草图

(4)野外验证阶段 选择一些重点地段作地面调查，采集标本、样品，测制剖面，补充、修改解译标志，检验各种类型的界线。着重解决疑难地区和重要类型的解译，其他地区，只作少量抽样调查。

(5)详细解译成图和编写报告阶段 对全区像片进行全面详细解释，并将修正后的所有成果都集中转绘到地形底图或像平面图上。

四、遥感图像调绘

（一）、调绘的概念

?根据遥感图像的判读原理和标志，在图像判读解译的基础上，应用规定的图式、符号和相应的颜色，把专题图上的所需的各专业要素清绘到图像或聚酯薄膜上的作业过程称为遥感图像调绘。 （二）、调绘前的准备工作

?1、调绘前仪器与资料的准备

?如钢卷尺，铅笔，三角板，地形图图式、专业图图式与规范等 ?2、划分调绘面积线 ?3、调绘路线的选择 （三）、调绘的内容与方法 1、调绘的内容：

方位物和独立地物的调绘；

居民地的调绘；专业要素的判读与调绘； 植被的调绘；地貌的调绘；

管线、境界的调绘；道路的调绘；水系的调绘；地理名称的调查和注记。 2、新增地物的补测补调 5、调绘像片的整饰与接边

航测作业的4D产品：?数字高程模型(DEM)、?数字正射影像(DOM)、?数字栅格地图 (DRG)、?数字线画地图(DLG) 。 土 地 利用 更 新调 查 的工

作流 程 工作准备 1∶1万现状图 遥感影像 遥感影像纠正、配准影像融合与成图 更新调查 （室内判读、外业调绘）其它资料 内业数字化 其它数据

数据处理与建库统计分析、专题图制作、成果汇总 （土地利用动态管理信息系统）

土地利用变更调查资料 土地利用现状更新调查数据库

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