RS 第3章 思考题及答案 7page 08年用.doc

第三章 航空遥感与航空像片的目视判读1航空摄影胶片的物理特性(教材P63)感光材料是胶片和印像纸的通称。由感光乳剂层（由卤化银、明胶和增感燃料组成）和片基组成。黑白片有单层感光乳剂，彩色片有三层感光乳剂。感光材料的性能指标： （1）感光度：指胶片的感光速度（p64-65表）。 （2）反差：指胶片明亮部分与阴暗部分的密度差。 （3）分辨率(解像力,或分辨力)：指感光胶片对景物细微部分的表现能力，用线对数(mm)表示。航摄选用感光度高、反差适中、有较高分辨率的感光材料。反差：指胶片明亮部分与阴暗部分的密度差，D=D亮-D暗最大反差：特征曲线上最大密度与最小密度之差。D=Dmax-dmin光学密度D：指胶片经感光显影后，影像表现出的深浅程度。以阻光率O的对数值来表示，即：D = lg O阻光率O: 指投射光量Ii与透射光量It之比，是透光率的倒数。O =Ii/It=1/T曝光量H：指感光材料在曝光时吸收光量的多少。它取决于照度和曝光时间。感光特征曲线：横坐标为曝光量的对数，纵坐标为胶片的光学密度。反差系数:是指拍摄后负片影像反差与景物亮度差之比，即特征曲线的斜率。灰雾度：未经感光的胶片，显影后仍产生轻微的密度，呈浅灰色，故称恢雾。是卤化银性质不稳定，未感光就被还原为银，附在胶片上的缘故。航空像片的分辨率（分辨力，解像力）是衡量胶片分辨地物细部能力的一种指标。大小以每毫米范围内能分辨出的平行的线条数表示，单位：A/mm，或线对/毫米。主要取决于航摄相机的镜头分辨率和感光乳剂的分辨率。但景物的反差、大气的光学条件、飞机的震动也影响航片的分辨率。感光特征（性）曲线2航空摄影的种类按照航摄倾角分类：垂直航空摄影(倾斜角小于3度)，倾斜航空摄影(倾斜角大于3度)。按摄影实施方式分类：单片摄影（为拍摄单独固定目标进行的摄影）航线摄影（53%-60% 航向重叠，用于摄影测量）面积摄影 (15%-30% 旁向重叠，用于图象镶嵌)按感光片和所用波段分类普通黑白摄影（或全色黑白摄影）黑白红外摄影天然彩色摄影彩色红外摄影多光谱摄影按比例尺分类大比例尺航空摄影：所获像片比例尺大于1l0 000 中比例尺航空摄影：像片比例尺为110 000130 000 小比例尺航空摄影：像片比例尺为130 0001l00 000 超小比例尺航空摄影：比例尺为1100 0001250 000依据探测波长（教材p53-54）：近紫外摄影/可见光摄影/红外摄影/多光谱摄影3 航空像片一般有哪几种？各有何特点？全色黑白摄影：对可见光波段内的各种色光都能感光，应用最广；黑白红外摄影：对可见光、近红外光（0.4-1.3m）感光，区别植被种类、区别水灾受灾区等；天然彩色摄影：感光波段同全色黑白摄影，但因是彩色，影像更为清楚，分辨能力更高；彩色红外摄影：感光波段同黑白红外，红外受散射影响小（因比可见光波长长），色彩鲜艳（能使绿光感光后变为蓝色，红光感光变绿光，近红外感光变红色）；多光谱摄影：利用摄影镜头与滤光片组合，同时对同一地区进行不同的波段摄影，取得不同波段的像片。4 中心投影概念、特征及其与垂直投影有哪些不同？中心投影：就是空间任意直线均通过一固定点（投影中心）投射到一平面（投影平面）上而形成的透视关系。中心投影的成像特征：(1)点的像还是点；(2)直线的像一般还是直线，但当直线的延长线通过投影中心时，其像成为一点；当垂直线状目标不通过投影中心时,直线在近像片中心被缩短, 在像片边缘被夸大.(p60)(3)空间曲线的像一般仍为曲线，但若空间曲线在一个平面上，而该平面又通过投影中心时，曲线的像变为直线； (4)面状物体的中心投影是相对于各种线投影的组合。水平面的投影仍为一水平面。垂直面的投影依所处位置而变化，当位于投影中心时，投影所反映的是其顶部的形状，呈一直线；在其他位置时，除其顶部投影为一直线外，其侧面投影为不规则的梯形。（p61）中心投影与垂直投影的区别：(1) 投影距离的影响不同。 垂直投影，像的比例尺与距离无关，中心投影，则随投影距离（航高）的变化而变化，其比例尺计算公式：1/M=f（焦距）/H(航高)。(2) 投影面倾斜的影响。垂直投影投影面总是水平的，图上个部分比例尺是统一的。中心投影，若投影面倾斜，则像片各部分的比例尺就不一样。(3) 地形起伏的影响。地形起伏对垂直投影没有影响；对中心投影有影响，地面起伏越大，像片上投影点的水平位置的位移量就越大，产生投影误差愈大。中心投影要变为垂直投影:必须统一像片比例尺；纠正因像片倾斜引起的误差；地形起伏引起的误差；这是用航空像片绘制地形图时必须解决的问题。5 航空像片的主要点和线像主点（o）：即航空摄影机主光轴SO与像面的交点。像底点（n）：通过镜头中心S的地面铅垂线（主垂线）与像面的交点。等角点（c）：主光轴与主垂线的夹角是像片的倾斜角，其角平分线与像面的交点称为等角点。主纵线与主横线：包括主垂线与主光轴的平面称为主垂面，主垂面与像面的交线称为主纵线，它在像片上是通过像主点和像底点的直线。与主纵线垂直且通过像主点的直线（h0h0）称为主横线。二者构成像片的直角坐标系。等比线：通过等角点且垂直于主纵线的直线（hchc）称为等比线,等比线上比例尺不变。在水平像片上，像主点、像底点和等角点重合，主横线和等比线重合。6 何谓航空像片的平均比例尺、主比例尺？平均比例尺：航空像片上位于不同航高的线段,比例尺是不一致的,只有位于同一水平面上的线段在像片上才具有相同的比例尺。选择航片上各点平均高程面作为起始面, 计算的比例尺称为水平像片的平均比例尺。主比例尺：用航片上标明的焦距及航测部门提供的航高计算的像片的比例尺，称为主比例尺，它只能概略地代表该张像片的比例尺。7 航片上的重要标志有哪些：框标、时表、水准器、压平线、像片编号。8 利用立体像对观察必须具备哪些条件？立体观察的概念：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。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。眼睛观察立体的原理：在双眼观察中，双眼生理视差的存在是产生立体感觉的根本原因，这也正是眼睛立体观察的原理像对立体观察条件：(1) 必须是航摄立体像对(即不同摄影站对同一地区所摄的两张像片)；(2) 像对的比例尺差不得超过16%(或15%)；(3) 两眼必须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。9 何谓航空像片的判读标志？判读标志有哪几种？它为何具有时间性和地方性？在航空像片上，不同地物有不同的影像特征，这种能够反映和表现目标地物信息的遥感影像特征是判读各种地物的依据，称为判读标志。判读标志又称解译标志。可分为直接判读标志和间接解译标志.航空像片常用的判读标志（1） 直接的判读标志直接判读标志是指能够直接反映和表现目标地物信息的遥感图像的各种特征,它包括摄影像片上的色调、色彩、大小、形状、阴影、纹理、图型等。 色：色调（tone）、颜色(colour)、阴影(shadow)（本影和落影）形：形状(shape)、大小(size)、纹理(texture)、图型(pattern)位： 位置(site)、相关布局(association)色调（tone）（识别目标地物的基本依据）：全色遥感图像中从白到黑的密度比例叫色调,也叫灰度。（p135）通俗的说色调是地物的亮度在黑白图像上表现出的黑白深浅程度。阴影(shadow)（P136,147）(下面介绍的阴影主要是可见光遥感像片)：是像片上阳光被地物遮挡而产生的地物的影子。阴影在像片上表现为地物背光面形成的深色或黑色的色调。本影是地物未被阳光直接照射到的部分在像片上的构像。落影是阳光直接照射物体时，物体投在地面上的影子在像片上的构像。阴影作用：1)本影有助于地物获得立体感; 2)落影可以显示出物体的侧面形状，但在阴影内的地物不易识别;3)据其形状、大小可判读物体的性质或高度。如利用阴影可了解铁塔和高层建筑等的高度与结构。阴影的影响因素：光照角度、光照方向、地形起伏等。不同遥感影像中阴影的含义不同,如侧视雷达,热红外,可见光形状(shape)：是目标地物在遥感图像上呈现的外部轮廓，描述了一个目标地物的外形与结构。大小(size)：地物的大小是其表面积和体积的度量。图型 (或图案) (pattern)：是目标地物以一定规律排列而成的图形结构。纹理(texture)又称内部结构或影像结构，是在某一图像区域内,由成群细小的具有不同色调、颜色或形状的地物以一定规律多次重复出现所构成的细纹或细小的图案.纹理是解译细小地物，特别是岩性、植被的重要标志如：纹理的差别可判断海滩上砂粒的粗细，区分卵石、砾石和沙子目标地物的纹理特征与航空像片的比例尺有关。相关布局(association)(P137)：指多个目标地物之间的空间配置关系。地面物体间存在着密切的物质和能量的联系，依据空间布局可推断目标地物的属性。如：学校教室与运动操场，货运码头与货物存储堆放区。（2） 间接解译标志间接解译标志是指能够间接反映和表现目标地物信息的遥感图像的各种特征，借助它可以推断与某地物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：1)目标地物与其相关指示特征：例如，像片上河流边滩、沙嘴和心滩的形态特征是确定河流流向的间接解译标志。像片上呈线状延伸的陡立三角面地形，是推断地质断层存在的间接标志。2)地物及与环境的关系：“植物是自然界的一面镜子”，例如可根据寒温带针叶林的存在推断该地区属于寒温带气候。3)目标地物与成像时间的关系：了解成像时间，有助于对目标地物的识别。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。10 航空像片目视判读常采用哪几种方法？判读分哪几个步骤？目视判读方法有：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(或综合推理法):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。信息复合法(教材P172):地理相关分析法(教材P173)11 航空像片目视判读的步骤一、准备工作1 明确解译的目的、任务与要求2 资料准备 (1) 选择合适波段与时相的遥感影像根据解译任务，收集解译区域不同波段、不同比例尺和不同拍摄时间的航片。要求航片构像清晰、反差适中、层次丰富、标志清楚，且像片要有相关的说明资料（如航摄机焦距、航高、比例尺时间等）。(2) 其他相关资料: 除航片外，还要收集判读区的与航片比例尺相近的地形图、相关的专题图和地理文献等。(3) 工具材料的准备: (立体镜、放大镜、直尺、比例尺、透明聚酯薄膜等)3 熟悉地理概况4 圈定像片使用面积5 像片图的制作(像片镶辑图、镶辑复照图、像片略图、像片平面图)二、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特点,确立典型解译样区（可以是已知的）,建立目视解译标志,探索解译方法,为全面解译奠定基础.为保证解译标志的正确性和可靠性,必须进行解译区的野外调查.为此,要制定野外调查方案与调查路线,还要填写各种解译标志的登记表.三、室内详细判读逐张航片进行解译（在初步解译确立的解译标志的基础上）。解译中除遵循“全面观察、综合分析”的原则外，解译中还应做到：统筹兼顾、分区判读，由表及里，循序渐进，去伪存真，静心解译复杂地物要综合运用各种解译方法，解译标志；还要注意解译标志的可变性与局限性。对重要的地物和现象以及有疑难的地方加以特别的标记，以便在下一步野外校核时重点进行检查、验证与补判。四、野外验证与补判野外验证是指再次到遥感影像判读区去实地核实影像目视解译的初步结果，以检验目视解译结果的质量和解译精度。验证的主要内容包括两方面：1 检验专题解译中图斑的内容是否正确（采用抽样方法，到实地验证）2 验证图斑界限是否定位准确，并根据野外考察情况修正目标地物的分布界限。对疑难问题进行补判（即实地再次解译）。五、目视解译成果的转绘与制图判读结果经过野外校核以后，即可将其转绘到准备好的地图上，以制成专题图件，并根据任务要求，编写总结报告。12 本章另外几个重要的概念摄影成像（传统摄影）：依靠光学镜头及放置在焦平面的感光胶片来记录物体的影像。(p53)（胶片既是探测媒介，又是记录介质，图像以银粒为最小单元的采样点，构成影像的最小单元像点）扫描成像：是依靠探测元件和扫描镜对目标地物以瞬时视场为单位进行的逐点、逐行取样，以得到目标地物的电磁辐射特性信息，形成一定谱段的图像。(P67) 航向重叠：同一条航线上相邻航空像片间的重叠称为航向重叠（要求53%-60%）。旁向重叠：相邻航线拍摄的航空像片间的重叠称为旁向重叠（一般为15-30%）。13阅读教材“遥感摄影像片的判读方法”（P149-153）（1）可见光黑白像片和黑白红外像片解译（2）彩色像片与彩色红外像片的解译（3）热红外像片的解译14 彩色红外像片的解译彩红外像片的胶片乳剂分别对绿色、红色和近红外光敏感；彩红外像片上地物颜色与人们日常熟悉的真实景物不同,原来的绿色地物被赋予蓝色，原来的红色地物被赋予绿色，反射红外线的地物被赋予红色。（梅RS P144）由于受大气散射与吸收的影响，在航空摄影高度相同的条件下，彩色摄影信息的损失量远大于彩色红外摄影，并且随着航高的增加而增加，因此航空遥感中广泛采用彩色红外摄影。 彩色红外像片的应用举例（P150）：1) 调查森林、农作物遭受病虫害情况2) 识别伪装方面有突出的功用3) 识别植物类型和生长阶段4) 水体污染状况判别 正常生长植物彩红外像片上呈红色，受病虫害植物呈暗红色，严重的为浅青色。正常生长植被彩红外像片上呈红色，用植物枝叶伪装的目标地物呈紫红色，披盖绿色伪装物的目标地物呈蓝色。(阔叶林纯红色，针叶林暗红色，草或农作物紫色或浅紫色)水体污染、泥沙和水深等因素都对像片上水体的颜色产生影响，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。彩红外像片上健康植被与有虫害植被的颜色彩红外像片上的不同植被 太谷；彩红外像片上的水体 太谷15 热红外像片的解译：1)与可见光近红外像片成像原理的差异：热红外像片记录的是地物发射热红外辐射的强度.2)热红外像片的直接解译标志（色调, 形状, 大小, 阴影）色调:是地物亮度温度的构像