第五章遥感信息提取及应用

1、第五章遥感信息提取及应用地表信息地表信息遥感图像信息遥感图像信息用户信息用户信息多源信息多源信息无限多维有限二维选择专题遥感图像信息提取原理遥感图像信息提取原理空间结构、时间特点空间结构、时间特点化学组分、物理属性化学组分、物理属性成像方式、探测波段成像方式、探测波段投影方式、时空因素投影方式、时空因素大小形状、色调灰阶大小形状、色调灰阶畸变失真、成图比例畸变失真、成图比例大小形状、色调灰阶大小形状、色调灰阶畸变失真、成图比例畸变失真、成图比例增强处理、信息提取增强处理、信息提取逻辑推理、对比分析逻辑推理、对比分析空间结构、时间特点空间结构、时间特点化学组分、物理属性化学组分、物理属性地表景观

2、地表景观成像过程成像过程遥感图像遥感图像遥感图像遥感图像地表景观地表景观目视解译目视解译目视解译是遥感成像的逆过程目视解译是遥感成像的逆过程 图像 遥感图像 遥感图像目视解译目的？遥感影像传输和基本处理模型遥感影像视觉生理认知遥感影像逻辑心理认知影像知识挖掘决策分析选择适当的尺度，才能有效、完整地提取信息 对象对象对象对象灰度形状纹理辅助信息遥感图像信息提取方法遥感图像信息提取方法从遥感图像上获取目标地物信息的过程。分为目视解译和计算机解译。目视解译： 指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的过程。运用专业背景知识专业背景知识，通过肉眼肉眼观察，经过综合分析、逻辑

3、推理、验证检查把遥感图像中所包含的地物信息地物信息提取和解析出来的过程。遥感图像计算机解译以计算机系统为支撑，利用模式识别技术与人工智能技术，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），结合专家知识库中目标地物的解译经验和成像规律等知识进行分析和推理，实现对遥感图像的理解，完成信息提取的过程。目视判读(1)直接解译标志直接解译标志 阴影：遥感图像上光束被地物遮挡而产生阴影：遥感图像上光束被地物遮挡而产生的地物的影子；有时需去除地形起伏引起的地物的影子；有时需去除地形起伏引起的部分阴影。的部分阴影。本影和和落影(1)直接解译标志直接解译标志 形状：地物的轮廓在影像平面的形

4、状：地物的轮廓在影像平面的投影。需要根据影像比例尺和分投影。需要根据影像比例尺和分辨率具体分析，注意畸变（雷达、辨率具体分析，注意畸变（雷达、航片边缘）航片边缘）大小：地物的尺寸、面积、体积等按比例缩小的相大小：地物的尺寸、面积、体积等按比例缩小的相似记录。根据比例尺在影像上量算似记录。根据比例尺在影像上量算.(1)直接解译标志直接解译标志(1)直接解译标志直接解译标志纹理：遥感图像中目标地物内部色调有规则变化造成的影像结构。纹理：遥感图像中目标地物内部色调有规则变化造成的影像结构。即地物影像轮廓内的色调变化的空间布局和频率。即地物影像轮廓内的色调变化的空间布局和频率。如点状、粒状、线状、斑状

5、等如点状、粒状、线状、斑状等 粗糙、平滑粗糙、平滑(1)直接解译标志直接解译标志图型：目标地物有规律的排列而成的图图型：目标地物有规律的排列而成的图形结构；是综合性解译标志，由形状、形结构；是综合性解译标志，由形状、大小、色调、纹理等影像特征组合而大小、色调、纹理等影像特征组合而成。成。人工地物具有某种特殊的图型。(1)直接解译标志直接解译标志 位置：地物分布的地点位置：地物分布的地点; 地理位地理位置和相对位置。置和相对位置。 布局：物体间的空间配置。物布局：物体间的空间配置。物体间一定的位置关系和排列方体间一定的位置关系和排列方式，形成了很多天然和人工目式，形成了很多天然和人工目标特点。标

6、特点。大小Size根据比例尺推算出地物大小形状Shape人工与非人工地物的区别阴影Shadow利用阴影推算高度色调Tone灰度，反射率从白黑的密度变化颜色Color颜色的差别有利于地物判读纹理Texture色调配合呈平滑或粗糙程度，草场与针叶林图案Pattern有规律排列形成的图案位置地理背景知识，综合分析影像空间的识别要素：初级-灰度与色调二级-大小形状纹理三级-模式高度阴影高级-位置关系计算机图像解译监督分类法：选择具有代表性的典型实验区或选择具有代表性的典型实验区或训练区，用训练区中已知地面各类地物样本的训练区，用训练区中已知地面各类地物样本的光谱特性来光谱特性来“训练训练”计算机，获得

7、识别各类地计算机，获得识别各类地物的判别函数或模式，并以此对未知地区的像物的判别函数或模式，并以此对未知地区的像元进行分类处理，分别归入到已知的类别中。元进行分类处理，分别归入到已知的类别中。非监督分类：是在没有先验类别（训练场地）是在没有先验类别（训练场地）作为样本的条件下，即事先不知道类别特征，作为样本的条件下，即事先不知道类别特征，主要根据像元间相似度的大小进行归类合并主要根据像元间相似度的大小进行归类合并（即相似度的像元归为一类）的方法。（即相似度的像元归为一类）的方法。距离作为判别准则，根据像点到各类中心的距离来判别分类基于对象的信息提取高空间分辨率影像SAR数据Lidar数据GIS

8、矢量数据多尺度分析光谱、形状、纹理特征库模糊规则库认知基元基元特征的定量化表达模糊逻辑推理信息提取结果决策知识库地物知识库数据层分析层基元层决策层结果层具有相同特征的“同质均一”的单元邻对象邻对象子对象子对象父对象父对象结果不理想确定分类特征，选择和编辑隶属度函数，确定模糊逻辑运算方式结 束模糊化反模糊化模糊规则处理对每个目标类的每一特征，把对象的特征值带到对应隶属度函数求隶属度根据结合方式计算最终隶属度元组求元组中最大隶属度，如果大于阈值则将对象划分给对应的类，否则不分确定目标类设定分类阈值作操辑逻目标类2目标类3目标类n目标类1特征1特征2特征3特征m结果特征元c1c2c3c4表示对应目标类中所选择的特征数据输入认知基元模糊分类输出结果基元特征库专家决策知识库Level尺度尺度提取目标规则备注248大面积分布，纹理特征明显的类别。 水体：波段2和波段3的比率，以及亮度值。 林地与已开发区域通过波段1的均值进行区分。比率当前波段均值/所有波段的均值亮度当前波段均值/波段数120小面积成片封闭的类别，与周围环境反差较大的散列类别，中等面积纹理一致，光谱差异小的类别。乡村、水体1、林地1采用继承规则。农田：最小距离分类庄稼地：波