环境遥感技术及应用（田静毅）第六章 遥感影像目视解译

第六章遥感影像的目视解译

第一节.目视解译原理及程序遥感图像解译分为自动解译和非自动解译二大类。由于技术、数据源、模型等多方面的因素，土地利用/覆被计算机自动解译在当前面临许多困难，精度难以保证。人机交互目视解译判读进行土地利用解译仍是主要手段。人机交互目视判读解译是在同一硬件和软件平台上，对影像进行操作，目视判读划分耕地、林地、草地、湿地及居民用地等地貌单元，并进行编码与赋值、修改与删除等屏幕解译数字化及编辑操作。最终建立拓扑入数据库。目视判读的方法

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：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。直接判读法对比分析法目视解译准备

包括了解影像的辅助信息，熟悉获取影像的平台、遥感器，成像方式，成像日期、季节，影像的地区范围、比例尺，空间分辨率，彩色合成方案，明确解译的精度等。分析已有专业资料

目视解译的最基本方法是从已有相关资料或已掌握的地面实况为基础，将这些地面实况资料与影像对比分析，以判断、确认二者之间的关系。建立解译标志

根据影像特征，即形状、大小、阴影、色调、颜色、纹理、图案、位置和布局建立起影像和实际地物目标之间的对应关系。预解译

运用相关分析方法，根据土地利用解译标志对影像进行解译，勾绘土地利用/土地覆盖类型的界线，标注地物代码，形成预解译图。地面实况验证

图件在室内进行预解译，不可避免地存在某些错误或者难以确定的土地类型，这就需要带着疑点进行野外实地调查与验证。包括地面路线勘察，利用GPS仪器进行定位检验，采集样品(例如植被样本，土壤剖面，水质分析等等)，着重解决未知地区的解译结果是否正确。详细解译

根据野外实地调查结果，修正土地利用/土地覆盖初步解译图中的错误，确定未知土地类型，细化预解译图，形成正式的解译原图。专题制图根据解译结果图，对各种类型地块进行编码，利用GIS系统制作专题图件，统计各类土地面积。影像目视解译要素

TM卫星遥感影像详细记录了当时的地物特征，但由于航天影像常用可见光外的光谱从空中拍摄，在不常用的比例尺和分辨率上描述地表，因而对遥感影像的解译不同于传统的图像解读，需要借助一些目视解译要素对其进行解译、识别。常用的解译要素包括：形状

指目标物在影像上所呈现的特殊形状。在遥感影像上能看到的是目标物的顶部或平面形状，例如河流的弯曲形状、规则的城镇用地、圆滑的湖泊轮廓等都可以通过其形状进行判读。。

形状大小地物形状、面积或体积在影像上的尺寸。地物影像的大小取决于比例尺，根据比例尺，可以计算影像上的地物在实地的大小。对于形状相似而难于判别的两种物体，可以根据大小标志加以区别大小小轿车火车小轿车、火车和建筑物阴影即影像上目标物因阻挡阳光直射而出现的影子。阴影的长度、形状和方向受到太阳高度角、地形起伏、阳光照射方向、目标所处的地理位置等多种影响，阴影可使地物有立体感，有利于地貌的判读。根据阴影的形状、长度可判断地物的类型和量算其高度。阴影金字塔阴影桥梁阴影色调

是指影像上黑白深浅的程度，是地物电磁辐射能量大小或地物波谱特征的综合反映。色调用灰阶(灰度)表示，同一地物在不同波段的影像上会有很大差别，影像上，由于成像时间和季节的差异，即使同一地区同一地物的色调也会不同。颜色

彩色影像上色别和色阶。如同黑白影像上的色调，它也是地物电磁辐射能量大小的综合反映，用彩色摄影方法获得真彩色影像，地物颜色与天然彩色一致。根据需要可以突出某些地物，更便于识别特定目标。通过用光学合成方法可获得假彩色影像。颜色和色调纹理也叫影像结构，是指与色调配合看上去平滑或粗糙的纹理的粗细程度，即影像上目标物表面的质感。比如草场及牧场看上去平滑，沙漠中的纹理可表现沙丘的形状以及主要风系的风向。纹理图案

目标物有规律的组合排列而形成的图案。它可反映各种人造地物和天然地物的特征，如农田的垄、各种水系类型、植被类型、耕地类型等也都有其独特的图型结构。图型位置即地物所处的环境部位。各种地物都有特定的环境部位，因而它是判断地物属性的重要标志。位置水电站核电站布局又称相关位置。指多个目标物之间的空间配置。地面上的地物与地物之间相互有一定的依存关系，例如盐碱地与湖泊、湿地与河流等。通过地物间的密切关系或相互依存关系的分析，可从已知地物证实另一种地物的存在及其属性和规模，这是一种逻辑推理判读地物的方法，在遥感目视解译中有着重要的意义。

我们在解译过程中利用上述要素直接在遥感影像上识别地物或现象的性质、类型和状况，同时通过已识别出的地物或现象，进行相互关系的推理分析，进一步弄清楚其它不易在遥感影像上直接解译的目标，例如根据植被、地貌与土壤的关系，识别土壤的类型和分布等。第二节土地利用/土地覆盖的遥感信息解译

建立土地利用分类及解译判读标志

为了系统地分析吉林省西部土地利用/土地覆盖的动态特征，我们参照国家土地资源分类系统、USGS70年代中期制定的用于遥感数据的土地利用/土地覆盖的分类系统和吉林西部的具体情况采用土地利用二级分类系统，第一级依据国民经济主要用地构成、土地属性和利用方向，将土地利用划分为耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用土地等6大类，并在此基础上，根据土地资源主要利用方式、利用条件、利用难易程度又划分了24个亚类。一级类型二级类型含义编号名称编号名称1耕地——指种植农作物的土地，包括熟耕地、新开荒地、休闲地、轮歇地、草田轮作地；以种植农作物为主的农果、农桑、农林用地；耕种三年以上的滩地和滩涂11水田指有水源保证和灌溉设施，在一般年景能正常灌溉，用以种植水稻，莲藕等水生农作物的耕地，包括实行水稻和旱地作物轮种的耕地12旱地指无灌溉水源及设施，靠天然降水生长作物的耕地；有水源和浇灌设施，在一般年景下能正常灌溉的旱作物耕地；以种菜为主的耕地，正常轮作的休闲地和轮歇地2林地——指生长乔木、灌木、竹类、以及沿海红树林地等林业用地21有林地指郁闭度>30%的天然木和人工林。包括用材林、经济林、防护林等成片林地22灌木林指郁闭度>40%、高度在2米以下的矮林地和灌丛林地23疏林地指疏林地（郁闭度为10%~30%）24其他林地未成林造林地、迹地、苗圃及各类园地（果园、桑园、茶园、热作林园地等）郁闭度指森林中乔木树冠遮蔽地面的程度，它是反映林分密度的指标。它是以林地树冠垂直投影面积与林地面积之比，以十分数表示，完全覆盖地面为1。简单的说,郁闭度就是指林冠覆盖面积与地表面积的比例3草地——指以生长草本植物为主，覆盖度在5%以上的各类草地，包括以牧为主的灌丛草地和郁闭度在10%以下的疏林草地31高覆盖度草地指覆盖度在>50%的天然草地、改良草地和割草地。此类草地一般水分条件较好，草被生长茂密32中覆盖度草地指覆盖度在20%~50%的天然草地和改良草地，此类草地一般水分不足，草被较稀疏33低覆盖度草地指覆盖度在5%~20%的天然草地。此类草地水分缺乏，草被稀疏，牧业利用条件差4水域——指天然陆地水域和水利设施用地41河渠指天然形成或人工开挖的河流及主干渠常年水位以下的土地，人工渠包括堤岸42湖泊指天然形成的积水区常年水位以下的土地43水库坑塘指人工修建的蓄水区常年水位以下的土地44永久性冰川雪地指常年被冰川和积雪所覆盖的土地45滩涂指沿海大潮高潮位与低潮位之间的潮侵地带46滩地指河、湖水域平水期水位与洪水期水位之间的土地5城乡、工矿、居民用地——指城乡居民点及县镇以外的工矿、交通等用地51城镇用地指大、中、小城市及县镇以上建成区用地52农村居民点指农村居民点53其他建设用地指独立于城镇以外的厂矿、大型工业区、油田、盐场、采石场等用地、交通道路、机场及特殊用地6未利用土地——目前还未利用的土地、包括难利用的土地61沙地指地表为沙覆盖，植被覆盖度在5%以下的土地，包括沙漠，不包括水系中的沙滩62戈壁指地表以碎砾石为主，植被覆盖度在5%以下的土地63盐碱地指地表盐碱聚集，植被稀少，只能生长耐盐碱植物的土地64沼泽地指地势平坦低洼，排水不畅，长期潮湿，季节性积水或常积水，表层生长湿生植物的土地65裸土地指地表土质覆盖，植被覆盖度在5%以下的土地66裸岩石砾地指地表为岩石或石砾，其覆盖面积>5%以下的土地67其他指其他未利用土地，包括高寒荒漠，苔原等2.目视解译标志的建立影像的解译标志是目视解译的主要根据，它为解译者提供了重要的参照资料。影像解译标志有助于解译者有组织地、协调地分析航空和航天影像，它是正确识别影像上特征物及现象的指南。理想的解译标志有两个基本组成部分：一是要有一套带注释的图片，能说明被识别的物体或条件；二是要有一份图表或说明文字，能系统地阐明识别物体或条件的一些识别特征。

根据识别地表特征的方式差别，解译标志分为两种：一种是选择法检索表，包含无数附有说明文字的影像样例，解译者选择与研究影像上的地物和条件最相似的样例，判定地物类别；另外一种是排除法检索，是指使图像解译逐步进行，从一般到特殊，而排除一切不符合要识别的地物的特征或条件。排除法采用二分标志法方式，解译者在二者中选一，逐步排除所有其他可能，最终只留下一个答案。经验证明，排除法标志比选择法标志可得到更确定的答案。在制定的分类系统基础上，选择一条地类非富的野外考察路线，利用GPS全球定位仪在沿线选取观察点，详细记录各点坐标及地物景观，并确认其土地利用类型，结合影像对应点判读，分析地物波谱特性，参考专题图件、统计资料建立了如下的解译标志。第三、节土地利用预解译及成图1.遥感信息的增强采用ERDAS软件中进行信息增强，其过程是，经过一次主成分变换，将遥感影像RGB彩色空间的干扰信息去除掉，留下两到三个主成分，再进行一次主成分逆变换，将影像转回到RGB彩色空间，这样的过程去除了影像的冗余信息。留下的有用信息，采用RGB543合成假彩色图像，准备目视分类。2.地类划分及地类属性识别分类系统、解译标志和最小制图单元确定后，就可以开始描绘地物类型的边界线，我们可以将具有相同的色调、纹理和其他影像特征的区域（形态区）划分出来，一般要先绘制对比比较明显的类型，并从一般到特殊。可应用ERDAS软件，将经过几何校正，投影变换、辐射增强的TM卫星影像，采用RGB（543）波段假彩色合成，在其上勾划出地物边界线，形成coverage文件，然后建立拓扑关系，检查并修改拓扑错误，形成完整的各种地物类型边界线图。此项工作要求细致准确，经多次修改方可成图。3.解译结果校正及专题图件形成根据已有的解译标志，结合GPS定位与实地考查情况，参考已有的土地利用图