第二章遙感圖像解譯與信息提取一、遙感圖像解譯遙感圖象是地物電磁波譜特征的實時記錄。人們可以根據記錄在圖象上的影象特征來識別和區分不同地物

——它包含著：地物的光譜特征、空間特征、時間特征等，為了解譯這些信息，我們必須具備圖象解譯方面的背景知識，即：專業知識、地理區域知識、遙感系統知識。

遙感圖象解譯與我們日常的觀察習慣有3點不同：一是遙感圖象通常為頂視，而不同于平日里的透視；二是遙感圖象常用可見光以外的電磁波譜段，而大多數我們所熟悉的特征在可見光內外譜段，可以表現得十分不同；三是遙感圖象常以一種不熟悉或變化的比例和分辨率描述地球表面。

因此，對于初學者需要多對照地形圖、實地、或熟悉地物的觀測，增強立體感和景深印象，以糾正視覺誤差，積累經驗。可見，遙感圖象的解譯過程是個經驗積累的過程．

1.遙感圖象解譯標志圖象識別就是指根據人的經驗和知識，通過圖象解譯的基本要素和具體的解澤標志來識別目標或現象。1)色調或顏色(toneorcolor)，指圖象的相對明暗程度，在彩色圖象上色調表現為顏色。2)陰影(shadow)，指因傾斜照射地物自身遮擋能源而造成影象上的暗色調。它反映了地物的空間結構特征。它既增強立體感，又顯示地物的高度和側面形狀，有助于地物的識別。陰影可以分為本影和落影，本影——地物未被太陽光直接照射到的部分形成的陰影；落影——在太陽光照射下，地物投落到地面上的陰影。前者反映地物頂面形態；后者反映地物側面形態，可根據側影推算出地物的高度。1.1圖象識別的基本要素3)大小(size)，指地物尺寸、面積、體積在圖象上的記錄。它是地物識別的重要標志。它直觀地反映目標相對于其它目標的大小。若提供圖象的比例尺或空間分辨率，則可直接測得目標的長度、面積等定量信息。

4)形狀(shape)，指地物目標的外形、輪廓。圖象記錄的多為地物的平面、頂面形狀；側視成象雷達則得側視的斜象。地物的形狀是識別它們的重要而明顯的標志。不少地物往往可以直接根據它特殊的形狀加以判定。

5)紋理(texture)即圖象的細部結構以一定頻率重復出現，指圖象上色調變化的頻率。它是一種單一細小特征的組合。這種單一特征可以很小，以至于不能在圖象上單獨識別如葉片、葉部陰影、河灘的沙礫等。目視解譯中，紋理指圖象上地物表面的質感(平滑、粗糙、細膩等印象)。紋理不僅依賴于表面特征，且與光照角度、圖象對比度有關，是一個變化值。對光譜特征相似的物體常通過紋理差異加以識別，如在中比例尺航空象片上的林、灌、草，針葉林粗糙、灌叢較粗糙、幼林有絨感(絨狀影紋)、草地細膩、平滑感等

6)圖案(pattern)，即圖型結構，指個體目標重復排列的空間形式。它反映地物的空間分布特征。許多目標都具有一定的重復關系，構成特殊的組合形式。它可以是自然的，也可以是人為的。這些特征有助于圖象的識別，如住宅區的建筑群、水田的壟塊、果園、排列整齊的樹冠等。7)位置(site)，指地理位置，它反映地物所處的地點與環境。地物與周邊的空間關系，如菜地多分布于居民點周圍及河流兩側；機場多在大城市郊區平坦地等。它對植物識別尤為重要，如有的植被生長于高地、有的植被只能長于濕地等

8)組合(association)，指某些目標的特殊表現和空間組合關系。即物體間一定的位置關系和排列方式——空間配置和布局。如磚場由磚窯的高煙夕、取土坑、堆磚場等組合而成，軍事目標可能有雷達站、軍車、軍營等

解譯標志是指在遙感圖象上能具體反映和判別地物或現象的影象特征。根據上述的8個解譯要素的綜合，結合攝影時間、季節、圖象的種類、比例尺、地理區域和研究對象等，可以整理出不同目標在該圖象上所特有的表現形式。即建立識別目標所依據的影象特征——解譯標志。1.2遙感圖像解譯標志解譯標志可分為直接解譯標志和間接解譯標志。直接解譯標志指圖象上可以直接反映出來的影象標志；直接解譯標志有：色調、色彩、形狀、大小、紋理、結構、排列組合等間接解譯標志指運用某些直接解譯標志，根據地物的相關屬性等地學知識，間接推斷出的影象標志。如根據道路與河流相交處的特殊影象特征，可以判斷渡口；根據水系的分布格局與地貌構造、巖性的關系，來判斷構造、巖性(如樹枝狀水系多發育在黃土區或構造單一、坡度平緩的花崗巖低山丘陵區，放射狀、環狀水系多與環狀構造有關，格狀水系多受斷裂構造、節理裂隙的控制等)等等

“解譯標志”是隨著不同地區、不同時段、不同片種等多種因素而變化的，因而解譯標志的建立，必須有明確的針對性，通過典型樣片，對典型標志進行實地對照、詳細觀察與描述。

1.3地物的遙感光譜信息分類自然界地物多種多樣，其光譜信息也復雜多變，但從遙感特征和人的認識規律分析，地物有分層分類的特征。對大多數遙感圖像來說，有幾種地物占主導地位，從光譜研究角度，決定圖像的基本類型的光譜信息稱為一級光譜信息

地表特征一級水體陸地二級非植被覆蓋混合體植被覆蓋三級四級。。。。。。裸地耕地居民地稀疏草地居民地森林草地農作物2.遙感圖像目視解譯遙感圖象的目視解譯是把解譯者的專業知識、區域知識、遙感知識及經驗介入到圖象分析中去，根據遙感圖象上目標及周圍的影象特征一色調、形狀、大小、紋理、圖型等以及影象上目標的空間組合規律等，并通過地物間的相互關系，經綜合推理、分析來識別目標。從這個意義上講，由于它充分利用了判讀者的知識、經驗，這要比計算機的內存和判斷更為高明，因而目視解譯是遙感圖象解譯最基本的方法，是遙感應用分析必不可少的研究手段。

2.1遙感目視解譯的方法1）直接判識2）對比解譯與已知遙感圖象比較與相鄰遙感影像比較3）邏輯推理法4）歷史對比法2.2

遙感目視解譯一般程序1）明確目的2）選擇、制備圖像3）收集地形圖、地圖及其它有關資料4）綜合分析、野外踏勘，建立解譯標志5）目視解譯（由整體到局部、由易到難、由此及彼、由由表及里、去偽存真）6）野外驗證7）校對、檢查、成圖，綜合分析，編寫成果報告為了提高圖象解譯的水平，不僅要求解譯者掌握、分析研究對象的波譜特征、空間特征、時間特征等，了解遙感圖象的成象機理和影象特征，而且離不開對地物地學規律的認識以及對地面實況的了解，只有這樣才能從影象提供的大量信息中，去偽存真，提取出所需要的專題特征信息。事實上，從遙感圖象上所獲得信息的類型和數量，除了與研究對象的性質、圖象質量密切相關以外，還與解譯者的專業知識、經驗、使用方法、及對干擾因素的了解程度等直接相關。2.3人機對話屏幕目視解譯優越性充分發揮人工智能數字圖像無級放大借助GIS提高解譯精度直接成圖，形成矢量文件不足費人工人為因素大2.4影響地物特征及判讀的因素遙感解譯過程是復雜的，它是由許多因素所決定的。首先，遙感圖象所顯示的是某一區域特定地理環境的綜合體。遙感提供的是一種綜合信息。這種“綜合”表現在兩個方面：一是地理要素的綜合。它反映的是地質、地貌、水文、土壤、植被、社會生態等多種自然、人為要素的綜合。這些因于是密切相關、交織在一起，往往難以區分；二是遙感信息本身的綜合。它可以是不同空間分辨率、不同波譜分辨率、不同時間分辨率、不同輻射分辨率遙感信息的綜合。其次，遙感數據所對應的地理環境又是一個復雜的、多要素的、多層次的、具動態結構和明顯地域差異的開放巨系統。它在時間和空間上是不斷變化的，因而遙感信息中

的各要素是相互關連、復雜變化的。

可以認為遙感圖象解譯過程是對遙感這一“綜合信息”進行層層分解的過程。這個過程是相當復雜的，它的難度可以從以下幾方面加以說明

一是，地物波譜特征是復雜的，它是受多種因素控制的，本身也是因時因地在變化

著。

二是，自然界存在著大量“同物異譜”與“異物同譜”現象。同物異譜——同一種地物由于地理區位不同、環境影響因素不同等，在影象上可以表現形式不一。異物同譜——影象上表現形式相同的未必是同一地物或現象。三是，地物的時空屬性和地學規律是錯綜復雜的，各要素、各類別之間的關系是多種類型的。有的具明顯的規律性，如地帶性規律、植物季節變化規律等；有的具隨機性、不確定性，如自然災害的隨機性、突發性等；有的具有模糊性，存在過渡漸變關系，如自然地帶、草場類型的變化均呈過渡漸變關系，且過渡帶隨季節變動而移動．為了提高解譯結果的正確性、可靠性，必須介入輔助數據、地學知識，進行遙感與地學綜合分析．兩者結合不但可擴大地學本身的視野，促進地學的數量化發展，而且可改善遙感解譯、分析精度，因而被廣泛應用。3.圖象量測(Measurement)

圖象量測指在已知圖象比例尺的基礎上，應用圖象的幾何關系，借助簡單工具或設備(如立體鏡、求積儀、解析測圖儀等)。測量和計算目標物的大小、長度、相對高度等以獲得精確的距離、高度、面積、體積、形狀、位置等信息。這方面的發展已派生出一門獨立的學科——攝影測量學。它的基本原理不僅己從攝影像片延伸到對各類遙感圖象的相應量測，而且量測工作從二維延伸到三維立體及仿真模型的量測。二、圖象分析與信息提取(Analysis＆Extraction)

圖象分析是指在圖象識別、圖象量測的基礎上，通過綜合、分析、歸納，從目標物的相互聯系中解譯圖象或提取專題特征信息，即定性、定量地提取和分析各種信息。

1）特定地物及狀態的提取。如通過線性、環形構造及構造統計圖，分析區域的構造格局、構造應力場；通過礦化蝕變帶的提取，指導找礦；通過考古遺跡、古岸線痕跡的提取，研究古地理環境及其變化；通過火點、火線、林火范圍，洪水淹沒區等災害狀態的識別，了解災情及研究對策等。2）物理量的提取。如通過立體象對測得的高程數據，派生出坡度、坡向、相對高差、地表粗糙度等