遥感地质学2.地质解译标志与遥感图像地学分析方法

1、n第二部分第二部分 遥感地质遥感地质一、一、 地质解译标志与遥感图像地学分析方法地质解译标志与遥感图像地学分析方法1 1 地质解译的目标与要求地质解译的目标与要求2 2 地质解译标志地质解译标志3 3 遥感地学分析方法遥感地学分析方法1 1 地质解译的目标与要求地质解译的目标与要求n解译的涵义解译的涵义 地质解译地质解译是从遥感图像上获取目标地物信息的过程。是从遥感图像上获取目标地物信息的过程。具体是指专业人员通过应用各种解译技术和方法在遥感图具体是指专业人员通过应用各种解译技术和方法在遥感图像上识别出地质体，地质现象的物性和运动特点，测算出像上识别出地质体，地质现象的物性和运动特点，测算出某

2、种数量指标的过程。某种数量指标的过程。1 1 地质解译的目标与要求地质解译的目标与要求n地质解译的目标与要求地质解译的目标与要求判明各种地质体和地质现象的形态特征与属性，它们判明各种地质体和地质现象的形态特征与属性，它们的延伸方向，并尽可能确定其边界；的延伸方向，并尽可能确定其边界；量测地质体的各种参数；量测地质体的各种参数；推测各分析各种地质体、地质现象在时间上、空间上、推测各分析各种地质体、地质现象在时间上、空间上、成因上的相互关系；成因上的相互关系；编制各种解译图件。编制各种解译图件。2 2 地质解译标志地质解译标志n对图像进行解译时首先必须了解并建立针对地物不同目标对图像进行解译时首先

3、必须了解并建立针对地物不同目标的解译标志。的解译标志。解译标志分为直接解译标志和间接解译标志。解译标志分为直接解译标志和间接解译标志。直接解译标志直接解译标志是指能够直接反映和表现目标地物信息的遥感图像是指能够直接反映和表现目标地物信息的遥感图像各种特征，解译者利用直接解译标志可以直接识别遥感图像上的各种特征，解译者利用直接解译标志可以直接识别遥感图像上的目标地物。目标地物。间接解译标志间接解译标志是指遥感图像上能够间接反映和表现目标地物的特是指遥感图像上能够间接反映和表现目标地物的特征，借助间接解译标志可以推断与某地物的属性相关的其他现象。征，借助间接解译标志可以推断与某地物的属性相关的其他

4、现象。n地质解译标志地质解译标志 用以识别地质体和地质现象用以识别地质体和地质现象, ,并能说明其性质和特点以及相互关系并能说明其性质和特点以及相互关系的影像特征。的影像特征。2 2 地质解译标志地质解译标志n在对遥感图像进行解译时，由于图像的下述原因在对遥感图像进行解译时，由于图像的下述原因导致了解释的难度：导致了解释的难度： 视角（顶视、侧视）与日常肉眼不同视角（顶视、侧视）与日常肉眼不同 影像的波段范围超出了肉眼所熟悉的可见光范围影像的波段范围超出了肉眼所熟悉的可见光范围 对不同地物的反射特性不很了解对不同地物的反射特性不很了解2 2 地质解译标志地质解译标志n解译的要素解译的要素v水系

5、标志水系标志季节季节 影响影响土壤、植被标志土壤、植被标志人类活动标志人类活动标志色调与色彩色调与色彩是图像上反映目标物的相对亮度或颜色；是图像上反映目标物的相对亮度或颜色；它是区分不同目标物的它是区分不同目标物的最基本要素最基本要素；色调的深浅在不同类型遥感图像上其色调的深浅在不同类型遥感图像上其物理涵义不同物理涵义不同；色调的深浅是色调的深浅是相对的相对的；在同一幅遥感图像上，即成像条件基本相同，物性相同的地物理应有在同一幅遥感图像上，即成像条件基本相同，物性相同的地物理应有相近色调，实际上却不完全相同，或差异很大。所以应用色调标志时相近色调，实际上却不完全相同，或差异很大。所以应用色调标

6、志时应作应作具体分析具体分析；对于多光谱遥感图像，对于多光谱遥感图像，不同波段组合可以有不同的颜色不同波段组合可以有不同的颜色，目视判读前，目视判读前需要了解图像采用哪些波段合成，每个波段分别被赋予何种颜色需要了解图像采用哪些波段合成，每个波段分别被赋予何种颜色；人眼分辨色彩的能力比分辨黑白灰阶高得多，可以分出百种以上色彩人眼分辨色彩的能力比分辨黑白灰阶高得多，可以分出百种以上色彩的变化。因此的变化。因此利用色彩标志对地质解译是十分重要的利用色彩标志对地质解译是十分重要的。n白色调和浅色调：白色调和浅色调：冰、雪、干燥砂子，反射率接近冰、雪、干燥砂子，反射率接近100100，图像上呈浅色调。盐

7、碱土、大理岩在可见光波段也是浅色图像上呈浅色调。盐碱土、大理岩在可见光波段也是浅色调。调。n中等灰色调中等灰色调如石灰岩、白云岩、石膏层，浅色花岗岩等。如石灰岩、白云岩、石膏层，浅色花岗岩等。n深色调深色调是含暗色矿物较多的岩浆岩，铁染的褐色砂岩，风是含暗色矿物较多的岩浆岩，铁染的褐色砂岩，风化不深的煤层及煤系地层等。化不深的煤层及煤系地层等。n斑状色调斑状色调，如出现在地质体中，多与局部成分改变或含水，如出现在地质体中，多与局部成分改变或含水程度变化有关。程度变化有关。n条带状色调条带状色调，岩层或带状分布的植被，农作物构成带状色，岩层或带状分布的植被，农作物构成带状色调。调。 注意植被颜色

8、注意植被颜色的微小变化的微小变化的变化的变化可很好地识别可很好地识别不同的地物不同的地物显示能显示能增强我们识别增强我们识别微细变化的能微细变化的能力力是地物的周界或轮廓所构成的一种空间是地物的周界或轮廓所构成的一种空间形式，形式，反映出目标体的基本结构、外型反映出目标体的基本结构、外型等等它是一个它是一个很好的解释线索很好的解释线索人类活动的产物往往有直线型边界人类活动的产物往往有直线型边界自然产物往往有不规则的边界自然产物往往有不规则的边界( (如森林如森林) )树树冲积扇冲积扇冰丘冰丘火山口火山口立交桥立交桥河流河流 n大小反映出目标体的尺度大小反映出目标体的尺度n它有助于目标物的解释它

9、有助于目标物的解释可根据已知标准尺寸的目标物（如球可根据已知标准尺寸的目标物（如球场）来测算图像的比例尺场）来测算图像的比例尺可根据目标物的一般尺寸来测算图像的可根据目标物的一般尺寸来测算图像的大约比例尺（如汽车的长度大约比例尺（如汽车的长度) )J纹理是色调变化的空间频率纹理是色调变化的空间频率J粗糙纹理粗糙纹理 表现为灰度上的唐突变化，表面粗糙表现为灰度上的唐突变化，表面粗糙或结构复杂的地物反映为粗糙的纹理或结构复杂的地物反映为粗糙的纹理J精细纹理精细纹理 表现为微小的变化，是物性均一性的表现为微小的变化，是物性均一性的表现（如原野、沥青、草地）表现（如原野、沥青、草地）纹理纹理 text

10、uretexture纹理反映了粗糙度，可帮助纹理反映了粗糙度，可帮助我们作精细的分析，如左图我们作精细的分析，如左图光滑纹理反映原野，粗糙纹光滑纹理反映原野，粗糙纹理反映树林理反映树林商业区与商业区与居民区居民区J图案是目标影像在空间上图案是目标影像在空间上的排列形式的排列形式 J相似的色调、纹理形状、相似的色调、纹理形状、大小、阴影、植被等的有大小、阴影、植被等的有序排列将产生一个极易识序排列将产生一个极易识别的图案别的图案房屋与人行道房屋与人行道遥感图像上的地物，其细节不外由点、斑、线、纹、垅、遥感图像上的地物，其细节不外由点、斑、线、纹、垅、链、格、栅等影纹所组成。其有规律地重复出现而构

11、成链、格、栅等影纹所组成。其有规律地重复出现而构成各种图案各种图案 。图案图案patternpattern沼泽地沼泽地常见的影纹图案常见的影纹图案z条带状：条带状：如由岩层层理构成条带状影纹。如由岩层层理构成条带状影纹。z网格状：网格状：如区域性两组组成多组层理、裂隙、冲沟等地如区域性两组组成多组层理、裂隙、冲沟等地物组成的影纹。物组成的影纹。z环带状：环带状：是由圆、椭圆形地物组成的影纹。是由圆、椭圆形地物组成的影纹。z垅状：垅状：硬的岩层、垅岗、沙拢组成。硬的岩层、垅岗、沙拢组成。 z链状：链状：新月沙丘链是典型链状。新月沙丘链是典型链状。z斑点状和斑块状：斑点状和斑块状：大比例尺航片上的

12、树林常成斑点状，大比例尺航片上的树林常成斑点状，而细碎的田块则成斑块状。而细碎的田块则成斑块状。TMTM、MSSMSS图像上华北平原的图像上华北平原的村落也是斑块状的。村落也是斑块状的。 shadowshadow阴影也是帮助图像解释的重要要素，因为阴影也是帮助图像解释的重要要素，因为它可反映目标体的轮廓与高度信息。它可反映目标体的轮廓与高度信息。它是形态与色调的派生解译标志。它是形态与色调的派生解译标志。阴影也是识别地形信息的重要要素。阴影也是识别地形信息的重要要素。shadow阴影分本影与落影阴影分本影与落影本影：本影：物体未被阳光直射的阴暗部物体未被阳光直射的阴暗部分称为本影，即本身的阴影

13、。山的分称为本影，即本身的阴影。山的阴坡，瓦屋的背阴坡，树冠的背阴阴坡，瓦屋的背阴坡，树冠的背阴那面都是它们的本影。本影有助于那面都是它们的本影。本影有助于获得地物的立体感。山体的阳坡明获得地物的立体感。山体的阳坡明亮，阴坡较暗，其明暗的分界线为亮，阴坡较暗，其明暗的分界线为山脊线和山谷线。山脊线和山谷线。落影：落影：地物投落在墙面的影子为落地物投落在墙面的影子为落影，即投落阴影。落影可以识别地影，即投落阴影。落影可以识别地物侧面的轮廓，如山脊形态、桥梁物侧面的轮廓，如山脊形态、桥梁的孔数和结构类型等。落影还可以的孔数和结构类型等。落影还可以判明地物的高度。判明地物的高度。 根据落影长度计算地

14、物高度：根据落影长度计算地物高度： h hT Ttgtg 为太阳高度角。当为太阳高度角。当 = 45= 45度时，阴影长度正好等于度时，阴影长度正好等于物体的高度。落影的长度、方向随成像日期、时间、物体的高度。落影的长度、方向随成像日期、时间、纬度的不同，太阳高度角有规律变化。纬度的不同，太阳高度角有规律变化。shadow热红外图像的阴影是阴影处太阳辐射未直接热红外图像的阴影是阴影处太阳辐射未直接照到而温度较低，呈现暗色调，称为热阴影。照到而温度较低，呈现暗色调，称为热阴影。根据阴影判断目标物为烟根据阴影判断目标物为烟囱，并反映了它的高度囱，并反映了它的高度阴影表现出假阴影表现出假的立体效果的

15、立体效果T通过相互关系的分析，有助于目标物的判明通过相互关系的分析，有助于目标物的判明居民区附近的学校、运动场地居民区附近的学校、运动场地湖中的船、码头及娱乐场所湖中的船、码头及娱乐场所船植被生长反映出多植被生长反映出多孔渗水岩层孔渗水岩层 水系是非常重要的一种解译标志水系是非常重要的一种解译标志, ,对地形、地貌、岩性、对地形、地貌、岩性、构造解译都非常有用。构造解译都非常有用。 水系是多级水道组合而成的水文网水系是多级水道组合而成的水文网，在遥感图像尤其是近，在遥感图像尤其是近红外波段的图像上可以清晰看到。红外波段的图像上可以清晰看到。 地质解译时，地质解译时，对末级的支沟、小溪等水文网尤

16、为关注对末级的支沟、小溪等水文网尤为关注，它，它们对构造分析与岩性解译有用。们对构造分析与岩性解译有用。 水系分级水系分级按水动力学的最小一级为第一级，支流与支流汇按水动力学的最小一级为第一级，支流与支流汇合后，级别的增加为前二条支流级别的代数和合后，级别的增加为前二条支流级别的代数和。2.8.12.8.1水系类型和水系分析水系类型和水系分析v 地质解译中五级水流划分地质解译中五级水流划分： 1 13 3级级冲沟冲沟 2 2、3 3级级冲沟与岩性和地质构冲沟与岩性和地质构造关系密切，是水系分析的重点造关系密切，是水系分析的重点 4 4、5 5级级为常年流水或较大的为常年流水或较大的季节性流水的

17、河道，组成一个基季节性流水的河道，组成一个基本水系的主要干流本水系的主要干流2.8.1 2.8.1 水系类型和水系分析水系类型和水系分析水系总长度水系总长度/ /单位面积（单位面积（m/m2m/m2） v 水系密度水系密度支沟间距（支沟间距（m m）v 水系的均匀性、对称性、方向性水系的均匀性、对称性、方向性v 冲沟形态冲沟形态地表径流汇合下切形成冲沟地表径流汇合下切形成冲沟砂岩、砂砾岩、火成岩水系类型水系类型 （水系格局、水系形式）（水系格局、水系形式） 水文网的平面组合形态水文网的平面组合形态2.8.22.8.2树枝状水系树枝状水系A 特点：特点：各级支流自由发展各级支流自由发展, ,无明

18、显方无明显方向性向性, ,支流与次级支流锐角相交。支流与次级支流锐角相交。 A 发育区：发育区：构造简单、岩性单一、产状构造简单、岩性单一、产状平缓、地形坡度不大。平缓、地形坡度不大。A 变种变种:钳状沟头树枝状钳状沟头树枝状花岗岩等球花岗岩等球形风化明显的岩石区形风化明显的岩石区 2.8.3 2.8.3 角状水系角状水系 z 特点：特点：主流常呈尖锐的角状弯主流常呈尖锐的角状弯曲曲受断裂构造控制角度大小和受断裂构造控制角度大小和方向与岩性有关：方向与岩性有关： z 发育区：发育区：砂岩、石灰岩、花岗岩、砂岩、石灰岩、花岗岩、板岩、大理岩地区。板岩、大理岩地区。2.8.42.8.4格状水系格状

19、水系 特点特点: :主要支流与次级支流成一角度相交主要支流与次级支流成一角度相交, ,呈格状呈格状或菱格状。或菱格状。 发育区发育区: :坚硬岩石受共轭裂隙或断裂控制坚硬岩石受共轭裂隙或断裂控制变种：变种：“丰丰”字形。字形。格格 状状 水水 系系格状水系格状水系2.8.52.8.5平行状水系平行状水系 特点特点: :多条支流相互平行，并以近似多条支流相互平行，并以近似 的角度与主流交汇，形似马尾。的角度与主流交汇，形似马尾。 发育区发育区: : 大面积玄武岩流倾斜地表、大面积玄武岩流倾斜地表、单面山层面坡、滨海平原、大冲积单面山层面坡、滨海平原、大冲积扇、掀斜构造的倾斜面。扇、掀斜构造的倾斜

20、面。平行状水系平行状水系平行状水系平行状水系2.8.62.8.6放射状及环状水系放射状及环状水系 特点特点: :水流从中心向四周流的离心型水水流从中心向四周流的离心型水系系 h 放射状放射状车轮辐条状车轮辐条状 发育区发育区: :火山锥小的浑圆形侵入体火山锥小的浑圆形侵入体 h 环状环状由放射状水系发育而成，支由放射状水系发育而成，支流环绕中心呈环状，形似年轮流环绕中心呈环状，形似年轮 发育区发育区: :沉积岩层构成的构造穹隆沉积岩层构成的构造穹隆放射状及环状水系放射状及环状水系45 放射状及放射状及 环状水系环状水系2.8.72.8.7向心状水系向心状水系 J 特点特点: :放射状支流由四周

21、向中心汇集放射状支流由四周向中心汇集 J 发育区发育区: :构造盆地、局部沉降区、洼地构造盆地、局部沉降区、洼地2.8.82.8.8倒钩状水系倒钩状水系 特点特点: :支流以钝角汇入主流且支流以钝角汇入主流且与主流流向相反与主流流向相反 发育区发育区: :断裂控制或河流袭夺断裂控制或河流袭夺2.8.92.8.9星状水系星状水系T 特点特点: :地表水流无完整格局，许多大大小小的集水盆地彼地表水流无完整格局，许多大大小小的集水盆地彼此此 分立，似群星散落地表，呈星点状，地表河有时突然分立，似群星散落地表，呈星点状，地表河有时突然潜入地下成为潜流，有时潜流又以泉或河的形式出露地潜入地下成为潜流，有时潜流又以泉或河的形式出露地表表 T 发育区发育区: :气候湿热区的石灰岩、白云岩、溶蚀漏斗、溶蚀气候湿热区的石灰岩、白云岩、溶蚀漏斗、溶蚀洼地、溶洞等对流水起控制作用洼地、溶洞等对流水起控制作用星状水系星状水系2.8.102.8.10羽状水系羽状水系 砂岩中的羽毛状水系砂岩中的羽毛状水系 特点特点: :小冲沟密集，与支流近小冲沟密集，与支流近直交，形似羽毛直交，形似羽毛 发育区发育区: :均匀细粒结