地学课件第二节遥感改

1、第七章 遥感第一节遥感基础 一、遥感概述（一）遥感（Remote Sensing）概念，遥远的感知，指从远处探测、感知物体或事物的技术。即不直接接触物体本身，从远处通过仪器（传感器）探测和接收来自目标物体的信息，经过信息的传输及其处理分析，识别物体的属性及其分布等特征的技术。遥感方法摆脱了与测量目标之间的直接接触，有着现实的意义。遥感基于“反演”的方法来获得信息，结果是非直接的。一、遥感概述（二）遥感分类 1按照传感器接收信号的来源和工作方式分类2按照遥感平台分类：地面遥感、航空遥感、航天遥感。3按照电磁波的工作波段分类 ：紫外遥感（0.050.38m）、可见光遥感（0.380.76m）、红外

2、遥感（0.761000m）和微波遥感（1mm10m）等。4按照电磁波的波段宽度和波谱的连续性分类5按研究对象分类6按应用空间尺度分类7按应用目的分类（三）常用的遥感传感器 ：多光谱扫描仪(Multi Spectral Scanner，MSS)、专题制图仪（Thematic Mapper,TM）、增强型专题制图仪（ETM）、航空摄影机（航摄仪）、全景摄影机、多光谱摄影机、反束光导摄像机（RBV）、HRV（High Resolution Visible range instruments）扫描仪、合成孔径侧视雷达（Side-Looking Airborne Radar，SLAR）。一、遥感概述（四

3、）遥感影像选择和获取 考虑因素：空间分辨率、像片比例尺、工作需要、经费保障、影像市场价格。遥感影像市场价格：航空像片的价格一般很高。国内卫星遥感影像的价格从免费获取到270元/km2之间，如低分辨率的NOAA可以在网上免费下载，中等分辨率的Landsat、SPOT、CBERS等的价格在0.065元/km2之间，高分辨率的卫星影像价格大约120270元/km2。因此，要根据各类影像的特征、研究目的、精度要求、研究经费和数据的可获得性选择适合的影像。一、遥感概述二、遥感物理基础（一）电磁波与电磁波谱遥感技术是建立在物体电磁波辐射理论基础上的，如电磁波与电磁波谱，太阳辐射与大气影响及地物的光谱特性等

4、。紫外线：可见光：红外线：微波：由于微波的波长比可见光、红外线要长，能穿透云、雾而不受天气影响，所以能进行全天候全天时的遥感探测，微波遥感很有潜力。 （二）地球大气层对电磁波传递的影响通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的透过率较高的电磁辐射波段称为大气窗口。 就传感器而言，只能选择透过率高的波段，才对遥感观测有意义。因此，遥感传感器选择的探测波段应包含在大气窗口之内，根据地物的光谱特性以及传感器技术的发展。 大气窗口 二、遥感物理基础（三）地物的光谱特性光谱特性含义：（1）地物的反射光谱特性：（2）地物的发射光谱特性：任何地物当温度高于绝对温度0K时，组成物质的原子、分子等微粒，在

5、不停地做热运动，都有向周围空间辐射红外线和微波的能力。 （3）地物的透射光谱特性：有些地物（如水和冰），具有透射一定波长的电磁波能力，通常把这些地物叫做透明地物。（4）几种典型地物的光谱特性： 二、遥感物理基础不同健康状况植物的反射波谱曲线 不同颜色土壤反射波谱曲线 二、遥感物理基础（四）遥感的光学基础略二、遥感物理基础第二节 遥感影像解译 一、解译标志1.形状（Shape）：任何地物都具有一定的几何形状，由于地物各部分反射光线的强弱不同，故在像片上反映出相应的形状。依据影像的形状特征，就可以辨认出其相应的地物。例如：居民地的房屋影像一般均表现为规则的方块状图形，河流常呈弯曲的带状等。 2.色

6、调(Tone)和色彩（Color）：色调是指在黑白影像上影像的黑白深浅程度，称为“灰度”或“灰阶”，它是地物对入射光线反射率高低的客观记录。像片上的色调一般可划分为白、灰白、浅灰、灰、深灰、浅黑、黑7级。亮度大则色调浅。地物自身颜色与其在黑白影像上的色调对应关系：白白，浅黄灰白，黄橙浅红浅蓝浅灰，红蓝棕灰，深红深蓝绿紫深灰，黑黑。（一）解译标志2.色调和色彩：彩色像片上地物影像以不同的颜色显示。天然彩色像片上的影像颜色与相应的地物颜色一致，彩红外影像上影像的颜色与地物的颜色有较大的差别。常见地物及其在彩红外影像上的颜色对应关系如下：植被红，水兰青色，道路灰白色，建筑物灰或浅蓝。（一）解译标志3

7、.大小(Size)：地物影像的（尺寸）大小，不仅能反映地物的一些数量特征，还能据此判断地物的性质。如单轨铁路和双轨铁路从形状上往往不易分辨，但是量算它们的宽度，则易于区别。地物影像大小取决于地物本身尺寸和像片比例尺。要正确判定地物的大小，必须了解像片的比例尺。（一）解译标志4.阴影(Shadow)：地物的阴影可分为本身阴影和投落阴影两部分。本身阴影（简称本影）是地物本身未被阳光直接照射到的阴暗部分的影像；投落阴影（简称落影）是在地物背光方向上地物投射到地面的阴影在像片上的构像。 （一）解译标志5.组合图案(Pattern)：当地物较小或像片比例尺较小时，在像片上往往不易观察到单个地物的影像。但

8、这些细小的地物群体影像可以构成一种特殊纹形的组合图案。由于这些细小地物的性质不同，其构成的图案花纹也就不一样。因此，可根据其图案的特点来判读不同的群体。例如，在中、小比例尺的航空像片上树冠的形状很难区分，但可以借助森林的组合图案特征的不同区别针叶林、阔叶林或杂木林等。 （一）解译标志6.位置（Locataion）：任何一个地物都不是孤立的存在于环境中的，都要与周围地物之间存在某种位置关系。例如，造船厂要求设置在江、河、湖、海边，不会在没有水域的地段出现。7.纹理（texture）：纹理指图像的局部结构，表现为图像上色调变化的频率。8.辅助特征（Auxiliary feature）：辅助特征可以

9、帮助认识河识别地物的其他方面的特征。例如，火车站与铁路有关，变电站与电厂和电线杆有关。（一）解译标志（一）航空像片的编号及符号注记二、遥感影像的编号及符号注记（二）陆地卫星图像的编号及符号注记1.陆地卫星图像的编号一幅卫星图像称为一景，每一景有一个编号，由两个数字组成，例如12332，123为“轨径”（path）号，32为“行”（row）号。陆地卫星4、5号覆盖全球一次共飞行233圈，轨径编号为001至233。规定穿过赤道西经64.6为第一圈轨径，编号为001，自东向西编号。我国领土大致位于4、5号卫星的113146号轨径之间。“行”（row）是指在任一给定的轨道圈上，横跨一幅图像的纬度中心线

10、，当卫星沿轨道圈移动时给定的一个编号。第一行开始于北纬8047，与赤道重叠的（降交点）作为第60行，到南纬8151为122行。然后开始第123行，向北方行数增加，穿过赤道（相当于184行），并继续向北直至北纬8151为第246行。（从123行后为夜间飞行）。我国领土的大陆部分白昼图像大致位于2348行之间。 二、遥感影像的编号及符号注记（二）陆地卫星图像的符号及注记2.叠合符号：在图像四角分别有“+”符号，是图像的叠合符号，在多波段图像彩色合成时，各波段图幅可利用此符号得到准确的重叠套合，其图幅对角连线交点就是图像的中心点C，该点的坐标值在下边的注记中给出,如C N40-10/E115-51

11、。3.纵向重叠符号：陆地卫星图像两侧的上部和下部各有两个“”、“T”的符号，它表示相邻接的上下两幅图像的纵向重叠线，凡同一轨径上相邻的两景图像（行号相邻）可以依此符号相接。但是不同日期的两相邻图像不一定能正好相接，因为不同日期的同一号的轨径不一定能完全重合。二、遥感影像的编号及符号注记（二）陆地卫星图像的符号及注记4.经纬度注记：经纬度注记在图幅的四周的白边上。上、下两边注明经度，在经度注记前（或后）有一短竖线，表示该经度的位置，小短线是连线符号；左右两侧边注明纬度，在纬度注记的上（或下）有一短横线，表示该纬度的位置。由于图幅与经纬线斜交，因而上下两边可能出现纬度注记，东西两边也可能出现经度注

12、记。最小间隔注记在中、低纬地区为30，纬度60以上地区，采用1的间隔。5.灰标：在上下方有长条形的灰标。6.成像时间等文字的注记：在图幅下部有一行注记，说明成像时间，成像条件等。这些注记不同年代的图像有所差异，但主要项目基本相同。二、遥感影像的编号及符号注记经度注记纬度注记N040，30N040，00N040，30E115-30E116-30二、遥感影像的编号及符号注记24MAY75 C N40-10/E115-51 MSS灰标重叠符号C影 像陆地卫星图像的符号及注记三、遥感影像目视解译（一）目视解译方法1.直接判定法：像片上影像特征比较明显的地物，直接判读标志即可识别地物2.对比分析法：将像

13、片上待判别的影像与已知地物影像或标准航片上的影像进行比较以判定该地物的性质。标准航空像片是预先选定的典型样片，地物性质已知。3.逻辑推理法：利用现象之间的关系，依照专业逻辑推理进行的判读。常利用河流的移动来判读地壳的升降。河流是地壳垂直运动最敏感的标志，河流向一侧移动，说明另一侧可能有地壳上升。（二）目视解译步骤1.准备工作 （1）资料准备（2）工具材料准备（3）熟悉地理概况（4）圈定像片使用面积并制作像片略图。 2.室内解译从整体到局部，从宏观到微观，先易后难。直接判定法，对比分析法，逻辑推理法，勾画出其分布范围和界线，并用统一的符号和线条标示清楚，绘制出判读草图。对重要的地物和现象以及有疑

14、问的地方应加以特别的标记，以便在野外校核时重点进行检查。 3.野外校核 4.详细解译5.成图与总结三、遥感影像目视解译（三）像片解译实例在航空像片上，河流常表现为界线明显、自然弯曲、宽窄不一的带状。河流上常有堤坝、桥梁、船舶和码头等人工建筑物，这些可作为判读河流的辅助依据。平原或高原地区的河流一般弯曲较大，色调暗而均匀。山区河流往往弯曲较小，流速较大，色调相对较浅，特别在急流浅滩处，浪花四溅，就可能出现白或灰白的色调。在航空像片上还可以对河流流向、流速、河宽以及是否通航等情况进行判读。三、遥感影像目视解译（三）目视解译实例1.流向在用单张或少数几张像片判读河流流向时，常用以下方法：1）河流中的

15、沙洲呈水滴状，其尖端一般指向河流下游；2）两条河流汇合处成锐角，其尖端一般指向河流下游；3）桥墩后面出现的水花和漩涡在下游一侧，且呈浅色楔形轮廓，其尖端指向下游；4）停泊在码头附近的船舶，其船尾指向河流下游。三、遥感影像目视解译三、遥感影像目视解译2.流速在像片上判读流速是较困难的。当河中有漂浮物体时，可根据漂浮体在像对的两次曝光间隔时间内的移动距离来计算流速（即已知飞机摄影时的曝光间隔时间）；或依据河流所处的地形环境凭经验估算。3.河宽和通航情况河流宽度可以在像片上直接量测（如果要求精度较高，则应在纠正过的像片上量取）。河流的通航情况，主要是根据河中是否有船只往来，河岸是否有码头等设施来判读

16、。四、遥感影像计算机自动识别技术遥感影像自动识别技术（遥感数字图像分类处理）是采用计算机模拟人脑的思维活动，利用计算机对遥感图像像元进行统计、运算、对比、归纳和判断，从而实现对遥感影像上的信息进行识别和分类并提取相关信息的过程。通过计算机对图像像元进行分类，自动识别地物，实现对遥感影像的解译，是计算机科学与遥感技术有机结合的产物。遥感软件：美国亚特兰大ERDAS公司的ERDAS软件、美国克拉克大学地理学研究生院克拉克制图技术与地学分析实验室所属的系统开发实验室支持研制的Idrisi软件、加拿大PCI公司开发的PCI软件、美国Better Solutions Consulting Limited Company 公司开发的ENVI软件、中国武汉测绘科技大学地理信息系统研究中心研制的GEOSTAR等。遥感分类：根据人工参与的程度分为监督分类和非