农业遥感影像目视解译技术要点

1、农业遥感影像目视解译技术要点日期：2009-12-25 来源：2008字体大小：大 中 小20世纪70年代，美国发射了一系列探测地球的资源卫星和气象卫星。后来，法国、加拿大、 前苏联、印度和中国也先后发射成功了各自的资源卫星和气象卫星。开创了航天遥感的新的 里程。农业遥感技术在探测农作物病虫害中可以非常及时准确地进行预测和预报，并且能分 辨出农作物的受害程度的大小，把农作物病虫害消灭在萌芽之中。不同作物以及不同发育期、 不同长势，其光谱反率不同，叶面积与作物产量之间有密切关系，遥感可以利用这些差异对 农作物进行监测和估产。遥感还可以判断土壤干旱和需水量程度。气象卫星遥感还可以实现 气象预报现代

2、化等。农业遥感技术在农业上发挥着极为重要的作用。农业遥感技术所获取信 息量极大，例如，Landsat卫星的TM图像，一幅覆盖185kmX185kin地面面积，像元空间 分辨率为30m，像元光谱分辨率为28位的图，其数据量约为6000X600036Mb。若将6个 波段全部送入计算机，其数据量为36MbX6216Mb。面对如此巨大的数据量，怎样进行合 理的分析运用，这首先就需要准确地进行遥感影像目视解译。遥感影像目视解译是解译者通 过直接观察或借助一些简单工具识别所需地物信息的过程。1目视解译的基本程序目视解 译是许多遥感应用项目的先遣工作，是遥感应用的基础。目视解译的顺序是：从已知到未知， 先易

3、后难，先山区后平原，先整体后局部，先宏观后微观。主要方法有直判法、对比法、邻 比法、动态对比法、逻辑推理法等。目视解译的基本程序如下。1. 1解译准备 首先要熟 悉获取影像的平台、遥感器、成像方式、成像日期、季节，所包括的地区范围，影像的比例 尺，空间分辨率，彩色合成方案等，了解可解译的程度，然后分析已知专业资料。目视解译 的最基本方法是从“已知”到“未知”，所谓“已知”就是已有相关资料或者解译者已掌握 的地面实况。将这些地面实况资料与影像对应分析，以确认二者之间的关系。根据所掌握的 材料和熟悉的情况制定出工作计划。1. 2建立解译标志通过图像资料的对比分析、与实 地的对比验证，建立各种地物在

4、不同遥感图像上的解译标志。具体根据影像特征，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地目标物之间的对应关 系。运用相关分析方法，根据解译标志对影像进行解译，选定典型的样片，供解译时借鉴。1. 3地面实况调查在室内预备解译的图件不可避免地存在错误或者难以确定的类型，就需 要野外实地调查与验证。将解译草图带到现场，进行抽样调查，采集标本、样品，补充修改 解译标志，验证各类物体的界线，核实疑点，修改和完善解译草图。根据野外实地调查结果， 修正预解译图中的错误，确定未知类型，细化预解译图，形成正式的解译原图。1. 4类型 转绘与制图将解译原图上的类型界线转绘到地理底图上，

5、根据需要，可以对各种类型着色， 进行图面整饰，形成正式的专题地图。将遥感影像目视判读成果转绘成专题图，可以采用两 种方法，一种是手工转绘成图，另一种是在精确几何基础的地理地图上采用转绘仪进行转绘 成图。完成专题图的转绘后，再绘制专题图的图框、图例和比例尺等，对专题图进行整饰加 工，形成可供出版的专题图。2遥感目视解译技术要点2. 1影像目视解译标志的建立 解 译标志又称为判读要素，它是遥感图像上能直接反映和判别地物信息的影像特征，包括形状、 大小、阴影、色调、颜色、纹理、图案、位置和布局。解译者通过其中某些标志能直接在图 像上识别地物或现象的性质、类型和状况；或者通过已识别出的地物或现象，进行

6、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。解译标志的建 立一方 面靠多年的解译经验，另一方面还要靠实际的样方验证。在样方布设中，要选取一些有代表 的地方，范围要适中，以便反映该类地貌的典型特征，尽可能多地包含该类地貌中的各种基 础地理信息要素类且影像质量好，同时要使样方之间保持一定的距离，作物的种类也不能过 于单一。2. 2色调和颜色解译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图像上会有 很大差别；同一波段的影像上，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 也会因成分的不

7、同而不同。例如，排水性良好、干燥的、有机质成分低的土壤，中酸性岩浆 岩、松散堆积物、大理岩、石英岩等一般具有浅色调；、潮湿的、有机质成分高的土壤，煤 层，基性、超基性岩浆具有较深色调。颜色是指彩色图像上色别和色阶，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；用光学合成方法获得的假彩色影像，根据需要可以突出某些地物，更便 于识别特定目标。中国东北地区陆地卫星TM假彩色数据土地资源信息提取标志中，水田影 像深绿色、浅蓝色（春）、粉红色（夏）、绿色与橙色相间（收割后）；旱田影像色调多样，浅灰 色或浅黄色（春）、褐色（收割后）、

8、红色或浅红色（夏）；有林地影像深红色、暗红色，色调均 匀；灌木林地影像浅红色，色调均匀；河流影像深蓝、蓝、浅蓝色；城镇用地影像青灰色， 杂有白色或杂色栅格状斑点。2. 3纹理解译一般很小的物体，在图像上是很难个别地详 细表达的，但是一群很小的物体可以给图像上的影像色调造成有规律的重复，即影像的纹理 特征。影像的纹理也叫影像结构，是指与色调配合看上去平滑或粗糙的纹理的粗细程度，即 图像上目标物表面的质感。草原看上去平滑；长大的老树林看上去很粗糙；中国东北地区陆 地卫星TM假彩色数据土地资源信息提取标志中水田影像纹理较均一；有林地有绒状纹理； 灌木林影像结构较粗糙；沼泽地影像结构细腻。2. 4大小

9、和形状解译大小是指地物在像 片上的尺寸，如长、宽、面积、体积等。地物的大小特征主要取决于影像比例尺。有了影像 的比例尺，就能够建立物体和影像的大小联系。形状是指地物外部轮廓的形状在影像上的反 映。不同类型的地面目标有其特定的形状，因此地物影像的形状是目标识别的重要依据。在 遥感影像上能看到的是目标物的顶部或平面形状。例如飞机场、盐田、工厂等都可以通过其 形状判读出其功能。地物在影像上的形状受空间分辨率、比例尺、投影性质等的影响。如中 国东北地区陆地卫星TM假彩色数据土地资源信息提取标志中水田几何特征较为明显，田块 呈条带状分布；主要分布在丘陵缓坡地带的旱田几何特征不规则，田块界线不清楚，但易于

10、 与别的地类相区别；主要分布在平原及山区沟谷的河流几何特征明显，自然弯曲或局部明显 平直，边界明显；主要分布于平原、沿海及山间谷地城镇用地几何形状特征明显，边界清晰； 主要分布于湖积平原及西部风沙区的沙地，逐渐过渡，边界不清晰。3解译速度和精度的 提高在遥感解译过程中，既要注意解译的速度，也要注意解译的精度。为了提高解译速度， 应该借助于计算机自动分类，但是由于大量同谱异物和同物异谱的存在，不能完全依赖于计 算机自动分类，在实际工作中应当将自动分类、人机交互解译、外业调绘有机结合起来，最 好能建立遥感信息解译模型。下面就介绍一下如何提高解译的速度和精度。3. 1高光谱遥 感数据最佳波段的选择根

11、据自己对具体影像解译的要求进行波段的选择，以提高解译的速 度和精度。若要获得丰富的地质信息和地表环境信息，可以选择TM（7、4、1）波段的组合， TM（7、4、1）波段组合后的影像清晰度高，干扰信息少，地质可解译程度高，各种构造形迹（褶 皱及断裂）显示清楚；若要获得监测火灾前后变化分析的影像，可以选择TM（7、4、3）波段 的组合，它们组合后的影像接近自然彩色，所以可通过TM（7、4、3）彩色合成图的分析来掌 握林火蔓延与控制及灾后林木的恢复状况；若要获得砂石矿遥感调查情况，可以选择TM（5、 4、1）波段组合；用TM影像编制洲地芦苇资源图时，宜用TM（3、4、5）波段组合的影像，分 辨率最高

12、，信息最丰富；用MSS图像编制土地利用地图，通常采用MSS（4、5、7）波段的合 成影像；若要再区分林、灌、草，则需要选用MSS（5、6、7）波段的组合影像。3. 2遥感影 像时相的选择 遥感影像的成像季节直接影响专题内容的解译质量。对其时相的选择，既要 根据地物本身的属性特征，又要考虑同一地物不同地域间的差异。例如解译农作物的种植面 积最好选在8、9月份，因为这时作物成熟了，但还没有收割，方便各种作物的区别；解译 海滨地区的芦苇地及其面积宜用5、6月份的影像；解译黄淮海地区盐碱土分布图宜用3、4 月份的影像。3. 3高分辨率影像的选择 分辨率的选择要符合自己的实际需要，分辨率高 对解译速度和

13、精度都有很大帮助。随着科技的不断发展，已经有了 1530m分辨率的ETM/TM影像、2. 55. 0m分辨率的SPORT影像、2m分辨率的福卫二号、lm分辨率的ORBVIEW 一 3 / IKONOS、0. 6m分辨率的QUICK BIRD等。法国SPOT-5卫星影像分辨率可达到2. 5m, 并可获得立体像对，进行立体观测。SPOT 一 5卫星上的主要遥感设备是2台高分辨率几何 成像仪（HRVIR）,其工作谱段有4个，主要任务是监测自然资源分布，特别是监测农业、林 业和矿产资源，观测植被生长状态与农田含水量等项，对农作物进行估产，了解城市建设与 城市土地利用状况等。卫星遥感传感器和遥感数据处理技术发展很快，一些传感器的立体观 测，各类遥感数据分辨率的提高，为遥感影像解译标志和遥感影像信息模型的开发、研究提 供了有利条件，为快速和精确地进行解译提供了便