遥感导论课件

遥感地理信息系统

与全球定位系统综合应用第一节遥感、地理信息系统

与全球定位系统综合应用概述地理信息系统及其在3S技术中的作用全球定位系统及其在3S技术中的作用遥感技术及其在3S技术中的作用一.地理信息系统及其在3S技术中的作用地理信息系统:计算机软硬件支持下，应用地理信息科学和系统工程理论，科学管理和综合分析地理数据，提供管理、模拟、决策预测预报等任务所需的各种地理信息的技术系统。地理信息系统的功能地理信息采集功能地理数据管理功能空间分析与属性分析功能地理信息的可视化功能二、全球定位系统及其在3S技术中的作用全球定位系统:空间定位系统的种类全球定位系统全球轨道导航卫星系统双星导航定位系统全球定位系统在3S技术中的作用精确的定位能力准确定时与测速能力三、遥感技术及其在3S技术中的作用GIS的数据源利用遥感数据影象获取地面高程,更新GIS高程数据第二节遥感、地理信息系统

与全球定位系统综合应用实例3S技术在车辆导航与车辆监控系统中的综合应用技术系统及其功能GPS在车辆导航与监控系统中的应用对行驶中的车辆进行定位车辆导航

一、3S技术在车辆导航与

车辆监控系统中的综合应用GIS在车辆导航与监控系统中的应用进行多种查询完成简单的计算支持电子地图的无级缩放、分层显示和管理提供辅助决策

一、3S技术在车辆导航与

车辆监控系统中的综合应用RS在车辆导航与监控系统中的应用利用高分辨率遥感影象图作为电子地图利用高分辨率遥感影象图更新城市矢量道路图3S在车辆导航与监控系统中的综合应用二、3S海洋渔业资源开发中的综合应用应用现状RS海洋渔业资源开发中的应用GIS海洋渔业资源开发中的应用GPS海洋渔业资源开发中的应用3S海洋渔业资源开发中的综合应用三、3S技术在精细农业中的综合应用精细农业与3S的关系RS在精细农业中的应用GIS在精细农业中的应用GPS在精细农业中的应用3S在精细农业中的综合应用3S技术在精细农业应用中面临的问题与解决对策四、3S技术土地研究中的综合应用RS技术土地领域中的综合应用GIS技术土地领域中的综合应用土地管理信息系统土地利用动态监测系统地籍管理信息系统GPS技术土地领域中的综合应用五、3S技术全球变化研究中的综合应用RS技术全球变化监测中的综合应用RS技术全球变化监测中的综合应用RS技术全球变化监测中的综合应用六、3S技术全球变化研究中的综合应用环境动态监测与环境保护防灾、减灾、救灾城市规划与城市管理SeaIce

Examplesofseaiceinformationandapplicationsinclude:iceconcentrationicetype/age/motionicebergdetectionandtrackingsurfacetopographytacticalidentificationofleads:navigation:safeshippingroutes/rescueicecondition(stateofdecay)historicaliceandicebergconditionsanddynamicsforplanningpurposeswildlifehabitatpollutionmonitoringmeteorological/globalchangeresearchAgriculturalapplications

croptypeclassificationcropconditionassessmentcropyieldestimationmappingofsoilcharacteristicsmappingofsoilmanagementpracticescompliancemonitoring(farmingpractices)

Oceans&CoastalMonitoringGeologicalapplicationssurficialdeposit/bedrockmappinglithologicalmappingstructuralmappingsandandgravel(aggregate)exploration/exploitationmineralexplorationhydrocarbonexplorationenvironmentalgeologygeobotanybaselineinfrastructureeventmappingandmonitoringgeo-hazardmappingplanetarymappingsedimentationmappingandmonitoringLanduseapplications:naturalresourcemanagementwildlifehabitatprotectionbaselinemappingforGISinputurbanexpansion/encroachmentroutingandlogisticsplanningforseismic/exploration/resourceextractionactivitiesdamagedelineation(tornadoes,flooding,volcanic,seismic,fire)legalboundariesfortaxandpropertyevaluationtargetdetection-identificationoflandingstrips,roads,clearings,bridges,land/waterinterface

LandCover&LandUse遥感的物理基础第一节电磁波与电磁波谱电磁波及其特性电磁波谱电磁辐射源一、电磁波及其特性波的概念：波是振动在空间的传播。机械波：声波、水波和地震波电磁波（ElectroMagneticSpectrum)

由振源发出的电磁振荡在空气中传播。演示电磁波是通过电场和磁场之间相互联系传播的：原理电磁辐射:这种电磁能量的传递过程（包括辐射、吸收、反射和透射）称为电磁辐射。电磁波的特性电磁波是横波在真空中以光速传播电磁波具有波粒二象性：电磁波在传播过程中，主要表现为波动性；在与物质相互作用时，主要表现为粒子性，这就是电磁波的波粒二象性。波动性：电磁波是以波动的形式在空间传播的，因此具有波动性粒子性：它是由密集的光子微粒组成的，电磁辐射的实质是光子微粒的有规律的运动。电磁波的粒子性，使得电磁辐射的能量具有统计性波粒二象性的程度与电磁波的波长有关：波长愈短，辐射的粒子性愈明显；波长愈长，辐射的波动特性愈明显。二、电磁波谱电磁波谱：将各种电磁波在真空中的波长按其长短，依次排列制成的图表。

在电磁波谱中，波长最长的是无线电波，其按波长可分为长波、中波、短波和微波。波长最短的是γ射线

电磁波的波长不同，是因为产生它的波源不同。2、遥感常用的电磁波波段的特性TheElectromagneticSpectrumMorethanmeetstheeye!ExamplesfromSpace!WavelengthThedistancefromonewavecresttothenextRadiowaveshavelongestwavelengthandGammarayshaveshortest!WavelengthUnitsMeters(likeonlastslideandinbook,p.613)Morecommonlyinnanometers(1nm=10-9

meters)AngstromsstillusedNamedforSwedishAstronomerwhofirstnamedthesewavelengths1nanometer=10AoLanguageoftheEnergyCycle:

TheElectromagneticSpectrumSpeedoflight=wavelength(l)xfrequency

=3x108m/sinvacuumWavenumber=1/wavelength(cm-1)FrequencyinGHz(1Hz=sec–1)EnergyWavelengthlSolarSpectrum=Shortwavespectrum=visiblespectrum:

Sunat6000K;peakemissionat0.5mmCO2H2OO3TerrestrialSpectrum=LongwaveSpectrum=InfraredSpectrum=ThermalSpectrum:

SaharaDesertonNimbus4SatelliteTheoreticalPlanckcurves:Earth~300K,peakemission~15mmEarthSpectrumIncomingfromSun:Highenergy,shortwavelengthOutgoingfromEarthLowenergyLongwavelength0.5mm10mm20mmElectromagneticSpectrumHighenergyShortwavelength/highfrequencyEmittedathighTSunEarth2、遥感常用的电磁波波段的特性紫外线(UV)：0.01-0.4μm，碳酸盐岩分布、水面油污染。可见光：0.4-0.76μm，鉴别物质特征的主要波段；是遥感最常用的波段。红外线(IR)

：0.76-1000μm。近红外0.76-3.0μm’中红外3.0-6.0μm；远红外6.0-15.0μm；超远红外15-1000μm。（近红外又称光红外或反射红外；中红外和远红外又称热红外。微波：1mm-1m。全天候遥感；有主动与被动之分；具有穿透能力；发展潜力大。三、电磁辐射源自然辐射源太阳辐射：是可见光和近红外的主要辐射源；常用5900的黑体辐射来模拟；其辐射波长范围极大；辐射能量集中-短波辐射。大气层对太阳辐射的吸收、反射和散射。地球的电磁辐射：小于3μm的波长主要是太阳辐射的能量；大于6μm的波长，主要是地物本身的热辐射；3-6μm之间，太阳和地球的热辐射都要考虑。太阳辐射照度分布曲线太阳与地球辐射的电磁波谱人工辐射源：主动式遥感的辐射源。雷达探测。分为微波雷达和激光雷达。微波辐射源：0.8-30cm激光辐射源：激光雷达—测定卫星的位置、高度、速度、测量地形等。第二节地物的光谱特性

任何地物都有自身的电磁辐射规律，如反射、发射、吸收电磁波的特性。少数还有透射电磁波的特性。地物的这种特性称为：地物的光谱特性。地物的反射率、吸收率和透射率对于某波段反射率高的地物，其吸收率就低，即为弱辐射体；反之，吸收率高的地物，其反射率就低。一、地物的反射光谱特性地物的反射率（反射系数或亮度系数）：地物对某一波段的反射能量与入射能量之比。反射率随入射波长而变化。影响地物反射率大小的因素：入射电磁波的波长入射角的大小地表颜色与粗糙度地物的反射光谱：地物的反射率随入射波长变化的规律。地物反射光谱曲线：根据地物反射率与波长之间的关系而绘成的曲线。地物电磁波光谱特征的差异是遥感识别地物性质的基本原理。不同地物在不同波段反射率存在差异：雪、沙漠、湿地、小麦的光谱曲线传感器探测波段的设计，是通过分析比较地物光谱数据而确定的。多光谱扫描仪（MSS）的波段设计：

MSS1(0.5-0.6μm)MSS2(0.6-0.7μm)MSS3(0.7-0.8μm)MSS4(0.8-1.1μm)同类地物的反射光谱具有相似性，但也有差异性。不同植物；植物病虫害地物的光谱特性具有时间特性和空间特性。时间特性空间特性不同植物光谱曲线比较植被的病虫害时间特征

地物发射电磁波的能力以发射率作为衡量标准；地物的发射率是以黑体辐射作为参照标准。黑体：在任何温度下，对各种波长的电磁辐射的吸收系数等于1（100%）的物体。黑体辐射(BlackBodyRadiation)：黑体的热辐射称为黑体辐射。二、地物的发射光谱特性1.

PowerSource:BlackbodyRadiation

Planck’sLaw:TheamountandspectrumofradiationemittedbyablackbodyisuniquelydeterminedbyitstemperatureMaxPlanck(1858–1947)NobelPrize1918Emissionfromwarmbodiespeakatshortwavelengthswavelength620K380K3、黑体辐射定律(1)朗克热辐射定律表示出了黑体辐射通量密度与温度的关系以及按波长分布的规律。黑体辐射的三个特性(p20)

辐射通量密度随波长连续变化，每条曲线只有一个最大值。温度越高，辐射通量密度越大，不同温度的曲线不同。随着温度的升高，辐射最大值所对应的波长向短波方向移动。(2)玻耳兹曼定律

Stefan-Boltzmann'slaw

即黑体总辐射通量随温度的增加而迅速增加，它与温度的四次方成正比。因此，温度的微小变化，就会引起辐射通量密度很大的变化。是红外装置测定温度的理论基础。温度3005001000200030004000500060007000波长9。665。802。901。450。970。720。580。480。41(3)维恩位移定律：Wien'sdisplacementlaw

随着温度的升高，辐射最大值对应的峰值波长向短波方向移动。4、地物的发射率和基尔霍夫定律发射率(Emissivity)：地物的辐射出射度（单位面积上发出的辐射总通量）W与同温下的黑体辐射出射度W黑的比值。它也是遥感探测的基础和出发点。影响地物发射率的因素：

地物的性质、表面状况、温度（比热、热惯量）：比热大、热惯量大，以及具有保温作用的地物，一般发射率大，反之发射率就小。按照发射率与波长的关系，把地物分为：黑体或绝对黑体：发射率为1，常数。灰体(greybody)：发射率小于1，常数选择性辐射体：反射率小于1，且随波长而变化。基尔霍夫定律：在一定温度下，地物单位面积上的辐射通量W和吸收率之比，对于任何物体都是一个常数，并等于该温度下同面积黑体辐射通量W黑。在给定的温度下，物体的发射率=吸收率（同一波段）；吸收率越大，发射率也越大。地物的热辐射强度与温度的四次方成正比，所以，地物微小的温度差异就会引起红外辐射能量的明显变化。这种特征构成了红外遥感的理论基础。5、黑体的微波辐射

任何物体在一定的温度下，不仅向外发射红外辐射，也发射微波辐射。二者基本相似。但微波是地物低温状态下的重要辐射特性，温度越低，微波辐射越明显。微波辐射比红外辐射弱得多，但技术上可以经过处理来接收。瑞里—金斯公式黑体辐射的微波功率与温度成正比，与波长的平方成反比。

微波波段与红外波段发射率的比较：不同地物之间微波发射率的差异比红外发射率要明显得多，因此，在可见光和红外波段中不易识别的地物，在微波波段中则容易识别。（表2-6）6、地物的发射光谱发射光谱：地物的发射率随波长变化的规律。发射光谱曲线：按照发射率和波长之间的关系绘成的曲线。岩石的发射光谱分析（图2-12）

亮度温度：衡量地物辐射特征的重要指标。指等物体的辐射功率等于某一黑体的辐射功率时，该黑体的绝对温度即为亮度温度。

Thetemperatureoftheblackbodywhichradiatesthesameradiantenergyasanobservedobjectiscalledthebrightnesstemperatureoftheobject.

亮度温度与实地温度的关系：总小于实地温度。透射率：入射光透射过地物的能量与入射总能量的百分比。透射率随着电磁波的波长和地物的性质而不同。可见光、红外、微波的透射能力。三、地物的透射光谱特性第三节大气和环境对遥感的影响大气的成分和结构大气对太阳辐射的影响大气窗口环境对地物光谱特性的影响一、大气的成分大气的传输特性：大气对电磁波的吸收、散射和透射的特性。这种特性与波长和大气的成分有关。大气的成分：多种气体、固态和液态悬浮的微粒混合组成的。大气物质与太阳辐射相互作用，是太阳辐射衰减的重要原因。二、大气的结构大气的垂直分层：对流层、平流层、中气层、热层和大气外层。对流层：航空遥感活动区。遥感侧重研究电磁波在该层内的传输特性。平流层：较为微弱。中气层：温度随高度增加而递减。热层：增温层。电离层。卫星的运行空间。大气外层：1000公里以外的星际空间。三、大气对太阳辐射的影响太阳辐射的衰减过程：30%被云层反射回；17%被大气吸收；22%被大气散射；31%到达地面。（图2-3）大气的透射率公式：透射率与路程、大气的吸收、散射有关。（一）大气的吸收作用氧气：小于0.2

μm；0.155为峰值。高空遥感很少使用紫外波段的原因。臭氧：数量极少，但吸收很强。两个吸收带；对航空遥感影响不大。水：吸收太阳辐射能量最强的介质。到处都是吸收带。主要的吸收带处在红外和可见光的红光部分。因此，水对红外遥感有极大的影响。二氧化碳：量少；吸收作用主要在红外区内。可以忽略不计。AbsorptionIncontrasttoscatter,atmosphericabsorptionresultsintheeffectivelossofenergytoatmosphericconstituents.Thisnormallyinvolvesabsorptionofenergyatagivenwavelength.Themostefficientabsorbersofsolarradiationinthisregardare:WaterVapourCarbonDioxideOzoneAbsorptionofEMenergybytheatmosphere（二）大气的散射作用

散射作用：太阳辐射在长波过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并向各个方向散开。改变了电磁波的传播方向；干扰传感器的接收；降低了遥感数据的质量、影像模糊，影响判读。大气散射集中在太阳辐射能量最强的可见光区。因此，散射是太阳辐射衰减的主要原因。ScatteringAtmosphericscatteringistheunpredictablediffusionofradiationbyparticlesintheatmosphere.Threetypesofscatteringcanbedistinguished,dependingontherelationshipbetweenthediameterofthescatteringparticle(a)andthewavelengthoftheradiation(

).ScatteringofEMenergybytheatmosphereRayleighScattera<

Rayleighscatteriscommonwhenradiationinteractswithatmosphericmolecules(gasmolecules)andothertinyparticles(aerosols)thataremuchsmallerindiameterthatthewavelengthoftheinteractingradiation.TheeffectofRayleighscatterisinverselyproportionaltothefourthpowerofthewavelength.Asaresult,shortwavelengthsaremorelikelytobescatteredthanlongwavelengths.Rayleighscatterisoneoftheprincipalcausesofhazeinimagery.Visuallyhazediminishesthecrispnessorcontrastofanimage.RelationshipbetweenpathlengthofEMradiationandthelevelofatmosphericscatterMieScattera<=>

Miescatterexistswhentheatmosphericparticlediameterisessentiallyequaltotheenergywavelengthsbeingsensed.WatervapouranddustparticlesaremajorcausesofMiescatter.ThistypeofscattertendstoinfluencelongerwavelengthsthanRayleighscatter.AlthoughRayleighscattertendstodominateundermostatmosphericconditions,Mie

scatterissignificantinslightlyovercastones.Non-selectivescattera>

Non-selectivescatterismoreofaproblem,andoccurswhenthediameteroftheparticlescausingscatteraremuchlargerthanthewavelengthsbeingsensed.Waterdroplets,thatcommonlyhavediametersofbetween5and100mm,cancausesuchscatter,andcanaffectallvisibleandnear-to-mid-IRwavelengthsequally.Consequently,thisscatteringis“non-selective”withrespecttowavelength.Inthevisiblewavelengths,equalquantitiesofbluegreenandredlightarescattered.Non-SelectivescatterofEMradiationbyacloud三种散射作用瑞利散射：当微粒的直径比辐射波长小得多时，此时的散射称为瑞利散射。散射率与波长的四次方成反比，因此，瑞利散射的强度随着波长变短而迅速增大。紫外线是红光散射的30倍，0.4微米的蓝光是4微米红外线散射的1万倍。瑞利散射对可见光的影响较大，对红外辐射的影响很小，对微波的影响可以不计。多波段中不使用蓝紫光的原因：颜色红橙黄黄绿青兰紫紫外线波长0.70.620.570.530.470.40.3散射率11.62.23.34.95.430.0无云的晴天，天空为什么呈现蓝色？朝霞和夕阳为什么都偏橘红色？米氏散射：当微粒的直径与辐射波长差不多时的大气散射。云、雾的粒子大小与红外线的波长接近，所以云雾对对红外线的米氏散射不可忽视。无选择性散射：当微粒的直径比辐射波长大得多时所发生的散射。符合无选择性散射条件的波段中，任何波段的散射强度相同。水滴、雾、尘埃、烟等气溶胶常常产生非选择性散射。云雾为什么通常呈现白色？结论

太阳辐射衰减的原因是什么？在可见光和近红外波段，大气最主要的散射作用是什么？无云的晴天，天空为什么呈现蓝色？朝霞和夕阳为什么都偏橘红色？微波为什么具有极强的穿透云层的作用？为什么在选择遥感工作波段时，要考虑大气层的散射和吸收作用？四、大气窗口1、大气窗口：通过大气而较少被反射、吸收或散射的投射率较高的电磁辐射波段。大气窗口是选择遥感工作波段的重要依据。常见的大气窗口：AtmosphericWindowsSomesensors,especiallythoseonmeteorologicalsatellites,seektodirectlymeasureabsorptionphenomenasuchasthoseassociatedwithCO2andothergaseousmolecules.NotethattheatmosphereisnearlyopaquetoEMradiationinthemidandfarIRInthemicrowaveregion,bycontrast,mostoftheEMradiationmovesthroughunimpeded-sothatradaratcommonlyusedwavelengthswillnearlyallreachtheEarthsurfaceunimpeded-althoughspecificwavelengthsarescatteredbyraindrops.五、环境对地物光谱特性的影响地物的物理性状光源的辐射强度：纬度与海拔高度季节：太阳高度不同探测时间：时间不同，反射率不同。气象条件遥感数字图像的计算机解译93§1、数字图像的性质和特点遥感数字图像遥感数字图像是以数字表示的遥感图像,其最基本的单元是像素.像素是成像过程的采样点,也是计算机处理图像的最小单元.像素具有空间特征和属性特征.像素的属性特征采用亮度值来表达.正像素;混合像素94§1、数字图像的性质和特点

二、遥感数字图像的特点便于计算机处理与分析图像信息损失少抽象性强95§1、数字图像的性质和特点96

三.遥感数字图像的表示方法遥感数字图像是以二维数组来表示的.§1、数字图像的性质和特点97三.遥感数字图像的表示方法遥感图像按照波段数量分为:单波段数字图像:SPOT的全色波段.多波段数字图像:TM的7个波段数据.多波段数字图像的三种数据格式BSQ格式(Bandsequential)BIP格式(Bandinterleavedbypixel)BIL格式(Bandinterleavedbyline)§1、数字图像的性质和特点空间采样：将航空像片具有的连续灰度信息转化为每行有m个单元，每列有n个单元的像素组合。属性量化：可得到每个像元的数字模拟量，与航空像片中对应位置上的灰度相对应。98四.航空像片的数字化§2、遥感图像的计算机分类99一、分类原理与基本过程遥感图像计算机分类的依据是遥感图像像素的相似度。常使用距离和相关系数来衡量相似度。采用距离衡量相似度时，距离越小相似度越大。采用相关系数衡量相似度时，相关程度越大，相似度越大。100遥感图像计算机分类方法监督分类法：选择具有代表性的典型实验区或训练区，用训练区中已知地面各类地物样本的光谱特性来“训练”计算机，获得识别各类地物的判别函数或模式，并以此对未知地区的像元进行分类处理，分别归入到已知的类别中。非监督分类：是在没有先验类别（训练场地）作为样本的条件下，即事先不知道类别特征，主要根据像元间相似度的大小进行归类合并（即相似度的像元归为一类）的方法。一、分类原理与基本过程遥感数字图像计算机分类基本过程根据图像分类目的选取特定区域的遥感数字图像，需考虑图像的空间分辨率、光谱分辨率、成像时间、图像质量等。根据研究区域，收集与分析地面参考信息与有关数据。根据分类要求和图像数据的特征，选择合适的图像分类方法和算法。制定分类系统，确定分类类别。找出代表这些类别的统计特征为了测定总体特征，在监督分类中可选择具有代表性的训练场地进行采样，测定其特征。在非监督分类中，可用聚类等方法对特征相似的像素进行归类，测定其特征。对遥感图像中各像素进行分类。分类精度检查。对判别分析的结果进行统计检验。101二、图像分类方法1、监督分类102

（1）、最小距离分类法Step2–foreachunclassifiedpixel,calculatethedistancetoaverageforeachtrainingarea二、图像分类方法1、监督分类103

（1）、最小距离分类法最近邻域分类法

NearestNeighbour

。DefinesatypicalpixelforeachclassAssignspixelsonthebasisofspectraldistanceCanseparatediverseclassesBoundaryproblemsremainunresolved二、图像分类方法1、监督分类104

（2）、多级切割分类法通过设定在各轴上的一系列分割点，将多维特征空间划分成分别对应不同分类类别的互不重叠的特征字空间的分类方法。对于一个未知类别的像素来说，它的分类取决于它落入哪个类别特征字空间中。二、图像分类方法1、监督分类105

（3）、特征曲线窗口分类法特征曲线是地物光谱特征曲线参数构成的曲线。以特征曲线为中心取一个条带，构造一个窗口，凡是落在此窗口内的地物即被认为是一类，反之，则不属于该类。二、图像分类方法1、监督分类106

（4）、最大似然比分类法(MaximumLikelihood)通过求出每个像素对于各类别的归属概率，把该像素分到归属概率最大的类别中去的方法。假定训练区地物的光谱特征和自然界大部分随机现象一样，近似服从正态分布。MaximumLikelihoodDefinesatypicalpixelforeachclassCalculatestheprobabilitythateachpixelintheimagebelongstothatclassMapsclassesonthebasisofconfidencelevelsBoundaryproblemsresolved二、图像分类方法1、监督分类107

（4）、最大似然比分类法(MaximumLikelihood)二、图像分类方法1、监督分类108

（4）、最大似然比分类法(MaximumLikelihood)二、图像分类方法1、监督分类109

（4）、最大似然比分类法(MaximumLikelihood)二、图像分类方法2、非监督分类110

（1）、分级集群法确定评价各样本相似程度所采用的指标初定分类总数；计算样本间的距离，据距离最近的原则判定样本归并到不同类别；归并后的类别作为新类，与剩余的类别重新组合，然后再计算并改正其距离。分级集群方法的特点是分级进行的，可能导致对一个像元的操作次序不同，得到不同的分类结果。这是该方法的缺点。

二、图像分类方法2、非监督分类111

（2）、动态聚类法在初始状态给出图像粗糙的分类，然后基于一定原则在类别间重新组合样本，直到分类比较合理为止。二、图像分类方法1123、监督分类与非监督分类方法比较根本区别在于是否利用训练场地来获取先验的类别知识。监督分类的关键是选择训练场地。训练场地要有代表性，样本数目要能够满足分类要求。此为监督分类的不足之处。非监督分类不需要更多的先验知识，据地物的光谱统计特性进行分类。当两地物类型对应的光谱特征差异很小时，分类效果不如监督分类效果好。三、图像分类中的有关问题

1、未充分利用遥感图像提供的多种信息

只考虑多光谱特征，没有利用到地物空间关系、图像中提供的形状和空间位置特征等方面的信息。统计模式识别以像素为识别的基本单元,未能利用图像中提供的形状和空间位置特征,其本质是地物光谱特征分类.水体的分类.

113三、图像分类中的有关问题1142、提高遥感图像分类精度受到限制大气状况的影响：吸收、散射。下垫面的影响：下垫面的覆盖类型和起伏状态对分类具有一定的影响。其他因素的影响：云朵覆盖；不同时相的光照条件不同，同一地物的电磁辐射能量不同；地物边界的多样性。§3、遥感图像多种特征的抽取一、地物边界跟踪法点状地物与面状地物的边界跟踪线装地物信息检测与跟踪二、形状特征描述与提取地物形状特征的描述地物形态特征的提取115§3、遥感图像多种特征的抽取

三、地物空间关系特征描述与提取不同地物之间的空间关系：方位关系、包含关系、相邻关系、相交关系、相贯关系。空间关系特征提取与描述（1）方位关系的提取（2）包含关系特征提取与描述（3）相邻关系特征抽取（4）相交关系特征抽取（5）相关关系特征的提取116§4、遥感图像专家解译系统

专家系统：把某一特定领域的专家知识与经验形式化后输入到计算机中，由计算机模仿专家思考问题与解决问题，是代替专家解决专业问题的技术系统。遥感图像解译专家系统的组成图像处理与特征提取子系统遥感图像解译知识获取子系统遥感图像解译专家系统的机理计算机解译的主要技术发展趋势

117§4、遥感图像专家解译系统1、图像处理与特征提取子系统：包括图像处理、地形图数字化、精纠正、特征提取，结果存贮在遥感数据库内。2、遥感图像解译知识获取系统：获取遥感图像解译专家知识，并把专家知识形式化表示，存贮在知识库中。3、狭义的遥感图像解译专家系统。118一、遥感图像解译专家系统的组成§4、遥感图像专家解译系统1、图像处理：图像滤波可消除图像的噪声；图像增强可突出目标物体与背景的差异；大气纠正可消除大气散射、雾霁等影响；几何精校正后的数字影像可与专题图精确复合；2、分类与特征提取子系统

从图像中抽取光谱特征、图像特征和空间特征，为专家系统进行推理、判断及分析提供依据。

119二、图像处理与特征提取子系统§4、遥感图像专家解译系统1、遥感图像解译知识获取系统的主要功能是知识获取.2、知识获取有三个层次:增加遥感解译新知识发现原有错误知识,修改或补充新知识根据解译结果,自动总结经验，修改错误知识,增加新知识.4、遥感图像解译描述性知识可以采用框架式方法表示框架知识表示方法的特点5、过程性知识采用产生式规则知识表示方法产生式规则的特点120三、遥感图像解译知识获取子系统§4、遥感图像专家解译系统1、遥感图像数据库包括遥感图像数据和每个地物单元的不同特征，由数据管理系统管理。2、解译知识库包括专家解译知识和背景知识，由知识库管理系统管理。3、推理机采用正向推理和反向推理相结合的方式进行遥感图像解译。121四、遥感图像解译专家系统的机理

推理机具有两种运行形式咨询式：用户和系统进行人机对话，解译系统根据用户提供的区域信息和任务要求，完成遥感图像解译。隐蔽式：解译过程中图像数据同解译知识的结合在专家系统内部进行。数据的传递、知识的调用都在系统内部独立完成§4、遥感图像专家解译系统122五、计算机解译的主要技术发展趋势1、抽取遥感图像多种特征

对高分辨率卫星图像的自动解译来说，一般分别对目标地物采用地、中、高三个层次进行特征抽取和表达。

低层次的对象是像素，每个像素对应的数值是该地物波谱特征的表征；中层次主要抽取和描述目标的形态、纹理等空间特征；高层次主要抽取和描述识别目标与相邻地物之间的空间关系。§4、遥感图像专家解译系统

GIS数据库在计算机自动解译中发挥以下重要作用：（1）对遥感图像进行辐射校正，消除或降低地形差异的影响；（2）作为解译的直接证据，增加遥感图像的信息量；（3）作为解译的辅助证据，减少自动解译中的不确定性；（4）作为解译结果的检验数据，降低误判率。123五、计算机解译的主要技术发展趋势2、逐步完成GIS各种专题数据库的建设，利用GIS数据减少自动解译中的不确定性§4、遥感图像专家解译系统

需要从以下两方面开展工作：建立解译知识库和背景知识库。解译知识库是遥感图像解译认识和经验经形式化后记录在贮存介质上的。背景知识库是有关遥感解译背景知识与经验的集合，以地学知识为主。根据遥感图像解译的特点来构造专家系统。124五、计算机解译的主要技术发展趋势3、建立适用于遥感图像自动解译的专家系统，提高自动解译的灵活性§4、遥感图像专家解译系统

既可以发挥图像解译专家知识的指导作用，在一定程度上为模式识别提供经验性的知识，又可以利用数字遥感图像本身提供的特征，有助于提高计算机解译的灵活性。125五、计算机解译的主要技术发展趋势4、模式识别与专家系统相结合§4、遥感图像专家解译系统（1）人工神经网络(ArtificialNeuralNetworks)在遥感图像识别中的应用。（2）小波分析在遥感图像识别中的应用。（3）分形技术在遥感图像识别中的应用。（4）模糊分类方法遥感图像识别中的应用。126五、计算机解译的主要技术发展趋势5、计算机解译新方法的应用遥感应用第一节地质遥感第二节水体遥感第三节植被遥感第四节土壤遥感第五节高光谱遥感的应用第一节地质遥感一、岩性的识别岩石的反射光谱特征：与岩石本身的矿物成分和颜色密切相关组成岩石的矿物颗粒大小和表面粗糙度的影响岩石表面湿度的影响。一、岩性的识别2、沉积岩的影像特征及其识别沉积岩最大特点是成层性沉积岩常常形成不同的地貌特点沉积岩的解译应着重标志性岩层的建立.疏松的陆相碎屑岩直接与形成的地貌有关一、岩性的识别3、岩浆岩的影像特征及其识别岩浆岩呈团块状和短的脉状,与沉积岩在形状结构上明显不同。酸性岩以花岗岩为代表，色调浅,易与围岩区分,形态常显圆形,椭圆形和多边形.基性岩色调深容易风化剥蚀成负地形:方山,台地.中性岩介于二者之间。火山岩最易识别.4、变质岩的影像特征及其识别与原始母岩的特征相似，由于变质作用，使得影像特征更复杂。二、地质构造的识别1、水平岩层的识别：硬岩的陡坎与软岩的缓坡呈同心圆状分布。2、倾斜岩层的识别：

在低分辨率遥感影像上，根据顺向坡有较长坡面，逆向坡坡长较短的特性判断岩层的倾向。在高分辨率的遥感影像上常出现岩层三角面，据此可确定岩层的产状3、褶皱及其类型的识别

注意不同分辨率遥感影像的综合应用。选择影像上显示最稳定、延续性最好的平行色带作为标志层。标志层的色带呈圈闭的圆形、椭圆形、橄榄形、长条形或马蹄形等，是确定褶皱的重要标志。

二、地质构造的识别4、断层及其类型的识别：断层在遥感影像上有两种表现：一是线性的色调异常；二是两种不同色调的分界面呈线状延伸。地质构造标志、地貌标志、水系标志等影像特征也是判断断层存在的重要标志。5、活动断层的确定除了具备断层的影像特征外，还具有以下特征：山形、沟谷的明显错位和变形；山形走向突然中断；山前现代或近代洪积扇错开；震中呈线形排列，活动频繁。

三、构造运动的分析上升运动，在地貌上表现为山地的抬升及河流的切割；地壳的下沉区在地貌上表现为负地形。两者接触带上往往有断裂存在。在水系上，上升区表现为放射状水系；下降区则表现为汇聚状水系。第二节水体遥感一、水体的光谱特征：

传感器所接受的辐射包括水面反射光、悬浮物反射光、水底反射光和天空散射光。不同水体的水面性质、水中悬浮物的性质和数量、水深和水底特性的不同，传感器上接收的反射光谱特性存在差异,为遥感探测水体提供了基础。第二节水体遥感二、水体界线的确定在近红外图像上，水体呈黑色；在雷达图像上，水体呈黑色。三、水体悬浮物的确定1、泥沙的确定浑浊水体的反射光谱曲线整体高于清水；波谱反射峰值向长波方向移动。（“红移）随着悬浮泥沙浓度的加大，可见光对水体的透射能力减弱，反射能力加强。波长较短的可见光，如蓝光和绿光对水体的穿透力较强，可反映出水面下一定深度的泥沙分布状况。三、水体悬浮物的确定2、叶绿素的确定水体叶绿素浓度增加，蓝光波段的反射率下降，绿光波段的反射率增高；水面叶绿素和浮游生物浓度高时，近红外波段仍存在一定的反射率，该波段影像中水体不呈黑色，而呈灰色，甚至浅灰色。四、水温的探测白天水体为暗色调，夜晚为浅色调。五、水体污染的探测1、水体污染物浓度大且使水色显著地变黑、红、黄等，与背景水色有较大