实 习 卫 星 遥 感 影 像 目 视 解 译 实 习 目 的 目 视 判 读 是 卫 星 图 像 应 用 的 最 基 本 方 法, 用 计 算 机 进 行 自 动 分 类 时, 训 练 样 本 的 选 择 以 及 自 动 分 类 决 策 等, 也 都 需 要 目 视 判 读 作 为 基 础 了 解 卫 星 遥 感 影 像 的 波 段 特 性 以 及 对 应 的 地 物 波 谱 特 性 ; 建 立 遥 感 影 像 解 译 标 志, 从 影 像 中 目 视 解 译 出 耕 地 林 地 草 地 水 体 居 民 地 盐 碱 地 沼 泽 地 等 土 地 利 用 类 型 二 原 理 与 方 法 原 理 地 物 光 谱 特 性 ( 标 题 为 小 四, 宋 体, 加 粗 ) 在 以 遥 感 图 像 中 识 别 地 物 和 现 象 的 属 性 及 其 研 究 它 们 之 间 的 关 系 和 演 化 变 化 规 律 时, 必 须 首 先 了 解 和 掌 握 地 物 的 光 谱 特 性, 以 及 它 们 空 间 和 时 间 特 性 的 变 化 不 同 地 物 在 不 同 波 段 反 射 率 存 在 着 差 异 因 此, 在 不 同 波 段 的 遥 感 图 像 上 即 呈 现 出 不 同 的 色 调 同 类 地 物 的 反 射 光 谱 是 相 似 的, 但 随 着 该 地 物 的 内 在 差 异 而 有 所 变 化 这 种 变 化 是 由 于 多 种 因 素 造 成 的, 如 物 质 成 分 内 部 结 构 表 面 光 滑 程 度 颗 粒 大 小 几 何 形 状 风 化 程 度 表 面 含 水 量 及 色 泽 等 差 别 这 就 是 判 读 识 别 各 种 地 物 的 基 础 和 依 据 方 法 ( ) 直 接 判 定 法 在 卫 星 图 像 上 直 接 判 定 般 是 依 据 其 色 调 标 志 和 图 型 标 志 进 行 直 接 判 定, 色 调 ( 或 色 彩 ) 标 志 在 卫 星 图 像 直 接 判 定 中 的 重 要 性, 对 色 调 分 析 必 须 要 结 合 具 体 的 图 形 或 图 像 特 征, 即 色 要 附 于 定 的 形 上, 色 调 才 具 有 实 际 意 义, 才 可 能 判 定 识 别 地 物 ( 二 ) 对 比 分 析 法 对 比 分 析 法 是 对 卫 星 图 像 不 同 波 段 不 同 时 相 的 图 像 进 行 对 比 分 析, 以 及 与 地 面 已 知 资 料 或 实 地 进 行 对 比 对 比 的 目 的 在 于 建 立 卫 星 图 像 与 实 地 地 物 和 现 象 的 对 应 关 系, 总 结 判 读 经 验, 发 现 图 像 异 常, 以 便 从 卫 星 图 像 上 提 取 更 多 信 息, 使 判 读 成 果 更 为 准 确 可 靠 ( 三 ) 逻 辑 推 理 法
基 于 卫 星 图 像 的 特 点 判 读 时 更 多 的 是 应 用 地 学 规 律 的 相 关 分 析 和 实 际 经 验, 进 行 逻 辑 推 理 法 的 判 读, 即 借 助 各 种 地 物 和 自 然 现 象 间 内 在 联 系, 结 合 图 像 上 表 现 出 的 特 征, 用 专 业 知 识 的 逻 辑 推 理 方 法, 判 定 某 地 物 和 现 象 的 存 在 及 其 属 性 卫 星 图 像 的 视 域 宽 广, 能 显 示 较 大 区 域 的 地 物 和 现 象 的 空 间 分 布 根 据 地 物 和 现 象 在 自 然 界 中 固 有 的 相 互 依 存 关 系 和 规 律, 运 用 逻 辑 推 理 法, 就 能 从 易 被 人 们 忽 视, 或 难 于 发 现 的 潜 在 的 或 微 小 的 图 像 差 异 中, 寻 找 出 识 别 地 物 的 依 据, 从 而 提 取 更 多 有 用 的 信 息 三 实 习 仪 器 与 数 据 计 算 机 ENVI 和 ARCVIEW GIS 软 件,TM4 3 2 波 段 合 成 标 准 假 彩 色 合 成 图 像 表 1 TM 遥 感 影 像 的 波 段 划 分 及 其 光 谱 效 应 波 段 波 长 范 围 波 段 光 谱 效 应 TM-1 0.45 0.52μm 属 蓝 光 波 段 对 水 体 有 较 强 的 透 视 能 力 ; 对 叶 绿 素 反 映 敏 感 ; 对 区 分 干 燥 的 土 壤 和 茂 密 的 植 物 也 有 较 好 的 效 果 TM-2 0.52 0.60μm 属 绿 光 波 段 对 水 体 的 透 视 能 力 较 强 ; 对 植 被 的 反 射 敏 感, 能 区 分 林 型 树 种 TM-3 0.63 0.69μm 属 红 光 波 段 可 以 根 据 植 被 的 色 调 判 断 植 物 的 健 康 状 况, 也 可 以 区 分 植 被 的 种 类 和 覆 盖 度 ; 还 可 以 用 以 判 定 地 貌 岩 性 土 壤 水 中 泥 沙 流 等 TM-4 0.76 0.90μm 属 于 近 红 外 波 段 此 波 段 避 开 了 小 于 0.76μm 出 现 的 叶 绿 素 陡 坡 效 应 的 坡 面 和 大 于 0.9μm 可 能 发 生 的 水 分 子 吸 收 谱 带, 使 之 更 集 中 地 反 映 植 物 的 近 红 外 波 段 的 强 反 射, 茂 密 的 植 被 呈 浅 色 可 用 于 植 被 生 物 量 作 物 长 势 的 调 查 TM-5 1.55 1.75μm 属 于 近 红 外 波 段, 波 长 大 于 TM-4 处 于 水 的 吸 收 带 (1.4 1.9μm) 内, 对 含 水 量 反 映 敏 感, 可 用 于 土 壤 湿 度 植 物 含 水 量 调 查 水 分 状 况 研 究 作 物 长 势 分 析 等, 从 而 提 高 了 区 分 不 同 作 物 类 型 的 能 力 ; 对 岩 性 土 壤 类 型 的 判 定 也 有 定 的 作 用 TM-6 10.4 12.6μm 属 于 热 红 外 波 段 对 热 异 常 敏 感 可 用 于 区 分 农 林 覆 盖 类 型 ; 辨 别 地 表 温 度 差 异 ; 监 测 与 人 类 活 动 有 关 的 热 特 征 ; 进 行 水 体 温 度 变 化 制 图 TM-7 2.08 2.35μm 属 于 热 红 外 波 段 可 用 于 区 分 主 要 岩 石 类 型, 可 用 于 地 质 探 矿 与 制 图 四 实 习 步 骤 1 建 立 解 译 标 志 指 在 遥 感 图 像 上 能 具 体 反 映 和 判 别 地 物 和 现 象 的 影 像 特 征 根 据 土 地 利
用 分 类 系 统, 综 合 影 像 的 色 调 阴 影 大 小 形 状 纹 理 图 案 位 置 组 合 等 解 译 要 素, 结 合 地 理 区 域 和 研 究 对 象, 地 物 与 其 相 关 指 示 特 性 ; 地 物 与 环 境 的 关 系 ; 地 物 与 成 像 时 间 的 关 系 等 进 行 判 读 表 2 编 码 本 实 习 要 求 提 取 土 地 利 用 类 型 类 型 说 明 11 3 水 田 指 有 水 源 保 证 和 灌 溉 设 施, 在 般 年 景 能 正 常 灌 溉, 用 以 种 植 水 稻, 连 藕 等 水 生 农 作 物 的 耕 地, 包 括 实 行 水 稻 和 旱 地 作 物 轮 种 的 耕 地 指 无 灌 溉 水 源 及 设 施, 靠 天 然 将 水 生 长 作 物 的 耕 地 ; 有 水 源 和 浇 灌 设 施, 在 12 旱 地 般 年 景 下 能 正 常 灌 溉 的 旱 作 物 耕 地 ; 以 种 菜 为 主 的 耕 地 ; 正 常 轮 作 的 休 闲 3 地 和 轮 歇 地 21 有 林 地 指 郁 闭 度 >30% 的 天 然 林 和 人 工 林 包 括 用 材 林 经 济 林 防 护 林 等 成 片 林 地 22 灌 木 林 指 郁 闭 度 >40% 高 度 在 2 米 以 下 的 矮 林 地 和 灌 丛 林 地 31 草 地 指 以 生 长 草 本 植 物 为 主, 覆 盖 度 在 5% 以 上 的 各 类 草 地, 包 括 以 牧 为 主 的 灌 丛 草 地 和 郁 闭 度 在 10% 以 下 的 疏 林 草 地 41 河 渠 指 天 然 形 成 或 人 工 开 挖 的 河 流 及 主 干 常 年 水 位 以 下 的 土 地 人 工 渠 包 括 堤 岸 42 湖 泊 指 天 然 形 成 的 积 水 区 常 年 水 位 以 下 的 土 地 51 城 镇 用 地 指 大 中 小 城 市 及 县 镇 以 上 建 成 区 用 地 农 村 居 民 52 指 独 立 于 城 镇 以 外 的 农 村 居 民 点 点 61 沙 地 指 地 表 为 沙 覆 盖, 植 被 覆 盖 度 在 5% 以 下 的 土 地, 包 括 沙 漠, 不 包 括 水 系 中 的 沙 漠 63 盐 碱 地 指 地 表 盐 碱 聚 集, 植 被 稀 少, 只 能 生 长 强 耐 盐 碱 植 物 的 土 地 64 指 地 势 平 坦 低 洼, 排 水 不 畅, 长 期 潮 湿, 季 节 性 积 水 或 常 年 积 水, 表 层 生 长 沼 泽 地 湿 生 植 物 的 土 地 表 3 土 地 利 用 / 覆 被 的 TM( 标 准 假 彩 色 合 成 ) 影 像 特 征 类 型 特 征 空 间 分 布 位 置 影 像 特 征 形 态 色 调 纹 理 111 主 要 分 布 在 山 区 沟 谷 陡 坡 地 带 几 何 特 征 较 为 明 显, 田 块 均 成 条 带 分 布 深 绿 色 深 蓝 色 近 黑 色 ( 春 ) 粉 红 色 ( 夏 ) 影 像 纹 理 较 均 耕 地 水 田 112 主 要 分 布 在 丘 陵 河 流 或 沟 谷 两 侧 几 何 特 征 明 显, 田 块 较 小 而 呈 条 带 状 深 绿 色 深 蓝 色 近 黑 色 ( 春 ) 粉 红 色 ( 夏 ) 影 像 纹 理 较 均 10 11 113 主 要 分 布 在 滨 海 平 原 河 流 冲 积 与 洪 积 平 原, 以 及 山 区 河 谷 平 原 几 何 形 状 明 显, 边 界 清 晰 田 块 较 大, 有 渠 道 灌 溉 设 施, 多 呈 大 面 积 分 布 深 绿 色 浅 蓝 色 ( 春 ) 粉 红 色 ( 夏 ) 绿 色 与 橙 色 相 间 ( 收 割 后 ) 影 像 纹 理 较 均
121 主 要 分 布 在 山 区 坡 地 沿 山 脚 低 缓 坡 不 规 则 条 带 状 分 布, 边 界 不 清 楚 影 像 色 调 多 样, 般 为 浅 绿 色 浅 灰 色 或 红 色 影 像 结 构 粗 糙 旱 地 122 主 要 分 布 在 丘 陵 缓 坡 地 带 几 何 特 征 不 规 则, 田 块 界 限 不 清 楚, 但 易 于 其 它 地 类 区 别 影 像 色 调 多 样, 般 为 淡 绿 色 浅 灰 色 或 浅 红 色 影 像 结 构 粗 糙 12 纹 理 明 显, 有 主 要 分 布 在 河 流 地 块 边 界 清 晰, 几 何 影 像 色 调 多 样, 浅 灰 色 或 条 状 纹 理, 有 123 冲 洪 积 滨 海 平 原 特 征 规 则, 呈 大 面 积 浅 黄 色 ( 春 ) 褐 色 ( 收 割 田 块 形 状, 可 台 地 山 前 平 原 分 布 后 ) 红 色 或 浅 红 色 ( 夏 ) 见 农 田 防 护 林 网 格 有 林 地 21 不 同 地 貌 区 域 均 有 分 布 以 大 小 兴 安 岭 长 白 山 等 山 地 为 主 受 地 形 控 制 边 界 自 然 圆 滑, 呈 不 规 则 形 状 深 红 色 暗 红 色, 色 调 均 匀 有 绒 状 纹 理 林 地 灌 木 林 地 22 主 要 分 布 在 丘 陵 及 河 谷 两 侧 受 地 形 控 制 边 界 自 然 圆 滑, 呈 不 规 则 形 状 浅 红 色, 色 调 均 匀 影 像 结 构 较 粗 糙 20 疏 林 地 23 主 要 分 布 山 区 丘 陵 地 带 受 地 形 控 制 边 界 自 然 圆 滑, 呈 不 规 则 形 状 红 色, 浅 红 色, 色 调 杂 乱 影 像 结 构 细 腻 其 它 林 地 24 山 地 平 原 丘 陵 均 有 分 布 几 何 特 征 明 显, 边 界 规 则 呈 块 状 不 规 则 面 状, 边 界 清 晰 影 像 色 调 多 样 影 像 结 构 不 主 要 分 布 在 吉 林 高 覆 盖 度 草 地 31 省 及 黑 龙 江 省 西 部 低 洼 地 或 平 地, 山 地 丘 陵 的 阳 坡 面 状 条 带 状 块 状, 边 界 清 晰 红 色, 黄 色, 褐 色, 绿 色 影 像 结 构 较 均, 边 界 清 晰, 无 纹 理 及 顶 部 也 有 分 布 草 地 30 中 覆 盖 度 草 地 32 主 要 分 布 在 本 区 西 部 低 洼 地 及 山 地 丘 陵 的 阳 坡 或 顶 部 面 状 条 带 状 块 状, 边 界 清 晰 黄 色, 褐 色, 绿 色 或 白 色 影 像 结 构 较 均 低 覆 盖 度 草 地 33 山 地 丘 陵 阳 坡 或 顶 部, 主 要 分 布 在 辽 西 山 地, 西 部 低 洼 地 也 有 分 布 不 规 则 斑 块 不 均 匀 浅 绿 及 黄 色 影 像 结 构 较 均 水 域 40 主 要 分 布 在 平 原 河 流 41 及 山 区 沟 谷 湖 泊 42 主 要 分 布 平 原 几 何 特 征 明 显, 自 然 弯 曲 或 局 部 明 显 平 直, 边 界 明 显 几 何 特 征 明 显, 呈 现 自 然 形 态 深 蓝 蓝 浅 蓝 色 深 蓝 蓝 浅 蓝 色 影 像 结 构 均 影 像 结 构 均
水 库 坑 塘 43 主 要 分 布 平 原 丘 陵 区 的 耕 地 周 围 几 何 特 征 明 显, 有 人 工 塑 造 痕 迹 深 蓝 蓝 浅 蓝 色 影 像 结 构 均 滩 地 46 沿 河 流 两 侧 或 湖 泊 周 围 沿 河 湖 呈 条 带 状 或 片 状 分 布 灰 白 色, 白 色, 黄 白 色 影 像 结 构 比 较 均 城 镇 用 地 51 主 要 分 布 于 平 原 沿 海 及 山 间 谷 地 几 何 形 状 特 征 明 显, 边 界 清 晰 青 灰 色, 杂 有 白 色 或 杂 色 栅 格 状 斑 点 影 像 结 构 粗 糙 居 民 点 用 地 50 农 村 居 民 用 地 52 工 交 建 设 用 地 53 各 地 貌 类 型 区 均 有 分 布 主 要 分 布 在 城 镇 及 经 济 发 达 区 周 围 或 交 通 沿 线 几 何 形 状 特 征 明 显, 边 界 清 晰 边 界 清 晰 青 色, 灰 色, 杂 有 其 它 地 类 色 调 灰 色 或 色 调 不 均 影 像 结 构 粗 糙 影 像 结 构 较 粗 糙 未 利 用 土 地 60 沙 地 61 盐 碱 地 63 沼 泽 地 64 主 要 分 布 湖 积 平 原 及 西 部 风 沙 区 主 要 分 布 在 本 区 西 部 低 洼 地 主 要 分 布 在 河 流 沿 岸 及 平 原 上 的 低 洼 地 及 沿 海 逐 渐 过 渡, 边 界 不 清 晰 边 界 较 清 晰 几 何 形 状 明 显, 边 界 清 楚 影 像 结 构 比 较 浅 绿 色 均 匀 白 色, 夹 蓝 色 或 红 色 斑 点 影 像 结 构 粗 糙 红 色, 紫 色, 黑 色 影 像 结 构 细 腻 2 土 地 利 用 类 型 目 视 判 读 根 据 土 地 利 用 类 型 及 其 解 译 标 志 对 遥 感 影 像 进 行 目 视 判 读 耕 地 林 地 湖 泊 水 域 滩 地
沼 泽 地 盐 碱 地 沙 地 图 1 各 种 土 地 利 用 类 型 在 TM4 3 2 标 准 假 彩 色 图 像 上 的 特 征 3 土 地 利 用 类 型 信 息 提 取 用 ARCVIEW GIS 软 件 对 目 视 判 读 结 果 进 行 数 字 化 提 取 土 地 利 用 类 型 信 息
图 2 TM 影 像 中 土 地 利 用 类 型 特 征 (1) 建 立 面 图 层 1 打 开 地 图 File Extensions JPEG(JFIF)Image support OK ArcView GIS 3.2 Cancel New Add Theme 路 径 Image Data Source 地 图 Ok 2 建 立 图 层 View New Theme(Polygon) 路 径 名 称 (2) 数 字 化 保 存 要 素 与 属 性 值 1 数 字 化 : 用 面 数 字 画 工 具 提 取 出 面 图 层 ; 2 打 开 属 性 表 Open Theme Table, 输 入 属 性 值 ; 3 保 存 数 字 化 结 果 Save edits 路 径 名 称 (3) 图 例 设 计 对 数 字 化 的 结 果 进 行 图 例 设 计, 并 保 存 图 例 1 在 图 层 上 双 击, 打 开 Edit Legend 对 话 框, 设 计 图 例 ; 2Edit Legend 对 话 框, 用 Save 保 存 图 例 文 件 (4) 制 图 输 出 JPEG 格 式 图, 要 求 有 图 例 指 北 针 比 例 尺 ( 单 位 为 米 ) 设 置 单 位 View Properties meters; view Layout 进 入 制 图 窗 口, 进 行 图 名 图 例 指 北 针 比 例 尺 编 辑 ; File Export 输 出 JPEG 格 式 图 (5) 撰 写 实 习 报 告 1) 实 习 目 的 原 理 与 方 法 实 习 仪 器 与 数 据 实 习 步 骤 2) 重 点 写 实 习 步 骤, 并 要 求 附 上 操 作 过 程 中 主 要 步 骤 的 图 和 结 果 图 3) 叙 述 TM 影 像 中 各 种 土 地 利 用 类 型 的 特 征, 并 说 明 原 因 ; 4) 实 习 结 果 分 析, 并 写 出 心 得 体 会, 通 过 实 习 自 己 掌 握 了 哪 些 知 识 和 技 能 实 习 二 航 空 像 片 的 目 视 解 译 实 习 目 的 掌 握 黑 白 全 色 航 空 像 片 的 判 读 原 理 和 方 法, 建 立 航 空 像 片 解 译 标 志, 从 航
空 像 片 中 目 视 解 译 出 耕 地 林 地 水 体 居 民 地 等 主 要 的 土 地 利 用 类 型 二 原 理 与 方 法 进 行 航 空 像 片 判 读 时, 应 遵 循 先 整 体 后 局 部, 从 已 知 到 未 知, 先 易 后 难, 由 宏 观 到 微 观 的 原 则 进 行 对 每 种 地 物 的 判 读, 首 先 是 观 察 和 总 结 地 物 影 像 特 征, 然 后 将 所 观 察 到 的 各 种 现 象, 加 以 由 表 及 里, 由 此 及 彼 的 综 合 分 析 研 究, 进 而 判 明 地 物 的 性 质 和 类 型 根 据 判 读 对 象 的 不 同, 判 读 时 可 采 用 以 下 方 法 : ( ) 直 接 判 定 法 对 于 像 片 上 影 像 特 征 比 较 明 显 的 地 物, 通 过 直 接 判 读 标 志 即 可 判 定 地 物 的 性 质, 识 别 出 地 物 ( 二 ) 对 比 分 析 法 这 种 方 法 是 将 像 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, 像 片 上 地 物 性 质 是 已 知 的 对 比 分 析 法 在 岩 性 植 被 等 专 业 判 读 中 经 常 采 用 ( 三 ) 逻 辑 推 理 法 利 用 各 种 现 象 之 间 的 关 系, 依 照 专 业 逻 辑 推 理 进 行 的 判 读 例 如 上 述 泉 水 露 头 成 线 状 展 布 的 地 方, 般 都 有 断 层 存 在 再 如, 在 研 究 新 构 造 运 动 时, 常 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 侧 移 动, 说 明 另 侧 可 能 有 地 壳 上 升 这 就 是 利 用 地 质 地 貌 专 业 的 知 识 进 行 逻 辑 推 理 判 读 出 来 的 利 用 判 读 标 志 直 接 从 像 片 上 判 读 出 来 的 地 物 多 半 是 地 面 可 见 物 体 对 地 理 工 作 者 来 说, 不 仅 要 了 解 个 体 地 物 特 征, 更 需 要 了 解 地 区 的 综 合 特 点, 以 及 它 们 的 发 生 发 展 规 律 因 此, 逻 辑 推 理 方 法 在 专 业 判 读 中 应 用 相 当 广 泛 所 以, 判 读 中 应 该 注 意 运 用 地 理 专 业 知 识, 细 致 观 察 各 种 地 物 的 相 互 关 系, 以 取 得 更 好 的 判 读 效 果 三 实 习 仪 器 与 数 据 计 算 机 ENVI 和 ARCVIEW GIS 软 件, 黑 白 全 色 航 空 像 片 四 实 习 步 骤 (1) 航 空 像 片 判 读 标 志 在 航 空 像 片 上, 不 同 地 物 有 其 不 同 的 影 像 特 征, 这 些 影 像 特 征 是 判 读 各 种 地 物 的 依 据, 称 为 判 读 标 志 航 空 像 片 判 读 标 志 是 地 物 本 身 性 质 形 态 等 特 征 在
像 片 上 的 反 映 因 此, 根 据 影 像 标 志 可 以 直 接 从 像 片 上 辨 认 出 地 物 的 属 性 及 其 空 间 分 布 等 特 征 如 影 像 的 形 状 大 小 色 调 及 阴 影 等 都 是 常 用 的 航 空 像 片 判 读 标 志 除 此 之 外, 还 利 用 与 判 读 对 象 密 切 相 关 的 地 物 和 现 象, 运 用 相 关 的 专 业 知 识 和 经 验 进 行 判 读, 通 常 把 这 些 相 关 参 照 物 称 为 间 接 判 读 标 志 图 2 航 空 相 片 中 土 地 利 用 类 型 的 特 征 (2) 本 实 习 具 体 步 骤 跟 实 习 2 3 4 完 全 相 同 (5) 撰 写 实 习 报 告 1) 实 习 目 的 原 理 与 方 法 实 习 仪 器 与 数 据 实 习 步 骤 2) 重 点 写 实 习 步 骤, 并 要 求 附 上 操 作 过 程 中 主 要 步 骤 的 图 和 结 果 图 3) 叙 述 航 空 相 片 中 各 种 土 地 利 用 类 型 的 特 征, 并 说 明 原 因 ; 4) 实 习 结 果 分 析, 并 写 出 心 得 体 会, 通 过 实 习 自 己 掌 握 了 哪 些 知 识 和 技 能