3.3 遥感图像的目视判读及其在地图编制中的应用 课件(共56张PPT)

(共56张PPT)

知识回顾
1．遥感是利用遥感器从空中来探测地面物体性质的，它根据不同物体对波谱产生不同响应的原理，识别地面上各类地物，具有遥远感知事物的意思。
2．遥感技术主要特点：可获取大范围数据资料；获取信息的速度快，周期短；获取信息受条件限制少；获取信息的手段多，信息量大。
南极洲狭窄冰桥发生断裂

导入新课
如何判读下面这三幅图？
阿根廷首都布宜诺斯艾利斯
南太平洋阿塔富礁
第三节 遥感图像的目视判读及其在地图编制中的应用
目视判读的方法和程序
航空像片和卫星影像的解译


遥感影像在地图编制中的应用


教学目标
知识目标：
　 1．知道一般地物的判读标志，学会初步判读遥感图像。
　 2．了解卫星照片的判读方法，掌握目视判读的程序和方法。
　 3．认识遥感影像在地图编制中的应用。
能力目标：

　　1．结合目视判读方法、程序和标志，能简单对遥感影像进行简单判读，培养图文分析能力。

　　2．对比真假彩色合成图，培养对比分析能力。
情感态度与价值观目标：
　 1．培养对遥感图像的目视判读及其在地图编制中的应用进行探究的兴趣；
　　 2．培养分析问题、解决实际问题的能力；
　　 3．进行爱国主义思想的学习，以增强民族自豪感。

教学重难点
重点：
一般地物的判读目标；
目视判读的程序和方法。
难点：
　　遥感影像的判读及在地图编制中的应用。
卫星照片的判读方法，概括地说可分三种：常规目视判读、光学增强技术判读（包括多光谱彩色合成和假彩色密度分割）和电子计算机图像自动识别等。光学增强技术判读和电子计算机图像自动识别，一般中学都不具备这些设备。常规目视判读则简单方便，室外和室内都能进行，用普通的放大镜即可开展工作。
知识扩充
目视判读有哪些程序呢？
目视判读 visual interpretation
　　定义：判读者通过直接观察或借助判读仪以研究地物在遥感图像或其它像片上反映的各种影像。

名词解释
一、目视判读的方法和程序

了解影像信息
建立影像判读标志
预判读形成预判读图
调查形成判读原图
编制地图




目视判读的方法主要有以下几种：
（1）直接判定法
根据地物色调，图形，大小等直接判定，有些标志有其确定性，解译出的目标就可以确定下来。有些标志可能是某类地物共有的标志，就需要其他更多的标志进一步佐证。
（2）对比分析法
不同遥感影象、卫星图象不同波段，不同时相的图象进行对比分析，获得的结果或实地进行对比分析。不同情况下对比分析的目的和效果不一样，既可把不同的地物和现象识别出来，也可以揭示同一事物的变化。
（3）逻辑推理法
应用地学规律和实际经验，分析各种地物和自然现象间内在联系，结合图象上表现的特征，判定某一地物和现象的存在及其属性，据这些地学规律和现象的相互依存关系，运用逻辑原理，就能由此及彼，由表及里，寻找出地物的依据，从而提取更多有用的信息。
遥感影像目视解译原则
遥感影像目视解译的原则是先“宏观”后“微观”；先“整体”后“局部”；先“已知”后“未知”；先“易”后“难”等。一般判读顺序为，在中小比例尺象片上通常首先判读水系，确定水系的位置和流向，再根据水系确定分水岭的位置，区分流域范围，然后再判读大片农田的位置、居民点的分布和交通道路。在此基础上，再进行地质、地貌等专门要素的判读。
（1）色调和色彩。地物的光谱特征，通过色调和色彩反映。照片上色调和色彩的差异正是区分各种物体的依据。卫星照片基本上都属于假彩色合成照片。在假彩色的合成照片 上，一般植物是红色，城市是蓝灰色，水体是蓝色（较深部分是黑色），荒地是灰色，砂地为黄色，均和自然色彩有明显的区别。举例见下页：???
1．判读标志
　　在卫星云图上，蓝色表示海洋，绿色表示陆地，白色是云雨区，白色的 程度越浓，表明云层越厚，这种云区下面往往下雨越大。
　　 地貌特征：借助卫星照片的阴影，可以衬托出各种地形地貌的立体效应。这样可以比较容易地看到地势起伏，使平原、山地、盆地条带状的山脊、层状的岩层组合和河流切割面等地面特征明显地反映出来。观察时，要注意阴影方向，要让阴影朝向自己。如果阴影背向自己，观察效果与实际物体凹凸正好相反。
　　（2）形态标志。进行卫星照片判读时，地物的形态标志常以它的宏观影像、地貌特征、水系特征和组合图案 作为识别基础。
喜马拉雅山脉及其周围地面的卫星照片
较明显地看到条带状山脊和山谷走向，以及这个地区的地势起伏特征，还可以看到白色的冰川沿山脊的分布情况。
　　水系特征：水系的组合反映一定岩性和构造特征。黄土地区水系呈密集的树枝状，花岗岩地区的水系是树枝状与钳状沟头组合；格状水系反映两组构造的扭裂面，放射状水系反映穹隆构造等。水系的变迁在卫星照片上也有明显的显示，可以研究古河道与新构造变动。
　　 图案：通常以点、斑、条、格、垅、链、栅、环、圆等条纹重复出现。说明它的数量和质量特征时，还可冠以粗的或细的、稀的或密的、显的或隐的等。每一种纹形、反映一定的物质性质，如线状反映地表断裂构造或沉积岩地面的层面。
天安门广场
　 （3）相关位置：相关位置特征是一种间接的判读标志。由于卫星相片比例尺小，有的物体看不见，有的物体被掩盖，但可根据相关位置特征进行判读。
　　如判读阶地的新老关系，常与河床位置相关联，近河床为一级阶地 ，两侧为二级、三级阶地。
　　在“喜马拉雅山脉及其周围地面的卫星照片”上，只有判读为冰川沿地势较高的山脊分布才是正确的，这就是根据冰川分布与山脊相关位置这一特征。
透视信息：卫星照片的多光谱影象特征，具有一定的透视信息。借助透视信息可由浅入深，由表及里地 加深对图象的认识。
毛主席纪念堂和人民大会堂的卫星影像，清晰地显示树木分布、街区道路、行驶的汽车、建筑物形状、人民大会堂门口高大的立柱，甚至瞻仰毛主席的人流等，从房屋的阴影和投影差引起位移看到的侧墙窗户，还可推算出建筑物的高度。
　 （4）阴影 地表的坡向和坡度都严重影响传感器方向的反射能量大小，以及物体之间的相互遮挡，都使图像上产生阴影。阴影有本影和落影之分。本影是像片上地物未被阳光直接照射到的阴暗部分；落影是在地物背光方向地物投射到地面的阴影在象片上的构象。一方面，人们可以利用阴影的立体感，判读地形地貌特征，大比例尺图像上，还可利用阴影判读物体的侧视图形，按落影的长和成像时间的太阳高度角量测物体的高度、单株树木的干粗等。另一方面，阴影区中的物体不易判读甚至根本无法判读。
　（5）纹理：纹理指微色调的变化，纹理特征有光滑的、波纹形的、斑纹形的、线性的和不规则的等多种形态。利用纹理特征可以区分色调总体相同的两类物体，纹理也可以作为分类图像再细分的基本准则。
夏威夷火山国家公园
园区内展示了数以十万年计的火山活动，地壳移动，以及独有的生态演化。
澳大利亚乌鲁鲁国家公园
乌鲁汝为椭圆形红色沙岩，能随太阳照射角度不同而变色。长3.6公里，宽2公里。周长约为9.4公里，高出周围平地约384米，原住民族阿男姑人很尊崇此巨石。
唐家山堰塞湖在地震后的形成过程。左图拍摄于2006年5月14日，右图拍摄于2008年5月22日。

2．5个特征空间的数据集
这5个特征空间是：
亮度——反映地面物体的材质和粗糙度（可提取的信息主要在可见光波段）
绿度——植被长势和覆盖率（可提取的信息主要在近红外波段）
湿度——水体覆盖和地表物质含水量（可提取的信息主要在可见光、近红外和热红外波段）
温度——地面物体的热辐射特征，它通常包括物体的自身发射和对外来能源（如太阳）的反射两部分（可提取的信息主要在热红外波段）
透射度——反映物体的透光程度，如表征水体的浊度和污染情况等（可提取的信息主要在近红外波段）
二、航空影像和卫星影像的解译
河流 界限明显、自然弯曲、宽窄不一带状，常有桥梁、堤坝等建筑。 河水混浊或较浅，则色调浅；反之则色调深。
湖泊 自然弯曲的闭合曲线，轮廓较明显。 均匀的深色调
城市 钢筋水泥的房屋排列较规则整齐；砖木结构的房屋排列不很规则。 钢筋水泥的房屋为浅灰；砖木结构的房屋为深灰
道路 线状延伸，有交叉点。 公路色调较浅，沥青路面呈现浅灰色。
农业用地 常被道路分隔为一块块长方形。 呈现红到深红颜色
林地 可以观察到大树投下的阴影 在假彩色合成像上，呈现红到深红的颜色
练一练
在下图中，解释出下列地物。
（1）解译出河流与湖泊，并判断出不同河流的混浊程度。
（2）区分哪里是砖木结构房屋的老城区，哪里是钢筋水泥结构房屋的新城区。
（3）解译出林地和农业用地。
三、遥感影像在地图编制中的应用
运用遥感可以精确测出地面的经度、纬度，还可以形成立体影像，计算地面物体的高程。
遥感图像的处理方法： 　　　
1．由于飞行姿态和飞行轨道、飞行高度的变化以及传感器本身误差的影响等，常常引起卫星遥感图像的几何畸变，因此，必须经过纠正处理，包括粗处理和精处理。
2．遥感图像的增强处理在进行遥感图像判读之前，要进行图像增强处理，包括光学图像增强处理和数字图像增强处理。光学图像增强处理主要是为了加大不同地物影像的密度差。常用的方法有假彩色合成、等密度分割、图像相关掩膜。数字图像增强处理的主要特点是借助计算机来加大图像的密度差，常用的方法有反差增强、边缘增强、空间滤波等。
遥感影像信息量极为丰富，可以进行各种专题内容的解译，编制系列的专题地图。

课堂小结
遥感图像的目视判读及其在地图编制中的应用
目视判读
航空像片和卫星影像解译
遥感影像在地图中的应用
方法
程序















1．遥感影像目视解译的原则是先“宏观”后“微观”；先“整体”后“局部”；先“已知”后“未知”；先“易”后“难”等。
2．目视判读的方法
（1）直接判定法
（2）对比分析法
（3）逻辑推理法

针对练习
　　 1．随着科技水平的提高，人类对地球形状的认识经历了“天圆地方”、“圆球体”、“扁球体”和“不规则扁球体”的漫长过程。目前对地球形状的精确研究主要是基于（ ）
A.遥感技术和地理信息系统
B.全球定位系统和地理信息系统
C.遥感技术和全球定位系统
D.数字地球
答案：A
解析：利用遥感技术获取有关地球形状的地表信息，然后再利用地理信息系统进行分析处理；全球定位系统主要是对地表物体进行定位（经纬度、海拔高度、运动速度和方向）。

巩固训练
一、选择:
1．关于各种目标地物遥感影像特征的叙述，正确的是 （ ）
A．人工地物的边界较为圆滑
B． 自然地物的边界多棱角分明
C．道路相对比较顺直，宽度往往不发生变化
D．河流多呈面状，虽弯曲多变但宽度往往不发生变化
D
2．几年前我国考古人员曾在珠江口发现了大型的明代沉船，在发现过程中运用了哪项地理信息技术（ ）
A．RS B．GIS C．DIS D．GPS
A
3．根据下图的原理，可用遥感技术直接（ ）
①划分植物类型
②判断植物生长的土壤类型
③监测树木的生长状况
④ 估测粮食作物的产量
　A． ① ④ 　B．② ③
　C．③ ④ D．① ③
C
　　 4． 图中重度病害植物反射率高于健康植物反射率的波段是（　　　）
①红外线 ② X光 ③可见光 ④紫外线
　　A．① ④ B．③ ④
　　C．① ② D．① ③
D
　　5．关于各种目标地物遥感影像特征的叙述，正确的是（　　　）
　　A.人工地物的边界较为圆滑
　　B.自地物的边界多棱角分明
　　C.道路相对比较顺直，宽度往往不发生变化
　　D.河流多呈面状，虽弯曲多变但宽度往往不发生变化
C
　　6．遥感技术发展的基础原理是 ( 　)
　　A．不同物体在发射和反射电磁波时各具不同的特性
　　B．同类物体在发射和反射电磁波时具有基本相同的特性
　　C．不同物体在吸收和反射可见光时各具不同的特性
　　D．相同物体在发射和反射红外线时具有相同的特性
AB
1．卫星照片的判读方法可以分为_______
________________、____________________、_______________________。
常规目视判读
二、填空:

2．河流比较混浊或者水较浅的，色调______；河流清澈或水较深，色调较_____。
3．大陆水准面是指____________________
__________________________________。
光学增强技术判读
电子计算机图像自动识别
浅
深
由静止的海水面向大陆延伸所形成的不规则封闭曲面
三、简答题
1．目视判读的方法主要有哪几种？
答案：（1）直接判定法
根据地物色调，图形，大小等直接判定，有些标志有其确定性，解译出的目标就可以确定下来。有些标志可能是某类地物共有的标志，就需要其他更多的标志进一步佐证。
（2）对比分析法
不同遥感影象、卫星图象不同波段，不同时相的图象进行对比分析，获得的结果或实地进行对比分析。不同情况下对比分析的目的和效果不一样，既可把不同的地物和现象识别出来，也可以揭示同一事物的变化。
（3）逻辑推理法
应用地学规律和实际经验，分析各种地物和自然现象间内在联系，结合图象上表现的特征，判定某一地物和现象的存在及其属性，据这些地学规律和现象的相互依存关系，运用逻辑原理，就能由此及彼，由表及里，寻找出地物的依据，从而提取更多有用的信息。
2．简述遥感图像的处理方法？
答案：遥感图像的增强处理在进行遥感图像判读之前，要进行图像增强处理，包括光学图像增强处理和数字图像增强处理。光学图像增强处理主要是为了加大不同地物影像的密度差。常用的方法有假彩色合成、等密度分割、图像相关掩膜。数字图像增强处理的主要特点是借助计算机来加大图像的密度差，常用的方法有反差增强、边缘增强、空间滤波等。