遥感图像解译复习.docx
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遥感图像解译复习
遥感图像解译
绪论
遥感卫星的应用：
干旱监测，火灾监测，台风预报，沙尘暴监测，海冰监测，植被监测，水质变化检测
第一章遥感图像解译的基础
1、影响解译精度的因素、提高解译精度方法和途径
1）分类标准：
分类的标准不同，得到的解译精度不同，分类的数目不同，精度也不同。
2）遥感解译方法：
使用高精度的方法可以提高解译的精度。
3）遥感解译原则和程序：
作业流程，开始是制定的原则也在很大程度上影响了遥感图像解译的精度；4）图像质量：
包括图像的分辨率，图像的比例尺，图像的不清晰度，它们共同决定了图像量测性能。
5）解译人经验；6）解译使用的波段数目：
扫描成像类型的多波段图像既可以分别解译，也可以多波段组合解译，使用的波段不同，得到的信息不同。
7）作业使用的仪器：
使用的仪器不同，得到的影像的精度不同，波段不同，所得地物的类别，特点不同，解译的精度也就不同。
8）图像分解力：
在一mm长的图像上能够将绝对反差的线条分开成像的数量。
9）图像清晰度：
表示传递地物形状的能力，决定目视观测中有效的放大极限。
10）反差频率特性：
通常是在一定空间频率范围（可以用像素长度为依据），将图像反差与地物光学反差进行比较。
11）图像的解像力
2、衡量遥感图像解译质量的四个指标如何获取？
1）解译的可靠性
评价指标：
总体精度、Kappa系数、混淆矩阵（事后评价的方法）、生产者精度、用户精度。
2）解译的完整性3）解译的及时性4）解译结果的明显性
3、图像信息与地物（实物或现象）的关系
4、地物信息的传递过程中各个环节作用是什么？
地物信息的传递是从数据获取开始的。
数据获取实质上是由传感器代替人直接观测地学环境，通常情况下是围绕某项任务，有计划、有目的开展。
关键是运用相关的专业知识和技能确定实物、现象与图像信息之间的关系。
由数据产生的局部概念模型：
在相同的图像数据下会形成图像处理人员各自理解的局部概念模型，产生图像处理人员脑中的信息内容。
将地物图像数据转变成图像信息：
逐步转化为更有次序和用途的信息。
图像信息的组织和管理：
将它涉及到将图像处理、符号表示、语义生成的结果送入图像数据库。
将图像信息还原为地物信息：
获得图像信息与地学信息的关系，要由图像的几何和辐射信息得到地物的几何位置、属性、数量指标等信息。
由地学信息产生的局部概念模型：
表述地物的几何位置、属性、数量指标等信息的点、线、面标记和关系表等。
按照地学应用要求进行加工：
地物信息的使用和加工必须适应具体地学应用的要求。
也就是：
选择对象→数据的局部概念模型→提取信息→组织管理→还原地物信息→信息的局部概念模型→加工、表达→应用。
5、遥感图像解译用到的相关知识：
1）地学方法的应用2）物候学的应用3）生物学知识的应用4）物理方法的应用
5）数学方法的应用6）各种可视化方法的应用：
遥感的主要作用是在地物信息传递过程
中，将图像信息转变为地物信息。
6、遥感图像解译的分类
按照应用领域：
普通地学解译：
主要为了取得一定地球圈层范围内的综合性的信息，常见的是地理基础信息解译和景观解译。
专业解译：
主要是为了解决各部门的任务，用于提取特定要素或概念的信息。
根据应用范围划分：
（1）为国家的重要经济领域提供信息服务。
（2）为制定国民经济发展计划提供资源与环境动态基础数据。
（3）为国家重大的资源、环境突发性事件提供及时准确的监测评估数据，保证国家对这些重大问题作出正确、快速的反应。
（4）生物量估测。
包括农作物产量、产草量、水面初级生产力预估和评价。
7、遥感图像解译基本原理、基本概念、目的
遥感图像解译的目的是为了从遥感图像上得到地物信息所进行的基本理论和实践方法的研究。
作为一个过程，它完成地物信息的传递并起到解译遥感图像内容的作用，其目的是取得地物各组成部分和存在于其他地物的内涵的信息。
。
8、遥感信息的利用方式：
瞬时信息的定性分析，重点是利用波段信息进行显示和目视解译，如利用热红外图像进行林火监测，用SAR图像确定海冰范围、海面油污染等。
空间信息的定位，重点是研究物质与能量的空间分布规律。
瞬时信息的定量分析，其中，遥感器定标、大气订正和目标信息的定量反演是遥感信息定量化的三个主要研究方面。
时间信息的趋势分析，重点研究地球表面的物质与能量的迁移规律。
利用周期性的遥感图像和数据，通过时间序列的对比，反映研究对象不同时间轨迹的动态变化。
例如，自然环境变迁、城市扩展、灾情调查等。
多源信息的综合分析，遥感技术发展，导致数据的迅速积累，为多种来源的信息进行复合处理和综合分析提供可能，同时还促使建立起全面收集、整理和检索这些数据的空间数据库及管理系统，建立一些地学分析模型、计量分析模型或进行其它相关研究与综合分析。
9、遥感图像解译的质量要求：
解译的可靠性：
评价指标：
总体精度、Kappa系数、混淆矩阵（可能性）、生产者（制造者）精度、用户精度。
解译的完整性：
解译的完整性标志着所得出的结果与给定任务的符合程度。
它提供关于在解译当中得到的地物特性细节的概念。
对解译完整性的评价一般以质量指标来表示，即所获得的信息是否满足给定的任务。
解译的及时性
解译结果的明显性
10、遥感图像解译及时性的重要意义
解译的及时性包括图像资料的及时使用。
如果被获取的图像数据长期不能交付解译使用，实时地物与图像之间变化太多会造成数据的浪费。
另一方面，解译的及时性是说在指定的期限内工作的完成情况。
这对于所有类型的解译都是重要的，而对于气象、农业、灾害调查及其他一些部门的解译来讲尤其重要。
第2章遥感研究对象的特性
1、掌握遥感研究对象的特性，在遥感图像解译中有什么意义、作用
遥感信息是多源的。
它是由平台的高低、视场角的大小、波段的多少、时间频率的长短等多种因素决定。
相应于遥感信息本身的这些属性，遥感研究对象也存在着几个方面的属性：
空间分布、波谱反射和辐射特征、时相变化。
这些属性反映了遥感信息本身具有不同的物理属性。
研究这些特性，对于遥感图像解译很有帮助，能帮助作业人员快速、准确判断地物特性并得到结论。
2、遥感信息是多源的。
它是由平台的高低、视场角的大小、波段的多少、时间频率的长短等多种因素决定。
遥感研究对象的属性：
空间分布、波谱反射和辐射特征、时相变化。
3、地面对象的类别：
面状对象（遥感研究对象面状为主）的特征：
（1）连续而布满整个研究区域，如高度、地物类型、地貌、地质、气温等；
（2）间断而成片分布于大片区域上，如森林、湖泊、沙地、各类矿物分布区等；（3）在研究区域较大面积上分散分布，如果园、石林、残丘等。
线状对象：
其空间位置由表示线形轨迹的一组x，y坐标确定，在空间上呈线状或带状分布，如道路、河流、海岸等。
点状对象：
空间位置由其实际位置或中心位置的x，y坐标确定，实地上分布面积较小或呈点状分布的有独立树、单个建筑等。
相互关系（空间结构）：
相互关系是某个区域内地物目标的空间分布特征。
往往地面目标受某种空间分异规律的影响，其分布呈现一定的空间组合形式，这种形式仅通过单一目标是难以反映出来的。
4、物体的基本特征：
任何物体本身都具有发射、吸收和反射电磁波的能力。
相同的物体具有相同的电磁波谱特征，不同的物体由于物质组成和结构不同具有相异的电磁波谱特征。
5、各种地物的电磁辐射特征：
水体电磁辐射特性：
水体比热大，热惯量相对大，对红外波段几乎全吸收，自身辐射率高。
水体表面保持相对均一的温度，红外线找水的理论依据水体的微波特性镜面反射：
粗糙度
植被电磁辐射特性（详见PPT）
岩石和矿物的电磁辐射特性：
不同的岩矿类型，由于其化学组成、结构、产状以及测量时的外部环境因素，使光谱反射的形态发生许多变化，导致岩石的反射波谱曲线没有统一的特征。
土壤电磁辐射特性：
土壤的发射辐射是由土壤温度状况决定的，影响土壤热特性的最重要因素是土壤水分和土壤空气温度。
决定土壤微波辐射特性的主要因素是土壤的表面结构（粗糙度和粒度）和土壤的电特性（介电常数和导电率）。
人工地物目标的电磁辐射特性：
人工建筑物的红外发射特征取决于建筑材料的热特性。
决定建筑物微波特征的主要因素是表面结构。
6、同谱异物：
在某一个谱段区，两个不同地物可能呈现相同的谱线特征。
同物异谱：
可能同一个地物，处于不同状态，如对太阳光相对角度不同，密度不同，含水量不同等等，呈现不同的谱线特征。
7、解译对象划分方法
根据解译对象的专题特性划分：
地理基础信息的提取与专题信息的提取两大部分。
根据地物组成划分：
自然形成地物和人工构成地物
根据地物的线性尺寸划分：
根据绝对值和相对比把所有地物分成三个类别：
密集（点状）、线状（延伸的）和面状。
根据地物复杂程度划分：
简单地物（复杂地物的一部分。
它是复杂地物的个别要素）和复杂地物（以统一的用途或按照地域联合起来的简单地物的有次序的总和）
8、地物的组成：
物体细部（图案），物体细部（图案）的性质和数量提供了有关复杂物体的概念，能将该物体与其它相似者区别开来,是直接的揭示和解译标志。
结构（纹理）
物体图像的结构:
几何、电磁波谱特性、自然形成状态。
色调:
常见的遥感波段有可见光、近红外、热红外和微波等
颜色：
在多光谱扫描图像上，地面要素和其它物体以假定的（人为的）颜色表示
阴影：
图像上物体及其阴影的图像，在识别尺寸小、反差低的立体物体时，有着决定性的作用。
根据阴影可较容易地判断物体的形状和高度。
（分为本影和落影）
物体的位置和物体的相互关系，间接揭示标志
活动的痕迹：
间接标志，按照地物存在的持续期和它们的特点可把它们分成运动的和固定的地物。
地物性质视觉效果传感器特性构成了图像时空特征。
9、地表覆盖类型：
按土地利用现状分类：
耕地，水田，旱地，林地，乔木，草地
10、如何判断图片信息的准确性
1）看图像上目标的颜色，色调是否正常；2）看图像上各个物体的比例，比如“华南虎”事件中，那个老虎的比例明显有问题；再如很多女明星为了显示自己的身材，将自己的腿拉长，这样显得比例极不协调。
3）看各个物体的接边是否正常，很多时候抠图之后的边缘处理之后就会显得不自然，很容易看出来；4）根据生活经验判断是否正常。
第3章遥感数据的物理属性和成像性能
1、遥感数据的多源性
2、遥感平台和载体的多层次：
地球同步轨道卫星（36,000km）；太阳同步轨道卫星（500-10,00km）；航天飞机（240-350km）；高高度航空飞机（10,000-12,000m）；中低高度航空飞机（500-8000m）；直升飞机（100-2,000m）；低空载体（800m以下）；地面车辆（0-30m）
3、遥感卫星的种类
测绘卫星气象卫星资源卫星海洋卫星制图卫星
传感器的多样性体现在：
多波段扫描，空间分辨率不断提高，能获取三维空间数据
成像雷达：
多频段、多视觉和多极化的SAR
4、遥感图像量测性能：
是指对地物细部和在其上的各个物体之间几何关系的再现能力。
影响确定地物几何尺寸的精度的因素：
图像的不清晰度（
图像的不清晰度和对直线透视规律的破坏会导致物体摄影图像构像规律方面的误差，从而影响摄影图像上长度测量的质量。
图像辨认和仪器的影响会造成量测物体图像方面的缺陷，从而影响摄影图像上长度测量的质量。
）；
图像的比例尺或分辨率（对遥感图像量测性能及其上地物细部的再现能力有决定性作用）。
5、几何分辨率：
决定遥感图像量测性能及其上地物细部的再现能力。
摄影图像比例尺与图像几何分辨力之间近似关系（PPT268）
空间分辨率与
成图比例尺（PPT273）：
R：
遥感影像空间分辨率（m）；M：
可制作的合理成图比例尺（比例尺分母）；C：
为影像几何校正系数，经几何校正以后的像元位置均方根差RMS，以像元为单位；e：
为人眼的分辨率，通常采用0.2mm；左边是一般图件允许的实地误差；右边是遥感影像校正后存在的实地误差。
6、辐射分辨力：
能区分两种辐射强度最小差别的能力。
地物的辐射特征重要性：
对于某一个波段的图像，地物特征的识别主要依赖于它们的光谱响应及其变化。
7、各种类型图像解译方法
摄影类型图像
1）黑白全色图像（波长0.4~0.7m），解译方法有：
单目分析；立体分析；密度（灰度）测量分析以及几何学方面的量测技术等。
2）黑白红外图像（0.7~1.3m），解译方法类似于黑白全色图像，但需结合红外反射的特点。
3）真彩色图像（0.4~0.7m）。
除了黑白图像的解译方法以外，与实际地物相近的色彩是重要的解译标志，地物的彩色反差。
彩色图像的解译性要比黑白图像好些。
4）彩红外图像（波长0.6~1.1m），其彩色与红外反射或辐射有关，也可以给出地物的彩色反差，但与真彩色图像意义不同。
扫描成像类型图像
1）单波段图像（0.35~14m）。
传感器光谱分辨率的选择是与它的探测目的相对应的，波段中心位置的选择要与地物特征光谱位置相对应。
2）多波段图像（0.35~14m）。
由于存在多个不同波长范围的地物辐射信息，因此可采用不同波段比较、假彩色合成等方式进行分析和解译。
3）热红外图像（波长在2.0~15m范围内的某个波长区间），其色调与辐射功率有关，主要反映了温度的差别，如可以产生“热影”或“冷影”。
微波成像类型图像
8、光谱分辨率研究的重要作用：
（1）多波段光谱信息的利用开拓了遥感应用领域，从利用综合波段记录电磁波信息，到分波段分别记录电磁波的强度，可把地物波谱的微弱差异区分并记录下来，使遥感应用范围逐步扩大；
（2）多波段光谱信息的利用使专题研究中波谱段的选择针对性越来越强。
（3）在图像处理中多波段光谱信息的利用可以提高分析解译效果。
对于复杂的目标进行分离提取或解译时，往往不仅要利用其特征波段内的差异，而且还要利用各波段间的差异。
9、时间分辨率：
是指对同一地区重复获取图像所需要的时间间隔
地物的时间特性：
①自然变化过程，即其发生发展和演变。
②节律，即事物的发展在时间序列上表现出某种周期性重复的规律。
具有周期性和阶段性。
时间分辨率的类型：
（1）超短、短周期时间分辨率，一天以内的变化，以小时为单位。
（2）中周期时间变化率，以旬或日为单位。
（3）长周期时间变化率，以年为单位
时间分辨率的作用：
选择最佳成像时间的决定因素；②进行自然历史变迁和动力学分析也必须有时间分辨率作为保证；③利用时间差以提高遥感的成像率和解像率。
④数据库更新的重要参考因素；⑤利用遥感图像解译监测地面的动态变化。
10、遥感图像的成像性能：
决定它传递第五辐射（反射或者发射）信息分辨率和最小尺寸地物的能力。
11、遥感图像揭示地物细部的能力：
（四个指标）
①图像分解力：
在一mm长的图像上能够将绝对反差的线条分开成像的数量。
②图像清晰度：
表示传递地物形状的能力，决定目视观测中有效的放大极限。
③图像反差频率特性：
通常是在一定空间频率范围（可以用像素长度为依据），将图像反差与地物光学反差进行比较。
④图像解像力：
图像上最小的、但还能分辨的地物尺寸。
12、图像分解力的确定
理想方法：
由飞机上对布设在地面的专门标板进行成像。
对标板摄影的条件应该相应于航空摄影的条件。
确定分解力的方法：
在图像上选择光学密度的变换处（数字图像上梯度最大处），相应于地面上物体与背景之间的明显分界线（如水面和水线）。
对底片上的所选部分，按垂直于分界线的方向进行测微光度量测。
13、图像真实空间分辨率测定：
方法一：
①求遥感影像上每一对检测点的间距并求和Ds；②求出地形图上每一对同名点的间距并求和Dp；③对它们的和取商，即得到影像的真实空间分辨率Rres，得Rres=Dp/Ds。
方法二：
①分别计算n个检测点和n个同名点组成的封闭多边形的重心坐标（Xo，Yo）和（Xot，Yot）；②计算检测点到其多边形重心的距离之和D′s；计算同名点到其多边形重心的距离之和D′p；③求两个距离之和的商,即得到影像的真实空间分辨率Rres，得Rres=D′p/D′s。
14、最佳图像含义：
（1）为了使目标能被检测和识别，应要求信息具有足够大的强度，还应是地理现像呈节律性变化中最具有本质特性的信息；
（2）被探测目标与环境的信息差异最大、最明显；（3）数据量适中。
“最佳时相”图像时间方面需要考虑：
地物或现象本身的光谱特性；太阳高度角的变化；气象条件的影响；对于人文现象的遥感时相的选择，需要考虑政治和经济的变革时期。
波段方面来考虑：
目标与背景反射（或发射）率差异最显著的波长区间，为最佳的遥感波段。
最佳波段的选择方法：
一般用均方差方法选出那些要素（地物）之间光谱反射（或发射）率均方差较大的波段作为遥感通道。
均方差较大的通道说明地物反射（或发射）率差异大，易于区分各类地物。
15、TM图像的不同组合情况：
4、3、2类似于彩色红外图像，是一种标准假彩色图像，用于植被分类、水体识别。
3、2、1类似于仿制真假彩色图像，用于各种地类识别。
影像平淡、色调灰暗、彩色不饱和、信息量相对减少。
7、4、3类似于仿真彩色图像，用于居民地、水体识别。
7、5、4是一种非标准假彩色图像，画面偏蓝色，用于特殊的地质构造调查。
5、4、1是一种非标准假彩色图像，植物类型较丰富，用于研究植物分类。
4、5、3特点：
（1）利用了一个红波段、两个红外波段，因此凡是与水有关的地物在图像中都会比较清楚；
（2）强调显示水体，特别是水体边界很清晰，益于区分河渠与道路；（3）由于采用的都是红波段或红外波段，对其它地物的清晰显示不够，但对海岸及其滩涂的调查比较适合；（4）具备标准假彩色图像的某些点，但色彩不会很饱和，图像看上去不够明亮；（5）水浇地与旱地的区分容易。
居民地的外围边界虽不十分清晰，但内部的街区结构特征清楚；（6）植物会有较好的显示，但是植物类型的细分会有困难。
（7）3、4、5，它是一种非标准的接近于真色的合成方案。
对水系、居民点及其市容街道和公园水体、林地的影像判读是比较有利的。
第4章遥感数据的信息性能
1、简单人工地物的特点：
①尺寸小，与周围背景比较，反差不大。
②一般来讲，它们有特殊的（典型的）形状
2、遥感图像解译可能性的预测过程：
3、影响解译结果质量的主要因素：
图像上地物的性质、遥感图像的成像质量，以及人们接受和判别图像信息的能力。
数学表达形式：
L——简单人工地物的几何尺寸；A——遥感图像解像力；B——解译人员给出的简单人工地物形状的识别系数。
C——影响复杂地物元素解译质量的相互位置系数。
A和L变量的相互关系：
地物尺寸越大，图像质量越完善，识别的条件就越好，其结果也就越好。
4、自然地物的分类：
第一类与人工地物识别曲线相似，其代表是稀疏林。
第二类识别曲线的特点是在图像解像力值小的范围内（比例尺大于1：
50000），能被识别的概率较大；随着图像解像力值增大，识别概率快速下降；以后的识别概率的水平很低，并成为实际上的常数，如阔叶林等。
第三类识别曲线在图像解像力值小的范围内（比例尺大于1：
50000），位于较高的和固定的水平；而在以后逐渐降低的情况下，存在着事实上位置的跳跃性变化，如耕地等。
5、确定带有街区建筑的乡镇居住区的识别概率：
三种居住区要素：
街道，单层房屋和学校。
具体计算过程
①计算居住区要素的识别概率②计算居住区要素的价值
③假设概率的计算④居住区识别概率的计算
6、提高遥感图像解译质量的途径:
在给定图像比例尺的情况下，根据图像识别地物的概率可能有三个途径加以提高：
①提高图像的分解力R（对于光学图像，直接与摄影系统有关，对于数字图像，图像的分解力主要体现为扫描系统的空间分辨率。
）②提高图像反差△D（）；③建立良好的感受图像的条件（即减小地物形状识别系数值B）。
7、四种识别模式及简述：
①统计模式：
优点：
可以预报预期的辨认误差值；缺点：
取得最佳解的收敛是很慢的。
②决策式模式（统计模式的特例）；③决策—统计模式：
针对含有足够大的分类表的课题很适用；④非决策模式—目视解译：
基于利用大量的决策原则，利用多次重复对比描述过程的方法，在偶然选择决策原则的情况下实现识别。
8、图像的信息性能概念：
图像的一种能力，在可理解的形式中反映地物和现象的详尽程度，反映所传递的这些地面信息的质量和数量，将遥感图像的成像能力、量测能力和信息容量等三个特性统一在一起。
9、分析事后评价的不足：
不可以及早地评论遥感图像的可解译性，不可以预先指导选择图像获取和处理的最佳方法和技术手段。
分析事先评价的必要性：
事先评价可以及早地评论遥感图像的可解译性，并对影响解译结果的主要因素予以考虑。
在它的基础上可以选择图像获取和处理的最佳方法和技术手段，力求以给定的完整性、详细性和置信度完成解译工作。
10、遥感数据的信息性能对图像解译有什么作用？
图像的一种能力，在可理解的形式中反映地物和现象的详尽程度，这个详尽程度是识别自然现象、识别地球物理成因、识别静止和运动状态中的自然和人工地物所必须的。
反映所传递的这些地面信息的质量和数量，将遥感图像的成像能力、量测能力和信息
容量等三个特性统一在一起。
成像能力是指由遥感图像上能够取得什么样的地物数据，是指能够取得这些地物的那些质量方面特性的数据。
图像的量测能力是指传递地面参数的可能性。
信息容量是指为了解决一定的任务所能获得的有关空间范围的情报数量。
第5章遥感图像特征和解译标志
1、遥感技术的根本目的：
通过图像的分析，深入研究各种自然环境要素，达到定性、定量分析和识别研究对象的目的，从而在国民经济和军事上发挥它的作用。
2、解译标志：
遥感图像光谱、辐射、空间和时间特征决定图像的视觉效果、表现形式和计算特点，并导致物体在图像上的差别。
揭示标志：
在目视观察时借以将物体彼此分开的被感知对象的典型特征。
解译标志就是以遥感图像的形式传递的揭示标志。
揭示标志和解译标志都可分为直接标志和间接标志。
3、直接标志是地物本身和它们的遥感图像所固有的。
作用：
直接标志在不引用其它资料的情况下，可以保证对地物的直接识别。
通常情况下能够获取的直接标志越多，解译的结果就越可靠。
间接标志并不直接与物体有关；作用：
它们自己不能确保对物体的识别，但却能指示出用直接标志不能确定的，或在图像上没有成像的那些物体的存在，它们有助于排除由分析直接标志所作结论的多义性，还能取得物体的补充特性。
4、八种解译标志：
色调与色彩：
（1）可见光黑白图像，地物的亮度和颜色都由色调来表达，即黑白深浅的程度。
（2）可见光彩色图像，表现为亮度（I），色调（H）和饱和度（S）值。
（3）非可见光遥感图像，热红外图像上色调差别是物体辐射温度的差别；侧视雷达图像上色调差别是表示物体反射电磁波能量的大小；多光谱图像对彩色物体的色调判读，要按反射率的强弱与波长之间的关系来定。
形状（轮廓）：
形状一般指物体或图形由外部的面或线条组合而呈现的外表。
大小（尺寸）：
图像上地物的大小，与图像的空间分辨率有关，地物本身的尺寸有关。
阴影:
（1）可见光范围内的阴影分为本影和落影；
（2）热红外图像上的阴影一般由温度较低的地段所致。
（3）对于雷达图像而言，其盲区可产生阴影。
图案（细部）:
图案指地物的某种组合，可以是同类地物的组合，也可以是不同类地物的组
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