目 录 第10章遥感图像的分析解译1 S0.1酒感图像的解泽原理…】 S10.2遥感资料概述 2 10.2.1遥感资料的种类 2 10.2.2遥感影像的一般性质 10.2.3数字图像的性质与特点， .10 S10.3遥感影像的解译标志 .13 10.3.1直接解译标志 .13 10.3.2间接解译标志 16 10.3.3解译标志的可变性 .17 S10.4遥感图像的目视解译方法 .17 10.4.1遥感资料的选择及影像处理 .17 10.4.2目视解译的原则和方法 .18 10.4.3目视解译的程序. .19
目 录 第 10 章 遥感图像的分析解译 ....................................................1 §10.1 遥感图像的解译原理..............................................................................1 §10.2 遥感资料概述..........................................................................................2 10.2.1 遥感资料的种类................................................................................... 2 10.2.2 遥感影像的一般性质............................................................................ 8 10.2.3 数字图像的性质与特点....................................................................... 10 §10.3 遥感影像的解译标志............................................................................13 10.3.1 直接解译标志..................................................................................... 13 10.3.2 间接解译标志..................................................................................... 16 10.3.3 解译标志的可变性.............................................................................. 17 §10.4 遥感图像的目视解译方法....................................................................17 10.4.1 遥感资料的选择及影像处理................................................................ 17 10.4.2 目视解译的原则和方法....................................................................... 18 10.4.3 目视解译的程序................................................................................. 19
第10章遥感图像的分析解译 遥感仪器自空中获得大量的地面目标的信息数据，通过电磁波或磁带回收等的方式传 送回地面，由地面接收站截获并加以记录。地面站收到的遥感信息必须通过适当的处理才 能加以利用。将接收到的原始遥感数据加工制成可供观察和分析的可视图像和数据产品， 这一过程称为遥感信息处理。根据所获得的遥感影像和数据资料，从中分析出人们感兴趣 的地面目标的形态和性质，这一过程称为遥感图像解译。 遥感图像的解译就是根据图像的几何特征和物理性质，进行综合分析，从而揭示出物 体或现象的质量和数量特征，以及它们之间的相互关系，进而研究其发生发展过程和分布 规律，也就是说根据图像特征来识别它们所代表的物体或现象的性质。遥感图像是按一定 的几何原理缩小了的地面的电陵辐射影像图，反映着地面客观的自然面貌，为我们提供了 可以俯视和能够测量的地理区域。因此，通过对遥感图像的分析解译就可达到对地物进行 认识和研究的目的。 §10.1遥感图像的解译原理 遥感的理论基础是建立在不同目标物的电磁波特征及其时空分布规律上的。遥感图像 的成像过程是将地物的电磁辐射特性，用不同的成像方式形成各种图像，即 地物（原型） 「电磁波特性（物理属性 ·图像（模型） 成像方式（几何属性） 遥感图像形成的理论基础是物体的电磁辐射，即 物体的性质 电磁波能量 影像特征 物体通过它们的电磁波能量来产生图像。 图像解译(Interpretation)是指从图像获取信息的基本过程，即根据各专业（部门）的 要求，借助各种技术手段和方法对遥感图像进行综合分析、比较、推理和判断，识别出所 需要的地物或测算出某种数量指标的过程。解译的过程就是成像的逆过程，即 图像（模型） 「灰度或色调（物理性质）) ·地物（原型） (形状大小（几何性质）J 其原理是： 影像特征 电磁波谱一物体性质 具体说来，解译就是从图像特征来判断电磁波的性质和空间分布，进而确定地物的属 性，也就是从图像特征识别地物。所以，进行遥感图像的解译工作，必须要有一定的遥感
1 第 10 章 遥感图像的分析解译 遥感仪器自空中获得大量的地面目标的信息数据，通过电磁波或磁带回收等的方式传 送回地面，由地面接收站截获并加以记录。地面站收到的遥感信息必须通过适当的处理才 能加以利用。将接收到的原始遥感数据加工制成可供观察和分析的可视图像和数据产品， 这一过程称为遥感信息处理。根据所获得的遥感影像和数据资料，从中分析出人们感兴趣 的地面目标的形态和性质，这一过程称为遥感图像解译。 遥感图像的解译就是根据图像的几何特征和物理性质，进行综合分析，从而揭示出物 体或现象的质量和数量特征，以及它们之间的相互关系，进而研究其发生发展过程和分布 规律，也就是说根据图像特征来识别它们所代表的物体或现象的性质。遥感图像是按一定 的几何原理缩小了的地面的电磁辐射影像图，反映着地面客观的自然面貌，为我们提供了 可以俯视和能够测量的地理区域。因此，通过对遥感图像的分析解译就可达到对地物进行 认识和研究的目的。 §10.1 遥感图像的解译原理 遥感的理论基础是建立在不同目标物的电磁波特征及其时空分布规律上的。遥感图像 的成像过程是将地物的电磁辐射特性，用不同的成像方式形成各种图像，即 地物(原型) 成像方式（几何属性） 电磁波特性（物理属性） 图像(模型) 遥感图像形成的理论基础是物体的电磁辐射，即 物体通过它们的电磁波能量来产生图像。 图像解译（Interpretation）是指从图像获取信息的基本过程，即根据各专业(部门)的 要求，借助各种技术手段和方法对遥感图像进行综合分析、比较、推理和判断，识别出所 需要的地物或测算出某种数量指标的过程。解译的过程就是成像的逆过程，即 图像(模型) 形状大小（几何性质） 灰度或色调（物理性质） 地物(原型) 其原理是： 具体说来，解译就是从图像特征来判断电磁波的性质和空间分布，进而确定地物的属 性，也就是从图像特征识别地物。所以，进行遥感图像的解译工作，必须要有一定的遥感 物体的性质 电磁波能量 影像特征 影像特征 电磁波谱 物体性质
图像和地面实况资料。 遥感信息的解译方法有多种，根据解译信息的特征，可分为定性解译和定量解译：根 据解译的技术和方法，可分为目视解译和自动化解译：根据解译内容，可分为一般解译和 专题解译等。其中最基本的解译方法是目视解译。 所谓目视解译就是借助于简单的工具如放大镜、立体镜、投影观察器等，直接由肉眼 来识别图像特性，从而提取有用信息，即人把物体与图像联系起来的过程。因此解译时， 除了要有上面所球的谣感资料和地面实况资料外，解译者还需要有解译对象的基础理论和 专业知识，掌握遥感技术的基本原理和方法，并且有一定的实际工作经验。目视解译的质 量高低最后就取决于人（解译人员的生理视力条件和知识技能）入、物（物体的几何特性、电 磁波特性、像（图像的几何、物理特性）三个因素的统一程度，即： 目视解译 解译目标的基础 地学知识和 遥感图像和 地面实况与 理论和专业知识 分布规律 解译技术 环境背景资料 应该指出，目视解译是遥感图像光学处理和自动解译技术的基础，遥感图像光学处理 和自动解译技术是深入和提高解译水平必不可少的技术，其处理结果仍然需要专业人员的 目视鉴定。因此，这三种解译方法各有所长，应配合使用。 §10.2遥感资料概述 10.2.1遥感资料的种类 利用安装在遥感平台上的各种电子和光学遥感器，在高空或远距离处，可以接收到来 自地面或地面以下一定深度的地物辐射或反射的电磁波信息，这些电磁波信息经过各种信 息处理技术，可以加工处理成能解译的遥感影像或计算机用的数字图像。这种反映地物性 质、数量和动态特征的遥感影像或计算机用的数字图像都是遥感资料，最常用的遥感资料 丹航空像片和卫星数字图像 遥感资料可分为影像资料和非影像资料两大类。各种传感器所获得的以影像形式记录 下来的谣成信息均属谣感母影像资料。它句括各种地面谣感影像资料、航空和航天品感影像 资料，其形式有黑白正、负透明片和彩色透明片、黑色和彩色像片等。有的遥感信息不是 以影像形式，而是以数字或图表形式表现出来，故称非影像数据资料，例如扫描传感器记 录的数据磁带、地物光谱测试资料等都，其中反映影像信息的是数字图像。 影像和磁带是遥感资料的两种主要形式。遥感图像直观逼真，便于目视定性解译，是 最常用的遥感资料：遥感图像主要包括摄影像片、扫描图像和雷达图像以及经过影响增强 处理所得到的各种图像。磁带数据精确，便于电子计算机定量运算和识别，可以大大提高 解译速度及精度，不过需要一定的技术条件才能应用。影像可以通过模数转换(D)变成数 2
2 图像和地面实况资料。 遥感信息的解译方法有多种，根据解译信息的特征，可分为定性解译和定量解译；根 据解译的技术和方法，可分为目视解译和自动化解译；根据解译内容，可分为一般解译和 专题解译等。其中最基本的解译方法是目视解译。 所谓目视解译就是借助于简单的工具如放大镜、立体镜、投影观察器等，直接由肉眼 来识别图像特性，从而提取有用信息，即人把物体与图像联系起来的过程。因此解译时， 除了要有上面所述的遥感资料和地面实况资料外，解译者还需要有解译对象的基础理论和 专业知识，掌握遥感技术的基本原理和方法，并且有一定的实际工作经验。目视解译的质 量高低最后就取决于人（解译人员的生理视力条件和知识技能）、物（物体的几何特性、电 磁波特性）、像（图像的几何、物理特性）三个因素的统一程度，即： 应该指出，目视解译是遥感图像光学处理和自动解译技术的基础，遥感图像光学处理 和自动解译技术是深入和提高解译水平必不可少的技术，其处理结果仍然需要专业人员的 目视鉴定。因此，这三种解译方法各有所长，应配合使用。 §10.2 遥感资料概述 10.2.1 遥感资料的种类 利用安装在遥感平台上的各种电子和光学遥感器，在高空或远距离处，可以接收到来 自地面或地面以下一定深度的地物辐射或反射的电磁波信息，这些电磁波信息经过各种信 息处理技术，可以加工处理成能解译的遥感影像或计算机用的数字图像。这种反映地物性 质、数量和动态特征的遥感影像或计算机用的数字图像都是遥感资料，最常用的遥感资料 是航空像片和卫星数字图像。 遥感资料可分为影像资料和非影像资料两大类。各种传感器所获得的以影像形式记录 下来的遥感信息均属遥感影像资料。它包括各种地面遥感影像资料、航空和航天遥感影像 资料，其形式有黑白正、负透明片和彩色透明片、黑色和彩色像片等。有的遥感信息不是 以影像形式，而是以数字或图表形式表现出来，故称非影像数据资料，例如扫描传感器记 录的数据磁带、地物光谱测试资料等都，其中反映影像信息的是数字图像。 影像和磁带是遥感资料的两种主要形式。遥感图像直观逼真，便于目视定性解译，是 最常用的遥感资料；遥感图像主要包括摄影像片、扫描图像和雷达图像以及经过影响增强 处理所得到的各种图像。磁带数据精确，便于电子计算机定量运算和识别，可以大大提高 解译速度及精度，不过需要一定的技术条件才能应用。影像可以通过模数转换(A/D)变成数 目视解译 地面实况与 环境背景资料 遥感图像和 解译技术 解译目标的基础 理论和专业知识 地学知识和 分布规律
字记录到磁带上去：磁带上的数字也可以通过数模转换(D/八)变成模拟光点记录到胶片或像 纸上去。所以，影像和磁带上的数字图像是相互联系、密切配合并可互相转化的两类基本 的遥感资料，同时运用影像和磁带两种资料，可以取长补短，不至于丢损或少丢信息。 1谣感影像 凡是只记录各种地物的电磁波振幅大小的胶片（或像片），都称为遥感影像。它包括： 常规摄影成像的可见光黑白像片和彩色像片，非常规摄影成像的紫外摄影像片、红外彩色 摄影像片和多波段摄影像片，此外还包括非摄影图像资料如用各种类型扫描仪成像的单谱 段影像（如紫外、红外、被动微波影像和雷达是影像）和多波段扫描乡像，以及数字磁带回放 制作的影像（如“Landsat”的MSS和TM影像）。 (1)摄影像片(Photograph) 摄影像片是指各种航空航天摄影仪对地面物体拍摄，直接在感光材料上记录的影像。 包括可见光全色黑白片，近红外黑白片，多波段黑白片，彩色片和假彩色片，都是直接在 感光胶片上记录地物的光像。胶片上的感光材料是由0.1一1μm大小的微粒所组成的，这 个数量级相当于光波(0.322.5μm)的波长。因此在光学透镜成像时，物点与像点是点 点对应连续记录的像平面。即记录在胶片上的像点的光分布或光强分布是连续的二维函数 若设像平面上各点的坐标为(x、y),影像的灰度为g,则灰度是坐标的函数，即g(x、 y)称为灰度的空间分布函数。表达式为： g(x、y)=∫∫G(u·v)exp〔i2π(ux+vy)dudv (10-1) 式中G(u、v)为g(x、y)的付里叶变换。 (2),扫描影像(Imagery) 扫描影像是指各种航空航天扫描仪所获取的影像，即经过光电转换将光像、热像、微 波像转换为光点，并在胶片上扫描而形成的影像，包括热红外扫描片，微波扫描片，多波 段黑白扫描片，假彩色扫描片等。这种量影像在扫描方向上是连续的，而扫描线的行与行之 间是不连续的。设像平面上各点的坐标为(s,P),其中s为扫描方向，P为飞行方向，则 影像的灰度也是坐标的函数，即g(s,P),不过该空间分布函数在s方向上是连续的，在 P方向上是离散的，即 g(s,p)=Σ∫G(u,v)exp(i2n(us+vp)du·△v(10-2) (3)数字化影像 从数字磁带回放出来的影像，每一个数据对应一个像元，因此，在像平面(S、P)内， 影像的灰度分布是离散的，即： g(s,D)=EEG(u,v)exD(i2π(us+vD)△u△v (10-3) 就成像机制而论，摄影像片主要取决于地物对可见光和近红外的反射特性：热红外影 像主要取决于地物温度的差异：雷达影像是人工发射的无线电回波的图像。这是各具特点 的三类基本的遥感影像。 3
3 字记录到磁带上去；磁带上的数字也可以通过数模转换(D/A)变成模拟光点记录到胶片或像 纸上去。所以，影像和磁带上的数字图像是相互联系、密切配合并可互相转化的两类基本 的遥感资料，同时运用影像和磁带两种资料，可以取长补短，不至于丢损或少丢信息。 1 遥感影像 凡是只记录各种地物的电磁波振幅大小的胶片(或像片)，都称为遥感影像。它包括： 常规摄影成像的可见光黑白像片和彩色像片，非常规摄影成像的紫外摄影像片、红外彩色 摄影像片和多波段摄影像片，此外还包括非摄影图像资料如用各种类型扫描仪成像的单谱 段影像(如紫外、红外、被动微波影像和雷达影像)和多波段扫描影像，以及数字磁带回放 制作的影像(如“Landsat”的 MSS 和 TM 影像)。 (1)摄影像片（Photograph） 摄影像片是指各种航空航天摄影仪对地面物体拍摄，直接在感光材料上记录的影像。 包括可见光全色黑白片，近红外黑白片，多波段黑白片，彩色片和假彩色片，都是直接在 感光胶片上记录地物的光像。胶片上的感光材料是由 0.1－1μｍ大小的微粒所组成的，这 个数量级相当于光波（0.32～2.5μｍ）的波长。因此在光学透镜成像时，物点与像点是点 点对应连续记录的像平面。即记录在胶片上的像点的光分布或光强分布是连续的二维函数。 若设像平面上各点的坐标为（ｘ、ｙ），影像的灰度为ｇ，则灰度是坐标的函数，即 g（ｘ、 ｙ）称为灰度的空间分布函数。表达式为： ｇ（x、y）＝∫∫Ｇ（u·v）exp〔i2π（ux＋vy）〕dudv （10－１） 式中Ｇ（u、v）为ｇ（x、y）的付里叶变换。 (2)扫描影像（Imagery） 扫描影像是指各种航空航天扫描仪所获取的影像，即经过光电转换将光像、热像、微 波像转换为光点，并在胶片上扫描而形成的影像，包括热红外扫描片，微波扫描片，多波 段黑白扫描片，假彩色扫描片等。这种影像在扫描方向上是连续的，而扫描线的行与行之 间是不连续的。设像平面上各点的坐标为（s，p），其中ｓ为扫描方向，ｐ为飞行方向，则 影像的灰度也是坐标的函数，即ｇ（s，p），不过该空间分布函数在ｓ方向上是连续的，在 ｐ方向上是离散的，即 ｇ（s，p）＝Σ∫Ｇ（u，v）exp〔i2π（us＋vp）〕du·Δv （10－２） (3)数字化影像 从数字磁带回放出来的影像，每一个数据对应一个像元，因此，在像平面（s、p）内， 影像的灰度分布是离散的，即： ｇ（s，p）＝ΣΣＧ（u，v）exp〔i2π（us＋vp）ΔuΔv （10－３） 就成像机制而论，摄影像片主要取决于地物对可见光和近红外的反射特性；热红外影 像主要取决于地物温度的差异；雷达影像是人工发射的无线电回波的图像。这是各具特点 的三类基本的遥感影像
此外还有一种遥感影像即波带片，是既记录电磁波的振幅又记录电磁波的位相的胶片 合成孔径雷达记录的图像就是波带片。波带片不能直接看到地物的像，还需经过激光再现， 才能获得高分辨率的二维影像。 2遥感磁带 凡是不直接在胶片上光学成像的传感器系统，当它的探测系统输出视频电压信号时， 都可以记录在磁带上，即使已经在胶片上的光像，也可以将它模拟化或数字化，再记录到 磁带上去。磁带有两种：一种是模拟磁带，一种是数字磁带。 (1)模拟磁带 模拟磁带与录音陵带、录像磁带的原理一样。谣感传感器往往在探测系统中输出光象 热象、微波象、超声波象等电压信号，因此也可以把各种遥感信息的电压记录到磁带上去 由于探则系统输出的电压信号是按时序的电压曲线，每一条成像扫描线对应一条电压曲线 因此记录在磁带上的磁信息也是模拟电压曲线。回放时，模拟磁带可以复原为电压曲线。 模拟磁带是一种暂时记录的工具。本来从探测系统输出的电压信号是可以直接通过电光转 化变成光信号，然后聚住扫描成像的。但为了减轻平台的负载（特别是卫星器感）。使传成 器的结构简单轻便，而且能记录大量信息，因此用模拟磁带来做暂时记录工具，这样电光 转化系统及扫描成像系统可以放在地面接收站来工作。在卫星平台上，模拟磁带记录的信 号，可以定期地用微波通讯发射回地面接收站，磁带又可以记录新的信号而抹去旧的信号。 由此可见，模拟磁带可以重复地多次使用，记录并传递大量信息。 (2)数字磁带 探测系统输出的电压信号，经过一个模数转换器(WD),对电压曲线分段读数，然后把 这些数据记录在磁带上，即成为数字磁带。回放时，数字磁带要经过数模转换(DA),将离 散的数据连接成电压曲线，再经电光转化，聚焦扫描成像。同样，数字磁带也是一种暂时 记录工具，但这种工具比模拟磁带大大地前进了一步。 数字磁带比影像资料具有更多的优点。它能直接送入（或经过碳带机转换以后送入） 电子计算机进行各项数据处理，并能进行自动识别、自动分类和自动制图。它的缺点是不 能直观看到景影像，但经过数模转换就可再现为影像资料。具体地说来，不同的计算机兼容 磁带具有不同的应用价值。粗制MSS计算机兼容磁带已加入辐射测量标准数据，适于作影 像亮度数据分析：精致的计算机兼容磁带因几何精度高，适用于精确的定位和制图。 目前，航天谣感信息的存在形式主要是数字，数字主要还是存储在磁带上，而数字磁 带又分两种：一是高密度数字磁带，二是计算机兼容磁带。 ①高密度数字磁带（简称HDDT)每一英寸磁带上可记录10位以上一讲制数据的数字 磁带。由于遥感影像的信息量相当大，要用HDDT来记录。在这样短距离内要记录万位以 上数据，只有采用并行记录格式。因此，这种数字磁带不能直接输入计算机，必须经过 个磁带转换机，将高密度磁带转换成计算机兼容磁带 ②计算机兼容磁带（简称CCT)一种记录遥感图像数据的计算机数字磁带。具有可靠、 灵活、保真度高、处理精确等优点。是图像处理必不可少的设备
4 此外还有一种遥感影像即波带片，是既记录电磁波的振幅又记录电磁波的位相的胶片， 合成孔径雷达记录的图像就是波带片。波带片不能直接看到地物的像，还需经过激光再现， 才能获得高分辨率的二维影像。 2 遥感磁带 凡是不直接在胶片上光学成像的传感器系统，当它的探测系统输出视频电压信号时， 都可以记录在磁带上，即使已经在胶片上的光像，也可以将它模拟化或数字化，再记录到 磁带上去。磁带有两种：一种是模拟磁带，一种是数字磁带。 (1)模拟磁带 模拟磁带与录音磁带、录像磁带的原理一样。遥感传感器往往在探测系统中输出光象、 热象、微波象、超声波象等电压信号，因此也可以把各种遥感信息的电压记录到磁带上去。 由于探测系统输出的电压信号是按时序的电压曲线，每一条成像扫描线对应一条电压曲线， 因此记录在磁带上的磁信息也是模拟电压曲线。回放时，模拟磁带可以复原为电压曲线。 模拟磁带是一种暂时记录的工具。本来从探测系统输出的电压信号是可以直接通过电光转 化变成光信号，然后聚焦扫描成像的。但为了减轻平台的负载（特别是卫星遥感），使传感 器的结构简单轻便，而且能记录大量信息，因此用模拟磁带来做暂时记录工具，这样电光 转化系统及扫描成像系统可以放在地面接收站来工作。在卫星平台上，模拟磁带记录的信 号，可以定期地用微波通讯发射回地面接收站，磁带又可以记录新的信号而抹去旧的信号。 由此可见，模拟磁带可以重复地多次使用，记录并传递大量信息。 (2)数字磁带 探测系统输出的电压信号，经过一个模数转换器(A/D)，对电压曲线分段读数，然后把 这些数据记录在磁带上，即成为数字磁带。回放时，数字磁带要经过数模转换(D/A)，将离 散的数据连接成电压曲线，再经电光转化，聚焦扫描成像。同样，数字磁带也是一种暂时 记录工具，但这种工具比模拟磁带大大地前进了一步。 数字磁带比影像资料具有更多的优点。它能直接送入（或经过磁带机转换以后送入） 电子计算机进行各项数据处理，并能进行自动识别、自动分类和自动制图。它的缺点是不 能直观看到影像，但经过数模转换就可再现为影像资料。具体地说来，不同的计算机兼容 磁带具有不同的应用价值。粗制 MSS 计算机兼容磁带已加入辐射测量标准数据，适于作影 像亮度数据分析；精致的计算机兼容磁带因几何精度高，适用于精确的定位和制图。 目前，航天遥感信息的存在形式主要是数字，数字主要还是存储在磁带上，而数字磁 带又分两种：一是高密度数字磁带，二是计算机兼容磁带。 ①高密度数字磁带(简称HDDT) 每一英寸磁带上可记录104位以上二进制数据的数字 磁带。由于遥感影像的信息量相当大，要用 HDDT 来记录。在这样短距离内要记录万位以 上数据，只有采用并行记录格式。因此，这种数字磁带不能直接输入计算机，必须经过一 个磁带转换机，将高密度磁带转换成计算机兼容磁带。 ②计算机兼容磁带(简称 CCT) 一种记录遥感图像数据的计算机数字磁带。具有可靠、 灵活、保真度高、处理精确等优点。是图像处理必不可少的设备