遥感的原理与实践 --以上海市第三轮航空遥感调查为例
是人们可对其进行应用的数字化遥感影像数据。遥感影像数据的应用按应用方式可分为两种: 一种是将遥感影像数据作为现状或背景资料直接加以利用,如用于地形图的修测、城市规划设计以及工程项目的详细设计等; 另一种是通过对遥感影像数据的分析、解译,从中提取某些专题地物要素的信息来加以利用。对于第一种应用,由于我们只是向有关的部门提供数据,并未就其进行深入地研究,因此在这里将不作陈述。本节着重是讨论如何通过对遥感影像数据的分析、解译,从中提取某些专题地物要素的信息。信息提取的真正意义在于将内容丰富的遥感影像数据转化为具有各种专题的有用信息,以便管理人员利用这些信息更好地为领导决策提供服务。信息提取的工作大致可分为三步来进行:
1、影像特征分析
要进行影像特征的分析,必须首先确定从遥感影像数据中提取哪些专题地物要素的信息。遥感影像数据的信息内容十分丰富,它几乎涵盖了人的肉眼可以识别的所有地物要素。然而要把所有这些地物要素的专题信息都提取出来,这几乎是不可能的,也没有必要。根据上海城市建设和管理的需要,从本次航空遥感调查的影像数据中提取了绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素的专题信息。
当信息提取的地物要素被确定之后,即可开始对这些地物要素进行影像特征分析。任何可视地物要素在其遥感影像上都具有一定的光谱特征、几何特征及其它辅助特征。其中光谱特征在视觉上最直观的反映就是色调,几何特征在视觉上最直观的反映就是形状,其它辅助特征在视觉上的直观反映有: 阴影、纹理及影像结构。所谓影像特征分析就是从色调、形状、阴影、纹理及影像结构等方面对拟被提取的可视地物要素进行影像的定性分析。通过对这些地物要素其影像的定性分析,总结、归纳出这些地物要素各自所具有的影像特征,并以此作为技术人员解译这些地物要素的标志和依据。
我们从色调、形状、阴影、纹理及影像结构等方面,对被提取的绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素进行了认真地影像定性分析,总结、归纳出这些地物要素具有如下的影像特征:
绿化: 健康生长的绿化类地物要素其色调通常呈饱和度不同的红色。绿化还可细分为乔木、灌木和草地。其中乔木、灌木的影像形状多为尖状、冠状、团簇状或绒球状,草地则为块状。乔木一般都有明显的阴影; 灌木也有阴影,但不太明显,且长度较短; 草地则无阴影。人工构筑的公园、苗圃其几何形状常为矩形或不规则的多边形。
水体: 陆上水体由于光线反射角度及水体深度的不同,其色调也往往有所不同,但大多都呈青蓝色、蓝色和深蓝色。陆上水体还可细分为河流、湖泊和池塘。其中河流的几何形状为条带状,且常有弯曲。湖泊的几何形状为不规则的面状。池塘的几何形状为长方型的面状,且分布较集中,排列较规则。
道路: 城市道路分水泥路和沥青路。其中水泥路的色调呈灰白色,沥青路的色调呈灰黑色。城市道路的几何形状通常为条带状。城市道路的边缘比较清楚,道路上一般能看到汽车,路上还常常有明显的车道分隔线,市区道路的两旁往往伴有建筑物和行道树,郊区的高等级公路一般中间设有隔离带或两侧配有绿化带。
建筑物: 建筑物有多种类型。城市中常见的建筑物有: 高层建筑、新工房、花园式住宅、里弄式住宅和简屋。从遥感影像上看,高层建筑带有狭长的阴影; 新工房一般为平顶,排列较整齐,且屋顶设有水箱; 花园式住宅为一幢幢排列整齐的单体建筑,且每幢建筑拥有自己的花园; 里弄式住宅为一排排排列整齐的连体建筑,且屋顶为坡面,较多的屋顶还开有天窗,房屋的北面设有晒台; 简屋的单体建筑占地面积很小,互相犬牙交错联接,形状散乱,无规则。
2、专题信息提取
当绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素的影像特征被总结、归纳出来之后,技术人员便可依据它们的影像特征来提取这些专题地物要素的信息。提取专题信息的具体过程如下:
首先是对参加信息提取的工作人员进行技术培训。培训的主要内容有: 熟悉和掌握被提取的绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素的影像特征。培训时要在绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素中,选取各种具有代表性的地物对其影像特征作逐一讲解。待每位学员比较熟悉这些地物要素的影像特征之后,还要尝试让每位学员依据这些影像特征,去独立地解译绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素中的各种地物。这样的训练要反复多次,直到他们完全掌握这些地物要素的影像特征为止。
其次是由受过良好培训的技术人员,依据绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素的影像特征,在本次航空遥感调查的影像数据上对这些专题地物要素进行解译。这里讲的解译指目视解译。所谓目视解译就是技术人员根据一定的影像特征,在计算机屏幕上通过肉眼的直接观察,对遥感影像中的目标地物进行辨认及确定。解译时,技术人员先要依据以上四类基本地物要素的影像特征,在遥感影像上辨认出这些专题地物要素中的各种地物; 然后借助GIS平台软件提供的绘图工具,用彩色线把已被确认的各种地物的边界勾画出来。
再则是对已被确认的各种地物进行定性和定量描述。进行定性描述就是对已被确认的地物赋予它本身所固有的性质。如当某一地物经解译被确认之后,我们应将该地物在绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素中的详细分类作为它本身所固有的性质赋予该地物。进行定量描述就是对已被确认地物的占地面积或长度及其它定量指标进行量化计算。如在被提取的绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素中,我们应对每个已被确认的地物进行其占地面积或长度及其它定量指标的量化计算,并将量化计算的结果连 《遥感的原理与实践 --以上海市第三轮航空遥感调查为例(第6页)》
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1、影像特征分析
要进行影像特征的分析,必须首先确定从遥感影像数据中提取哪些专题地物要素的信息。遥感影像数据的信息内容十分丰富,它几乎涵盖了人的肉眼可以识别的所有地物要素。然而要把所有这些地物要素的专题信息都提取出来,这几乎是不可能的,也没有必要。根据上海城市建设和管理的需要,从本次航空遥感调查的影像数据中提取了绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素的专题信息。
当信息提取的地物要素被确定之后,即可开始对这些地物要素进行影像特征分析。任何可视地物要素在其遥感影像上都具有一定的光谱特征、几何特征及其它辅助特征。其中光谱特征在视觉上最直观的反映就是色调,几何特征在视觉上最直观的反映就是形状,其它辅助特征在视觉上的直观反映有: 阴影、纹理及影像结构。所谓影像特征分析就是从色调、形状、阴影、纹理及影像结构等方面对拟被提取的可视地物要素进行影像的定性分析。通过对这些地物要素其影像的定性分析,总结、归纳出这些地物要素各自所具有的影像特征,并以此作为技术人员解译这些地物要素的标志和依据。
我们从色调、形状、阴影、纹理及影像结构等方面,对被提取的绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素进行了认真地影像定性分析,总结、归纳出这些地物要素具有如下的影像特征:
绿化: 健康生长的绿化类地物要素其色调通常呈饱和度不同的红色。绿化还可细分为乔木、灌木和草地。其中乔木、灌木的影像形状多为尖状、冠状、团簇状或绒球状,草地则为块状。乔木一般都有明显的阴影; 灌木也有阴影,但不太明显,且长度较短; 草地则无阴影。人工构筑的公园、苗圃其几何形状常为矩形或不规则的多边形。
水体: 陆上水体由于光线反射角度及水体深度的不同,其色调也往往有所不同,但大多都呈青蓝色、蓝色和深蓝色。陆上水体还可细分为河流、湖泊和池塘。其中河流的几何形状为条带状,且常有弯曲。湖泊的几何形状为不规则的面状。池塘的几何形状为长方型的面状,且分布较集中,排列较规则。
道路: 城市道路分水泥路和沥青路。其中水泥路的色调呈灰白色,沥青路的色调呈灰黑色。城市道路的几何形状通常为条带状。城市道路的边缘比较清楚,道路上一般能看到汽车,路上还常常有明显的车道分隔线,市区道路的两旁往往伴有建筑物和行道树,郊区的高等级公路一般中间设有隔离带或两侧配有绿化带。
建筑物: 建筑物有多种类型。城市中常见的建筑物有: 高层建筑、新工房、花园式住宅、里弄式住宅和简屋。从遥感影像上看,高层建筑带有狭长的阴影; 新工房一般为平顶,排列较整齐,且屋顶设有水箱; 花园式住宅为一幢幢排列整齐的单体建筑,且每幢建筑拥有自己的花园; 里弄式住宅为一排排排列整齐的连体建筑,且屋顶为坡面,较多的屋顶还开有天窗,房屋的北面设有晒台; 简屋的单体建筑占地面积很小,互相犬牙交错联接,形状散乱,无规则。
2、专题信息提取
当绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素的影像特征被总结、归纳出来之后,技术人员便可依据它们的影像特征来提取这些专题地物要素的信息。提取专题信息的具体过程如下:
首先是对参加信息提取的工作人员进行技术培训。培训的主要内容有: 熟悉和掌握被提取的绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素的影像特征。培训时要在绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素中,选取各种具有代表性的地物对其影像特征作逐一讲解。待每位学员比较熟悉这些地物要素的影像特征之后,还要尝试让每位学员依据这些影像特征,去独立地解译绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素中的各种地物。这样的训练要反复多次,直到他们完全掌握这些地物要素的影像特征为止。
其次是由受过良好培训的技术人员,依据绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素的影像特征,在本次航空遥感调查的影像数据上对这些专题地物要素进行解译。这里讲的解译指目视解译。所谓目视解译就是技术人员根据一定的影像特征,在计算机屏幕上通过肉眼的直接观察,对遥感影像中的目标地物进行辨认及确定。解译时,技术人员先要依据以上四类基本地物要素的影像特征,在遥感影像上辨认出这些专题地物要素中的各种地物; 然后借助GIS平台软件提供的绘图工具,用彩色线把已被确认的各种地物的边界勾画出来。
再则是对已被确认的各种地物进行定性和定量描述。进行定性描述就是对已被确认的地物赋予它本身所固有的性质。如当某一地物经解译被确认之后,我们应将该地物在绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素中的详细分类作为它本身所固有的性质赋予该地物。进行定量描述就是对已被确认地物的占地面积或长度及其它定量指标进行量化计算。如在被提取的绿化、水体、道路、建筑物四类基本地物要素中,我们应对每个已被确认的地物进行其占地面积或长度及其它定量指标的量化计算,并将量化计算的结果连 《遥感的原理与实践 --以上海市第三轮航空遥感调查为例(第6页)》