1、新版遥感图像解译复习大纲第一章 遥感解译的一般问题1、遥感图像解译的基础是遥感数据2、图像解译的任务就是从图像上反映的各种各样的色、形信息推断观察目标电磁波特征的差异。3、按照应用领域，遥感图像解译的目的和任务主要分为两种：普通地学解译和专业解译。 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。地理基础信息一般由地形信息、居民地、道路、水系、独立地物、植被、地貌和土质等构成。景观主要指多个地学要素有规律的地域结合。专业解译可以分为很多类，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；主要包括地质、林业、农业、军事等。4、根据应用范围划
2、分，各种遥感目的对空间分辨率的要求不同，遥感图像解译的任务又可分为：巨型地物与现象、大型地物与现象、中型地物与现象、小型地物与现象等一些类型的解译。5、遥感图像解译的组织方法可分为四种方式： 1）野外解译，直接在实地完成。该结果可以揭示所有指定的地物，包括图像上没有显示的地物。 2）飞行器目视解译通常是由飞机上或直升飞机上识别地物的图像。 3）室内解译是一种无需去野外，只需研究遥感图像性质，以便识别地物并取得地物特性的方法。 4）综合解译，以上两种或以上方式的结合。一般情况下，找出和识别地物的主要工作在室内条件下完成，而在野外或飞行中，查明或识别那些在室内不可能揭示的地物或者它们的特性。6、遥
3、感信息的利用方式可按照遥感技术的发展过程划分：1.） 瞬时信息的定性分析2.）空间信息的定位分析3.） 瞬时信息的定量分析4.） 时间信息的趋势分析5.） 多源信息的综合分析7、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。8、伴随遥感信息利用方式的变化是解译产品和各种支撑技术的发展。1.） 观察与测量仪器的改变2.） 产品形式的改变3.） 生产工艺的改变4.） 新一代传感器的研制5.） 地理信息系统的支持6.） 遥感应用模型的深化9、遥感图像解译的质量要求1） 解译的完整性2） 解译可靠性 混淆矩阵计算包括总体精度、Kappa 系数、混淆矩阵（可能性）、生产者（
4、制造者）精度以及用户精度。3） 解译的及时性4） 解译结果的明显性第二章 遥感研究对象的特性1、根据空间分布的平面形态，把地面对象分为三类：面状、线状、点状。2、试描述水体、植被、岩石和矿物、土壤、人工地物目标的电磁辐射特性。3、时间特征两方面含义：一是自然变化过程，即其发生、发展和演化； 二是节律，既事物的发展在时间序列上表现出某种周期性重复的规律。4、解译对象的划分5、线状地物包括哪些长度比宽度大三倍以上的物体，如河流、道路、街道、长的桥梁等。面状地物有着大尺寸。这当中包括林地、草地、居民点、飞机场等。6、简单地物通常是复杂地物的一部分。它是复杂地物的个别要素，如建筑物、设施、树木、起落跑
5、道等。复杂地物在此是指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，如城市、林地、飞机场等。7、遥感图像结构可按几何、电磁波谱特性、自然形成状态等原则分类。几何分类是基于物体点、线、面的组织及其在图像上的互相位置。电磁波谱特性分类是以组成结构的辐射特性（如树冠、灌木丛、草丛等）为基础。自然形成状态分类强调结构的自然起源特性，如果园、人工林、天然林等。8、物体图像的色调对目标能否由周围背景中分辨出来起重要作用。此标志不是固定不变的。同一物体的图像，由于光照、气候、季节等的不同，可能有不同的色调。9、根据阴影可较容易地判断物体的形状和高度。对反射辐射而言，阴影可分为本影和落影：本影是物体
6、表面没有接受辐射的部分，它位于背向辐射源的一面；落影是物体投向其他物体的影子。10、运动地物包括那些变化着自己性质的地物或是在比较短的时间内，如几小时、几昼夜、几星期之内就消失的地物。固定地物当然也变化着自己的特性，但这种变化要在一个季节、几年或更长时间才发生。第三章 遥感数据的物理属性和成像性能1、遥感数据是多源的，它体现在以下几个方面：1）平台和载体的多层次 2）波段不同 3）小卫星群。2、常见卫星传感器的特性，包括空间分辨率，波段设置，卫星种类等（MODIS，Landsat TM、ETM+、OLI 、VIIRS等）。3、图像比例尺：图像上某线段长度与地面相应长度之比。4、对于遥感图像而言
7、，主要是数字图像，决定其图像量测性能及其上地物细部的再现能力的主要是几何分辨率。假定像元的宽度为a，则地物宽度在3a或至少在 时，才能被分辨出来，这个大小称为图像的几何分辨率。传感器瞬时视场内所观察到的地面大小称为空间分辨率5、如果图像的几何分辨率满足不了图像量测性能及其上地物细部的再现能力，会使得像元中包含的类别不纯（达不到我们所需要的类别划分要求），引起辐射亮度改变，这在两种纯地物交界处是十分明显的，往往这些地方的像元亮度与第三种地物相近。如图像上植物与水交界处的像元亮度会出现土壤亮度的现象。6、对于摄影系统而言，其辐射特性主要体现为像片的感光层黑度（密度）D的总和。对于光学机械扫描系统获
8、取的数字图像而言，其辐射特性主要体现为辐射分辨率。7、辐射分辨率是指传感器能区分两种辐射强度最小差别的能力。8、地物的辐射功率与温度和发射率成正比，其中与温度的关系更密切。无论温度（自然状态下）和发射率都与物体的热特性有关。物体的热特性包括物体的热容量、热传导率和热惯量等。热传导率大的物体，其发射率一般较小。9、侧视雷达图像上色调的高低，与可见光、近红外及热红外图像都不同。它与地物的以下一些特征有关：1）. 与入射角有关2）. 与地面粗糙度有关3）. 与地物的电特性有关4）. 极化面 5）. 侧视雷达图像的其他特征10、对于多波段遥感数据我们至少要关注以下几个方面的问题：1）对图像解译有重要作
9、用的波段范围 2）波段数 3）探测特定波谱辐射能量的最小波长间隔 4）它们的组合形式 11、在全色和近红两个波段的图像上，草、水泥、沥青和土壤这四种地物不易区分。请结合地物波谱发射特性曲线和地物波谱响应曲线，判断出四种A、B、C、D分别与地物草、水泥、沥青和土壤如何对应。12、考虑地物的时间特性，我们可以根据探测周期的长短将时间分辨率划分为三种类型。（1）超短、短周期时间分辨率（2）中周期时间分辨率（3）长周期时间分辨率。13、时间分辨率：对同一地区重复获取图像所需要的时间间隔。时间分辨率的作用：（1）时间分辨率在遥感动态应用方面有重要作用。（2）时间分辨率提供了时间差，可以提高遥感的成像率和
10、解像率。（3）时间分辨率也是数据更新的重要参考因素。14、光谱分辨率:传感器探测特定波谱辐射能力的最小波长间隔，包括传感器总的探测波段的宽度、波段数、各波长范围和间隔。15、图像的解像力是图像上最小的、但还能分辨的地物尺寸。 16、最佳图像至少具有两个方面的含义：（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，还应是地理现象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。17、从时间方面来考虑，就会有图像的最佳时期的选择问题。第一，地物或现象本身的光谱特性；第二，太阳高度角的变化，它改变了地物反射辐射亮度从而产生不同的传感器效应，并且，不同的太阳高
11、度角有不同的阴影效应；第三，气象条件的影响；第四，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。18、波段方面来考虑：在电磁波谱的反射（或发射）谱段中，能否将目标从背景中探测出来，主要取决于目标与背景的光谱反射（或发射）率有否显著的差异。目标与背景反射（或发射）率差异最显著的波长区间，即为最佳的遥感波段。第四章 遥感数据的信息性能1、识别概率的评价有事先评价和事后评价。2、如果把简单地物到复杂地物的过程看成是概念形成的过程，则简单地物与复杂地物之间的关系可以从两个方面加以理解：1）由例证出发2）由特征出发。3、如果某一概念与许多景物有关系，说明此概念得到了许多例证的支持，即概念是
12、具有普遍意义的。4、如果某一概念仅与少数特征有关系，说明此概念可以在众多景物出现，也就是说此概念是具有普遍意义的。5、应用特征的数量可以说明概念的形成过程。当景物从匹配较多的特征过渡到匹配较少的特征，对应的概念将从特殊到一般。6、当景物从匹配较少的特征过渡到匹配较多的特征，对应的概念将从一般到特殊。7、设进行地理基础信息解译时，要求确定带有街区建筑的郊区居住区的识别概率。为了简化计算，仅限于三种居住区要素：街道（A），单层房屋（B）和学校（C）。试计算带有街区建筑的郊区居民地的识别概率。8、试根据公式分析提高遥感图像解译质量的途径。m和R图像比例尺分母和分解力；B地物形状的识别系数；L地物的最
13、大线性尺寸； 色调反差（在光学图像上，是地物和背景的光学密度差；在数字图像上，是地物和背景的灰度差）。由上式可以看出，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）；2）提高图像反差：3）建立良好的感受图像的条件（即减少地物形状识别系数值）。9、对于扫描成像的数字图像，图像的分解力主要体现为扫描系统的空间分辨率。10、实践中采用四种识别模式以及它们的组合：统计模式，决策式模式，决策统计模式以及非决策模式。11、图像的信息性能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。12、成像能力：遥感图像上能够取得什么样的地物数据，是指
14、能够取得这些地物的那些质量方面特性的数据。13、图像的量测能力：指传递地面几何参数的可能性。14、遥感图像的信息容量：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。第五章 遥感图像特征和解译标志1、图像解译就是建立在研究地物性质、电磁波性质及影像特征三者的关系之上。2、地物电磁波特征的差异在影像上的反映就是各种各样的“色、形”信息。整个遥感图像的影像要素或特征，概括起来分“色”和“形”两大类：色：色调、颜色、阴影、反差；形：形状、大小、空间分布、纹理等。3、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。解译标志可区分如下：
15、色调与色彩、形状、尺寸、阴影、细部（图案）、以及结构（纹理）等。4、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就是揭示标志。包括形状、尺寸、细部、光谱辐射特性、物体的阴影、位置、相互关系和人类活动的痕迹。5、由识别的观点来看，解译标志就是以遥感图像的形式传递的揭示标志。6、揭示标志和解译标志都可分为直接标志和间接标志。直接标志是地物本身和它们的遥感图像所固有的。间接标志并不直接与物体有关。7、影响色调的因素（可见光和近红外）：地物表面照度(太阳高度角、天气、坡向)、地物亮度系数(含水量、粗糙度)、反射类型(镜面反射、漫反射、方向反射)。影响色彩的因素：地物的颜色、感光材料的类型、颜色
16、的组合方式。8、形状影响因素：影像形状受地物本身形状、相对于传感器的位置、传感器姿态(垂直,斜视)、成像方式等因素的影响。大小影像因素：像片比例尺（地面分辨率）、背景反差、相对于镜头的位置。9、纹理是由许多细小的地物的色调重复出现组合而成，是单一的细部特征的集合。10、在遥感图像解译中，经常利用临近区域的已知地物或现象的图像，根据地学规律，对遥感图像进行观察，通过比较和“延伸”，从而对地物或现象进行辨认。11、位置是指地物所处环境在图像上的反映, 即图像特定位置上目标(地物)与背景(环境)的关系。它对图像解译有间接的指引作用。12、揭示标志和解译标志分为永久性和临时性的。永久性标志是形状、尺寸
17、、结构（图案）、位置和物体之间的联系；临时性的标志是细部、色调（颜色）、阴影和物体作用的痕迹。13、可见光范围内的阴影可以分为本影和落影。热红外图像上的阴影区分为热影与冷影。对于雷达图像而言，其盲区可产生阴影。14、揭示和解译标志是启发式标志，它们是由有经验的解译人员在研究地物和地物的图像中提出并加以归纳的结果。15、格式塔学派试图对视觉系统共同的相互作用类型进行分类，并把它们称为知觉定律。他们的组合定律包括接近性、相似性、良好的连续性和封闭性。16、对多光谱图像来说，遥感图像解译的重要依据是地物反映在各波段通道上的像元值，也即地物的光谱信息。17、统计特征值主要有亮度均值、中值、标准差、信息
18、量以及各波段之间的相关矩阵等。18、基于像元的分类方法即便对分类结果进行光滑处理后仍然会出现较多的小斑块，即产生所谓的椒盐效应。20、面向对象的分析方法为多种解译标志的定量化表达提供了条件，除了表达传统意义上的光谱、纹理特征外，还使许多空间形态特征包括各种各样的形状特征和空间关系的定量化分析成为可能。21、对于同一区域的多幅图像（包括可成立体的图像），就应进一步考虑其上地物的空间特性、时间特性、运动特性等。22、对于侧视雷达图像来说，随着侧视角的增大，图像比例尺变大，所以在图像上有近地点被压缩、远地点被拉长的感觉。23、地物的空间特性和时间特性经常是可以互相转化的。地物随着时间的变化可以表现为
19、图像上位置的不同，也就是物体的活动特性；相反，地物在某个固定位置上的性质改变，可以揭示物体的时间特性。24、如果定义灰度为纵坐标，遥感的波段数为平面横坐标，遥感成像周期为平面纵坐标，那么可以得到一个三维的波谱曲面，我们称它为灰度波谱。灰度波谱与地物波谱有一定区别，地物波谱是地面上用波谱仪测得的地物的点资料。灰度波谱是在卫星高度上测得的“地物波谱”，与其相差一个大气的传输过程，是地物的面资料。25、遥感图像中的独立变量：1、亮度 2、温度 3、色彩与色扇 4、绿度（植被指数） 5、反照度 6、湿度26、按照亮度的变化，将色彩空间分成不同的扇形，其中半径大小反映了饱和度的变化，扇形弧度的变化是色调
20、改变的标志。27、通过将作为标准的地物按光谱属性的差异分别将它们标在扇形相应的位置上，可以得到地物解译的色彩标准，进而可进行解译工作。这种解译方式通常称为色扇分析。第六章 遥感图像解译的信息单元1、地理综合体是一个相对封闭的自然地段，它通过发生在内部的诸自然过程和地理组成成分的相互依存性而构成一个整体。2、地理综合体成分也有同质与异质之分，前者从所有自然成分看是相似（相对统一）的，它们是单元等级系列中最低级的地理综合体；所有高级地理综合体，它们的异质程度随等级升高和单元规模扩大而增大。3、地理综合体从低级到高级单元，其内部相似性逐渐减少，而相互间差异性逐渐增大。4、地理综合体理论对它们（各种属
21、性边界）作必要的综合，综合的原则是：取重要属性，舍次要属性；取确定边界，舍模糊边界；取两侧属性差异大的边界，舍两侧差异小的边界。5、作为遥感信息中基本的几何单元像元，其大小与形状决定于遥感传感器的性能和卫星的高度与姿态。一般而言，像元的大小主要是指其代表的地面分辨率，以地面瞬时视场角度来度量。6、像元所载的信息，实际上是在波段记录信息的极小值与极大值之间，以（0，2n-1）为区间进行内插所得到的整数。7、具有灰度的像元之间的变化才是构成遥感信息单元的基础。灰度在平面空间的变化，从视觉的角度，就是纹理。灰度共生矩阵的计算。8、空间相异：任何一个自然单元的空间分布范围都是有限的，它有闭合的界线，我
22、们可以用单元面积、界线形状和性质等参数来描绘其空间分布特征；对于不同的区域、不同的研究对象，无论是类型复杂程度还是单元面积、形态等特征都表现出明显的差异。9、如何根据地学变量的空间分布特征，以像元、灰度、纹理等为基础构造与地学变量相一致的遥感信息单元，它包含以下几方面的含义：（1）遥感信息单元是图像属性相对一致的空间单元，以像元、灰度、纹理等为基础，具有空间分辨率、时间分辨率、辐射分辨率和光谱分辨率；（2）遥感信息单元通过光谱响应及其时间效应与空间效应而具有明确的地学意义；（3）各级遥感信息单元与各种专题研究对象地理单元之间具有一定的关系。10、对不同波长下的特定地面物体取得的自然辐射测定值，
23、也经常叫做这些地物的光谱特性标志。11、导致光谱响应标志可变性的因素：时间效应、空间效应和大气的影响等。12、获取参比数据就是收集遥感待测目标、区域或现象的某些量测值或观测值。参比数据也可包括各种不同地面物体特征的温度以及其它物理或化学特性的野外量测数据。14、参比数据用途：（1）帮助遥感数据的分析和解译；（2）校准传感器；（3）验证遥感数据所提取的信息。15、参比数据可以从一个来源或数个来源取得。参比数据的收集通常必须符合统计采样设计的原则。16、地面实况与参比数据的关系：所谓地面实况，不能从它的字眼上去理解，因为有许多参比数据并不是从地面收集的，而只能迫近于实际地面状况。例如，“地面”实况
24、有关数据可以从空中取得，在分析小比例尺的高空或卫星图像时，就可利用较详细的航空图像作为参比数据。如果是研究水文要素，那么“地面”实况实际上就是指“水域”的实况。17、根据光谱响应与参比数据，就可以建立地理单元与遥感信息单元之间的联系。18、混合像元分类常见方法为分解像元光谱和重建像元光谱。19、混合像元端元组分选取：1.从光谱库提取端元的方法是经过实地勘察，将有关的组成成分校准出来或是从光谱库中选取。2.在缺乏野外光谱测量数据或者光谱库的情况下，光谱端元必须从图像本身获得。3. 在缺乏野外光谱测量数据或者光谱库的情况下，当纯净像元在图像上很难找到或者根本没有的时候，通常是通过一元或者多元回归技
25、术从外部数据源来获得估计的端元。20、像元二分模型的原理，基于像元二分模型的遥感图像植被覆盖度计算过程。21、地理单元：具有地理环境条件基本一致的空间单元，它建立在地理综合体理论基础上。22、地理单元的重要特征之一是其尺度性，主要包括：1. 概念尺度性2. 量纲尺度性。3. 内容（属性）尺度性。第七章 遥感图像解译方法1、地理相关分析法，就是研究某个区域地理环境内各要素之间的相互关系、相互组合特征。2、环境本底法指了解一个地区的区域概况以及分析该地区地理环境的总体规律。在分析环境背景中，搞清区域内正常的组合关系、空间分布规律、正常背景值，也就是搞清环境本底。在这个基础上，寻找异常，并追根求源，
26、找出异常原因，通过成因机制分析在更大范围内，寻找与异常有关的环境特征。3、描述数据的数据，即所谓的元数据。对于图像来说，大致有三类元数据，其一是图像的参考资料；其二涉及图像本身的信息；其三说明图像与地物的对应关系。4、遥感分层分类法就是根据信息树所描述的景物总体结构来进行逐级分类。5、分层分类法的特点：遥感的分层分类法，又可称为多阶分类法。它与常规传统分类法所不同的是，它不仅是按层次一步步地分类，而且在层次间不断加入遥感与非遥感的决策函数，从而组成一个最佳逻辑决策树。用传统的地学方法和概念，按现在的信息传输和信息相关体系建立信息树。由于信息并非都能从遥感图像上得以反映，因而在建立信息树的过程中
27、，必须不断地补充其它资料（如一些边界条件、分类参数等），以逐步满足某种分类的需要，最后完善这个最佳逻辑决策树，得出满意的分类结果。6、遥感图像解译中形象思维的作用，也就是用可视的方式将地学规律形成的内在原因与外在表现与遥感图像联系在一起。7、形象思维提供的以下功能：抽象、概括、综合、高维可视化、转化、概念形成。8、图谱是指经过分析综合，用于反映事物和现象空间结构特征与时空序列变化规律的一种信息处理与显示方法。9、遥感数据反演：一种是不考虑中间具体的物理过程，基于统计理论的地面参数的反演；另一种是面向过程，基于物体机理的地面参数的反演。10、图像解译中的分析推理方法：一般原则，1、从“已知”到“
28、未知”2、先易后难3、对象语义与范围的确定可以交互进行4、逐步近似解译。主要的分析推理方法，1、直判法2、对比法3、邻比法4、历史比较（动态对比）法5、综合辨认法。第八章 遥感图像人机交互解译1、几个典型的人机交互图像处理系统：1. Photoshop、2. ENVI系统、3. VirtuoZo系统。3、遥感图像解译可采用最大最小原则，人承担的工作量应尽量少或最少，机器承担的工作量应最大，在最大限度利用机器的同时，充分发挥人的积极因素。4、信息融合是指同一区域内遥感信息之间或遥感与非遥感信息之间的匹配复合。它包括空间配准和内容融合两个方面，从而在统一的地理坐标系统下，构成一组新的空间信息、一种
29、新的合成图像。信息融合的目的是突出有用的专题信息，消除或抑制无关的信息，以改善目标识别的图像环境。5、信息融合的技术关键：（1）充分认识研究对象的地学规律；（2）充分了解每种融合数据的特点和实用性；（3）充分考虑到不同遥感数据之间波谱信息的相关性引起的信息冗余和噪声误差的增加，因此需要对多种遥感数据作出合理的选择；（4）几何配准。6、地理信息系统和遥感之间的相互关系。地理信息系统：一种管理与分析空间数据的有效工具。遥感：一种对空间数据采集和分类的有效工具。1. 遥感是地理信息系统的一个重要数据源和强有力的更新手段。2. 地理信息系统可为遥感图像解译提供各种有用的辅助信息和分析手段。7、与遥感图像解译有关的人机交互方式：屏幕目视解译、改进自动分类、分类中突出感兴趣的区域、多种数据结合和辅助解译、现象的时空特征目视解译、人机交互环境下多种解译方法的结合。
