1．遥感扫描影像特征和解译标志 目前经常使用的遥感扫描影像都是卫星遥感影像，这些影像具有以下特征：多中心投影、像框扭动变形、信息量丰富、动态观测等特点。 遥感扫描影像解译标志 直接解译标志主要包括以下几种： （1）调与颜。这是扫描图像解译的基本标志。对于中低分辨率的扫描影像来说，图像中调与颜更是一个重要的判读标志。由于扫描图像多数为多光谱影像，同一地区多光谱扫描图像中的相同地物，在不同波段的图像上可能会呈现不同调，组合可以有不同的颜，这因为同一种地物在可见光和近红外波段上具有不同的反射率，它们在单波段扫描影像中表现为不同的调。 (2) 阴影 (shadow)，在多光谱图像中，阴影是电磁波被地物遮挡后在该地物背光面形成的黑调区域。在扫描影像中陡峭的山峰背面往往形成阴影，阴影的出现给山区的扫描影像增加了立体感，同时也造成阴影覆盖区地物信息的丢失。 (3)形状(shape)，目标地物的形状在不同空间分辨率的扫描图像上表现特点不同。在中低分辨率扫描影像上，地物的形状特征是经过自然综合概括的外部轮廓，它忽略了地物外形的细节，突出表现了目标物体宏观几何形状特征，如山脉的走向，水系的形态特征等。在中高分辨率扫描影像上，可以看到地物的较为详细的形状特征。但线状地物（如道路和河流）的宽度经常被夸大。在高分辨率扫描影像上，可以看到地物具有的形态特征的更多细节，如飞机场内的飞机与停机坪等。 （4）纹理(texture)，在不同空间分辨率的扫描图像上纹理揭示的对象不同。在中低分辨率扫描影像上，地物的纹理特征反映了自然景观中的内部结构，如沙漠中流动沙丘的分布特点和排列方式。在中高分辨率扫描影像上，纹理才揭示了目标地物的细部结构或物体内部成分。 (5)大小(size)，同一地物在不同空间分辨率的扫描图像上表现出尺寸大小不同。在低空间分辨率的扫描图像上该地物尺寸小，在高空间分辨率的扫描图像上该地物尺寸大。图像判读中，必须结合图像的空间分辨率（或比例尺）来认识地物大小。 (6) 位置(site)，根据目标地物在扫描图像上位置可以进行空间分析。制作规范的扫描图像（如MSS、TM）提供了两种形式的位置，一种是在图像周围边框上标注的地理位置，另一种是目标地物与周围地理环境的相对位置。 (7) 图型与相关布局。在高空间分辨率的扫描图像上经常使用，对识别人造地物很有帮助，例如对城市街区和火车站等识别。 扫描图像间接解译标志可参考上节有关内容。 2．常见的遥感扫描影像类型与主要特点 目前，常见的遥感扫描影像类型包括以下几种： MSS影像 MSS影像为多光谱扫描仪(MultiSpectral Scanner)获取的影像，它具有四个波段，两个波段为可见光波段，两个波段为近红外波段，第一颗至第三颗地球卫星(Landset)上，反束光导管(RBV)摄像机获取的三个波段摄影像片分别称为第1、2、3波段，多光谱扫描仪获取的扫描影像按顺序分别被命名为4、5、6、7波段，此外，第三颗地球卫星(Landset)上还提供热红外波段影像，这个波段被称为第8波段，热红外波段使用不久，就因仪器操作上的问题而关闭了，因此，Landset提供的热红外波段影像并不多。第4、5颗地球卫星上多光谱扫描仪获取的四个波段扫描影像重新被分别命名为1、2、3、4波段。在MSS影像中，灰度又按照一定的区间归并为16级灰阶，同时每幅遥感影像下部也曝光产生一个灰阶尺，灰阶尺由白－灰白－淡灰...浅灰-灰-暗灰...浅黑-黑等多个灰阶组成。像元的亮度值为0时，影像上像元的灰阶为黑，像元的亮度值为63时，影像上像元灰阶为白，像元值从0向63增加时，其灰阶也按照一定分级规则由黑转白。由于影像复制时像元灰阶与灰度尺受到同样因素的影响，这样解译者可以利用灰度尺来衡量像元的灰阶。 MSS各个波段的应用范围 MSS第4波段为绿波段，对水体有一定透射能力，在清洁的水体中透射深度可达10-20米，可以判读浅水地形和近海海水泥沙。由于植被波谱在绿波段有一个次反射峰，可以探测健康植被在绿波段的反射率。 第5波段为红波段，该波段可反映河口区海水团涌入淡水的情况，对海水中的泥沙流、河流中的悬浮物质与河水浑浊度有明显反映，可区分沼泽地和沙地，可以利用植物绿素吸收率进行植物分类。此外该波段可用于城市研究，对道路、大型建筑工地、砂砾场和采矿区反映明显，在红波段各类岩石反射更容易穿过大气层为传感器接收，也可用于地质研究。 第6波段为近红外波段，植被在此波段有强烈反射峰，可区分健康与病虫害植被，水体在此波段上具有强烈吸收作用，水体呈暗黑，含水量大的土壤为深调，含水量少的土壤调较浅，水体与湿地反映明显。 第7波段也为近红外波段，植被在此波段有强烈反射峰，可用来测定生物量和监测作物长势，水体吸收率高，水体和湿地调更深，海陆界线清晰，第7波段可用于地质研究，划出大型地质体的边界，区分规模较大的构造形迹或岩体。 第8波段，为热红外波段，该波段可以监测地物热辐射与水体的热污染，根据岩石与矿物的热辐射特性可以区分一些岩石与矿物，并可用于热制图。 TM图像 TM影像为专题绘图仪(Thematic Mapper，TM)获取的遥感图像。从Landsat－4起，陆地卫星增加了专题绘图仪（TM）。TM在光谱分辨率、辐射分辨率和地面分辨率方面都比MSS有较大改进。在光谱分辨率方面，它采用7个波段来记录目标地物信息，与MSS相比，它增加了三个新波段，一个为蓝(蓝绿)波段，一个为短波红外波段，一个为热红外波段，根据MSS数据使用的经验与光谱适用范围研究结果，TM在波长范围(wavelength)与光谱位置(Nominal spectral location)上都作了调整。在辐射分辨率方面，TM采用双向扫描，改进了辐射测量精度，目标地物模拟信号经过模/数转换，以256级辐射亮度来描述不同地物的光谱特性，一些在MSS中无法探测出的地物电磁辐射的细小变化，现在可以在TM波段内观测到。在地面分辨率方面，TM瞬间视场角对应的地面分辨率为30米(第6波段除外)。1999年4月15日发射的陆地卫星7（Landsat－7），又增加了分辨率为15米的全波段（PAN波段）图像，并把波段6的图像分辨率从120米提高到60米。 TM图像主要应用范围 专题绘图仪比MSS增加了4个波段，在波段宽度设计上更具有针对性TM，它比起MSS图像应用范围更广。对植被和土壤含水量等检测效果更好。ETM+技术参数见下表。夏泽良
SPOT图像从法国1986年2月22日发射第一颗SPOT地球观测卫星起，到目前已经发射了5颗SPOT卫星。SPOT卫星上搭载了两台相同的高分辨率遥感器，遥感器使用了CCD(Charge Coupled Device)线性阵列探测器和推扫式扫描技术，提高了SPOT影像的质量。 SPOT-5卫星于2002年5月3日晚上由阿里亚娜4型火箭送入太空。 它与前4颗SPOT卫星相比，具有两个突出特点： ①更高的地面分辨率。利用两台高分辨率几何成像仪，把2个5米分辨力图像相叠加，把全图像分辨力提高到2.5米分辨率； ②利用高分辨率立体成像仪分别从前后视不同角度对目标地物观测，获取同一地区的立体图像。它能同时获取两幅图像，因此可用于制作更为精确的地形图和高程图。这与前4颗SPOT卫星立体观测不同，前4颗采用旁向成像方式。 此外，SPOT-5卫星携带了"植被-2"相机，几乎每天可实现全球覆盖，图像的分辨率为1千米。 目前，法国SPOT卫星提供的遥感影像通过其在不同国家的分公司和代理向世界各国销售，其遥感影像产品包括：1A级产品、1B级产品、2级产品、3级产品等。 SPOT图像主要应用领域 SPOT-5卫星上的主要遥感设备是两台“高分辨率几何成像仪 ”(HRVIR)，其工作谱段有4个，主要任务是监测自然资源分布，特别是监测农业、林业和矿产资源，观测植被生长状态与农田含水量等项，对农作物进行估产，了解城市建设与城市土地利用状况等。 高空间分辨率遥感影像 1998年开始，国际上几个对地观测技术公司注意到高空间分辨率卫星图像具有广阔的市场前景，陆续发射了几颗新型商用遥感卫星,它们的分辨率较之以往的商用遥感卫星而言都有很大的提高,统称为高分辨率遥感卫星。卫星发射后，这些公司开始提供商用高分辨率卫星图像。这些图像具有以下主要特征： （1）遥感影像具有空间分辨率高，地物形态清晰的特点，便于目视判读。 （2）卫星影像具有较高的制图精度，例如遥感图像空间分辨率达到1米，能够满足万分之一比例尺测图精度要求。 （3）卫星影像为在旁向为多中心投影。在航向上正射投影，其变形规律与航空像片不同。 典型的高分辨率遥感影像主要有SpaceImaging公司的IKONOS卫星图像和Earth-watch公司的QuickBird卫星图像。 SpaceImaging公司的IKONOS卫星在1999年9月24日发射。卫星高度为680公里，同时采集1米分辨率的全图像和4米分辨率的多光谱图像,地面扫描带的宽度为11～13km。SpaceImaging公司提供三种图像数据产品：:1m分辨率的全图像，4m分辨率的多波段图像和1米分辨率的全增强图像。 Earth-watch公司的QuickBird卫星采用 推扫式成像，辐射量化值为 11 位，成像模式：单景为 16.5公里 X 16.5公里， 条带为 16.5公里 X 165公里，星下点成像 为沿轨/横轨迹方向（+/-25度），立体成像沿轨/横轨迹方向，重访周期 1 – 6天。 高光谱技术是近几年迅速发展起来的一种新型遥感技术。它将成像技术与高光谱技术结合在一起，对目标地物成像时，也对组成每个地物的像元经过散形成几十个乃至几百个窄波段进行光谱覆盖，形成同一地区几十个乃至几百个的高光谱图像。 对于高光谱像片的判读一般可采取两种方法：假彩合成法、比较判读的方法等。 其它遥感影像有：印度遥感卫星IRS-1C获取的WIFS影像、中国资源卫星获取的遥感影像等。 热红外像片的判读 地物具有反射、透射和发射电磁辐射的能力。遥感器透过3.5-5.5mm和8-14mm区间上的大气窗口，探测地物表面发射的电磁辐射。这点不同于可见光和近红外遥感。地物本身具有热辐射特性，热红外像片记录了地物热辐射。各种地物热辐射强度不同，在像片上具有不同的调和形状构像，这是我们识别热红外像片地物类型的重要标志，热红外像片的直接解译标志主要包括： 调调是地物亮度温度的构像。判读热红外像片时，关键是要细致区分影像调的差异。影像的不同灰度表征了地物不同的辐射特征。影像正片上深调代表地物热辐射能力弱，浅调代表地物热辐射能力强。 形状与大小 热红外探测器检测到物体温度与背景温度存在差异时，就能在影像上构成物体的“热分布”形状。 地物大小地物的形状和热辐射特性影响物体在热红外像片上的尺寸，当高温物体与背景具有明显热辐射差异时，即使很小物体，如正在运转的发动机，高温喷气管、较小的火源，都可以在热红外像片上表现出来，由于高温物体向外辐射，因此它在影像中的大小往往比实际尺寸要大。 阴影 热红外影像上的阴影是目标地物与背景之间辐射差异造成的，它分为冷阴影和暖阴影两种。 根据热红外影像解译标志，可以识别不同的地物。下面介绍一些主要地物的解译方法： 水体与道路在白天热红外像片上，由于水体具有良好的传热性，一般呈暗调。相比之下，道路在影像上呈浅灰至白，这因为构成道路的水泥、沥青等建筑材料，白天接受了大量太阳热能，又很快转换为热辐射的缘故。午夜以后获取的热红外像片，河流、湖泊等水体在影像上呈浅灰至灰白，而道路呈现暗黑调，这因为水体热容量大，散热慢，而道路在夜间散热快。 树林与草地白天的热红外影像上，树林呈暗灰至灰黑。这因为在白天树叶表面存在水汽蒸腾作用，降低了树叶表面温度，使树叶的温度比裸露地面的温度要低。夜晚，树木在热红外影像上多呈浅灰调，有时呈灰白，这因为树林覆盖下的地面热辐射使树冠增温。草地在夜晚热红外像片呈黑调或暗灰调，这因为夜间草类很快地散发热量而冷却的缘故。 土壤与岩石热红外影像上土壤含水量不同，其调也不同。在午夜后拍摄的热红外影像中，土壤含水量高，呈现灰或灰白调，土壤含水量低呈现暗灰或深灰，这因为水体的热容量大，在夜间热红外辐射也强。一般裸露的岩石白日受到太阳爆晒，在夜间的热红外像片上呈淡灰，例如玄武岩往往呈灰至灰白，花岗岩呈灰至暗灰，这是由于岩石的热容量较大，夜晚有较高的热红外辐射能力所致。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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