高分辨率遙感影像解譯方法探討

劉媛媛 寇靜行

摘 要：隨著測繪技術的飛速發展，高分辨遙感影像的解譯十分重要。高分辨率遙感影像解譯是指從已獲得的高分辨率遙感影像上獲取目標地物信息的過程。論文重點講述了高分辨率遙感影像解譯的原則、方法和細節問題，這使得遙感影像能被高效、準確地解譯并最終成圖，同時也會推動各種新的遙感技術應用，相信對從事相關工作的同行能有所裨益。

關鍵詞：高分辨率遙感影像 解譯 紋理 顏色

中圖分類號：TP75 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）03（c）-0049-02

通過遙感測量所得影像具有差異性特征，通過對影像資料特征差異進行分析，可以識別不同的地物，而遙感影像資料中的影像特征就被稱為遙感影像解譯的標志。

1 高分辨率遙感影像解譯

1.1 高分辨率遙感影像解譯概念

高分辨率遙感影像解譯是指從高分辨率遙感影像上獲取有用信息的基本過程。解譯的基本過程包括利用各種解譯標志，根據相關理論和知識經驗，在高分辨率遙感影像圖上識別、分析地物或現象，揭示其性質、運動狀態及成因聯系，并編制有關數字化地圖等一系列的工作過程。

1.2 高分辨率遙感影像解譯的基本原則

高分辨率遙感影像的解譯，要遵循“先已知、后未知，先圖外、后圖內，先整體、后局部，勤對比、多分析”的原則。其中“先已知、后未知”，要先解譯已經準確知道的影像信息，再解譯不能確定的影像信息；“先圖外、后圖內”，要先了解影像圖框外提供的各種信息，即圖像覆蓋的區域及所處的大的地理環境、比例尺、影像注記、影像灰階等；“先整體、后局部”要對整體環境進行觀察，了解各地理環境要素在空間上的聯系，分析目標地物與周邊環境的關系；遙感影像通常都有多個波段，“勤對比、多分析”可在多個波段、不同角度、不同時相和不同地物間進行對比。

1.3 遙感影像解譯方式

遙感影像解譯有兩種方式，一是目視解譯，又稱目視判讀，指專業技術人員通過直接觀察或者借助一定的簡單判讀工具，在影像上獲取信息的解譯方式；另一種是計算機解譯，它以計算機系統為平臺，利用模式識別技術與人工智能技術相結合，根據影像中地物目標的各種影像特征，結合專家知識庫中目標地物的成像規律和解譯經驗，來進行分析和推理的解譯方式。

1.4 準備工作

（1）根據項目測區的區域特征，搜集所有的測量資料，包括高清影像圖、外業調繪圖、外業測量數據等，準備好遙感影像。

（2）根據項目測區坐標系統信息，將高分辨率遙感影像導入到遙感數據處理軟件中，經過影像幾何精度糾正，投影轉換、影像拼接、影像剪切、影像增強、空間增強、光譜增強等處理過程得到需要影像解譯的高清影像。

2 高分辨率遙感影像室內解譯流程

2.1 建立解譯標志

解譯標志是指在高分辨率遙感影像上，能識別區分地物或現象，并能說明它們的性質及相互關系的影像特征。解譯標志是地物目標的空間信息和波譜信息的圖形顯示。

解譯標志可分為直接解譯標志和間接解譯標志。

直接解譯標志是由地物自身有關屬性在高清影像上所直接表現出來的影像特征，如形狀、大小、色調/色彩。

間接解譯標志是指與地物目標的屬性有內在聯系、通過相關分析能夠識別、推斷目標物性質的影像特征，如地質巖性/構造解譯中的水系、地形地貌等標志。

2.2 室內解譯

高分辨率遙感影像解譯的關鍵是影像識別，實質是圖像的分類過程，即根據遙感影像的光譜特征、空間特征、時間特征，按照解譯者的認知程度或是自信程度和準確度，逐步進行目標的探測、識別和鑒定的過程。首先確定一個目標或特征的客觀存在，在更高一層的認識水平上去理解目標或特征，并把它粗略地定為某個十分普通的、大類別中的一個實體，再進一步根據圖像上目標的細微特征，以足夠的自信度和準確度，將上述識別的這個實體，劃歸在某一種特定的類別中。

高分辨率遙感影像解譯是從影像特征入手的，包括色調或顏色、陰影、大小、形狀、紋理、圖案、位置、組合等。

影像特征是指不同地物在遙感影像上所表現出的幾何形狀、大小、色調、紋理等方面的特征，是光線差異在影像上的典型反映，分“色、形、位”三大類，其中：“色”指目標地物的顏色，包括色調、顏色和陰影等；“形”指目標地物的形狀，包括形狀、紋理、大小和圖形等；“位”指目標地物的空間位置，包括目標地物的空間位置、布局關系等。

以這些地物特征為依據，將其作為分析、解譯、理解和識別高分辨率遙感影像的基礎。常用方法包括：直接判讀法、邏輯推理法、對比分析法、信息復合法、綜合推理法、地理相關分析法。

2.3 重點特征描述及應用分析

2.3.1 色調（tone）

全色遙感影像中從白到黑的密度比例叫色調（灰度）。色調是識別目標地物的基本依據，依據色調標志可以識別目標地物。如黑白航空影像上，柏樹為主的針葉林，其色調為淺黑灰色；山毛櫸為主的闊葉林，其色調為灰白色；色調的差異可以將目標地物識別和區分開來。

2.3.2 顏色（color）

彩色遙感影像中目標地物識別的基本標志。顏色是地物在不同波段中反射和發射電磁波輻射能量差異的綜合反映。根據遙感圖像與地物真實色彩的吻合程度，可以把遙感圖像分為假彩色圖像和真彩色圖像。假彩色圖像上地物顏色與實際地物顏色不同，它可以根據突出特定地物目標，有選擇地設計不同的顏色組合方案。真彩色圖像上的地物顏色能夠真實反映實際地物顏色特征，符合人們的認知習慣。例如，OLI543波段合成的標準假彩色影像中植被被賦予紅色，可以方便識別；OLI762波段合成的非標準假彩色影像，圖像中裸地得到增強，便于識別。

2.3.3 陰影（shadow）

遙感影像上光束被地物遮擋產生的地物影子，根據陰影形狀、大小可判斷物體的性質與高度，如航空像片判讀時利用陰影可了解鐵塔的高度、建筑物的高度及結構。陰影籠罩下的地物會變得模糊不清，不利于識別。

2.3.4 形狀（shape）

遙感影像上目標地物的外部輪廓。如飛機場、港灣等設施都有其特殊的輪廓。

2.3.5 紋理（texture）

也稱為內部結構，指遙感圖像中目標地物內部色調有規則變化造成的影像結構。圖像上細部結構以一定頻率重復出現，是單一特征的集合，如航空相片上農田呈現的條帶狀紋理。山區的球狀紋理可以幫我們判斷其花崗巖巖性。

2.3.6 大?。╯ize）

大小是遙感圖像上目標地物的形狀、面積與體積的度量。如湖泊、池塘主要依據其大小區別。

2.3.7 位置（site）

位置是目標物分布的特點。目標地物與其周邊地理環境總是存在一定的空間聯系，并受周圍地理環境的制約。位置識別是目標地物的基本特點之一。如水田連接溝渠；渡口位于岸邊，并有道路相連；水渠與道路相交處有涵洞；街道公路邊有路燈等。

2.4 勾繪數字化底圖

根據提供的高清影像圖，結合室內解譯，在電腦上進行草圖勾繪。在進行勾繪時，需要注意勾繪出主要地物，包括主要道路、建筑物、河流等，這樣一些地物在實地勘察是具有重要的指向作用，保證了外業調繪的有效進行。對于航片的初步勾繪，詳略應該得當，如果繪制得過于細致，則會導致勾繪圖上分不清具體的地物；如果勾繪得過于粗略，則會導致不能充分地反映影像內容而造成外業勘察的困難。

3 高分辨率遙感影像室外解譯

根據所勾繪的數字化底圖，結合Google路線圖和高清影像圖，對無法從室內解譯的或解譯不確定的部分，開展外業調繪、核實和補繪。

4 整理成圖

通過完成外業調繪后，需要進行整理和清繪，需要達到能清晰、準確地反映地表、地物分布的要求。最終利用成圖軟件，繪制出完整、準確的數字化地形圖。

5 結語

近年來，基于高分辨率的遙感應用越來越多，各種新測繪技術也逐步在工程測量上得以實際應用。通過高分辨率遙感影像解譯在實際經驗的總結，可以讓我們更高效、更準確地獲取目標地物的測量信息，以實現對遙感影像的理解，獲得所需要的目標地物的測量信息，這樣就能在工程測量中，多種測量技術結合，高效省力地完成各項測量任務。

參考文獻

[1] 趙英時.遙感應用分析原理與方法[M].科學出版社， 2013.

[2] 關澤群，劉繼年.遙感圖像解譯[M].武漢大學出版社， 2015.