土地调查与制图 3

第五章卫星遥感调查

Landsat

前1～3颗卫星传感器为多光谱扫描仪(MSS)

第4～5颗卫星传感器主要是专题制图仪(TM)

第6～7颗卫星传感器主要是专题制图仪(?,没有查清)和推帚式扫描仪

SPOT卫星

推帚式扫描仪，采用电荷耦合器件(CCD)，空间分辨率全色片为10m，彩色片为20m。

第一节陆地卫星及其影像特征

一、主要陆地卫星及其成像方式:参看第一章

二、主要陆地卫星成像方式：

ndsat卫星成像方式（MSS,TM,ETM+）采用摆帚式扫描和多光谱与高光谱方式成像。

2.SPOT卫星成像方式（HRV,HRVIR,HRG,HRS）采用CCD线阵列推帚式扫描与多光谱成像。

3.IKONOS和QuickBird采用推帚式扫描和多光谱方式获取几何成像，采用同轨方式获取立体像对。

4.多光谱成像：将扫描镜收集到的地物辐射信息，按照波谱（波长）进行分离，分别进行探测、成像的过程。

二、卫星遥感影像特征

（一）遥感卫星的影像特征

1 、地物光谱特征：参看航空摄影遥感

2、亮度\色调\色彩

1）亮度和色调：是地物反射太阳能状况在卫片上的直接反映。一般是浅色的、光滑的、致密的、干燥的地物反射值高，亮度大，色调浅；深色的、粗糙的、疏松的、潮湿的地物反射值低，亮度低，色调深。

2）色彩：是地物光谱特性通过彩色合成所表现出来的彩色种类及其鲜艳程度。

3、图像反差：反差是图像中相邻部位的亮度比值或色彩的差别。显然，反差越大，该相邻地物越容易被识别，反之则不容易识别。

4、影像分辨力：影像分辨力的含义影像分辨力有3种含义：

1）空间分辨力：指影像上两个紧邻的地物被人眼区分开的能力。

2）辐射分辨力：指影像记录的辐射能等级，记录的等级越多，表示对地物的分辨力越强。

3）光谱分辨力：指传感器所能接收的波段数，即光谱范围。光谱范围越宽，表示该影像记录的地物信息越多。5、影像的多光谱性质：资源卫星获取地面信息是分波段接收的，其范围包括可见光和红外线两大部分，而普通航片只有可见光部分，这就是卫片的多光谱性质。

二、卫片的数学特征

1．像幅和像元：是指一幅完整的卫星图像，对于MSS和TM图像，它代表地面185×185Km2的面积。对于MSS 图像，象元大小79m×79m。TM图像象元30m×30m的面积。ETM图像象元15m×15m的面积。

2．卫片的投影性质：卫片仍属于中心投影，但与航片的中心投影不同，被称为扫描多中心投影。它是由扫描器不断移动在各扫描线上扫描而成。与航片相比，卫星轨道高，视场角小，可视为近垂直投影，图像几何畸变比航片小得多。

3．卫片的比例尺：卫片分辨力低，MSS图像为中比例尺到小比例尺，SPOT为大比例尺到中比例尺，IKNOS和Quickbird为大比例尺。

三、卫星图像的地学特征：6个方面的地理信息：

1、地貌和水系特征：通过地面起伏产生的阴影和纹理，可判断山地、丘陵、平原、扇形地等地貌类型。各种水系特征可根据其形状直接判读。

2、地质构造和岩石类型：通过阴影的走向、水系特征、地表的亮度、色彩的组合可以判读断裂、语皱、旋卷等构造和石灰岩、砂页岩、第四纪沉积物等主要的母岩类型。

3、植被类型：通过色调和彩度可以判出森林、草地、农作物、荒漠等不同植被类型。

4、土地利用现状类型：通过色调、纹理等要素可以判出土地利用现状的8个一级类型和大部分二级类型。

5、土壤类型：一部分土壤类型可以通过色调、亮度等要素直接判出，如水稻土、泥炭土、砂质新成土、盐碱土等。而另一些土壤类型可通过相关因素间接判读出来。

6、土壤侵蚀及自然灾害、环境污染等：侵蚀严重的劣地、大型滑坡、泥石流、裸岩、水体中的淤积、森林火灾、城市烟尘污染等可在卫片上直接判出。

四、卫片的“时相”特性：时相是某一区域内的植物群落外观、水体的丰缺、土壤含水量、农作物节令等因素随季

节变化状况的综合表现，在不同时间卫片上反映出来的影像特点。

第二节陆地卫星影像应用土地资源调查的基本原理和方法

一、卫星影像目视解译原理

1、一般来说，遥感影像解译的基本原理就是根据影像本身的影像特征和它所反映的地学规律，参照各种地物的光谱特征进行综合分析，建立解译标志。

2、由于卫星影像所记录的信息的综合性、相关性，时空变异性比航空像片更复杂，因此它的解译更依赖于专业人员的地学知识。

(一)影像信息的综合性：卫星影像提供的信息是地理景观的综合信息，我们可以从中获取土地各个构成要素包括植被、土壤、地貌、地质等等的空间数据及其属性数据。

(二)影像信息的地理相关分析：各景观因素，如地貌、植被、气候、地质构造及土壤等，都受地带性和非地带性规律的控制，相互作用、相互依存，构成地理景观。地理相关分析又叫景观综合分析，是卫片解译的基本方法。(三)影像信息的空间变异特性：影像信息的空间变异反映了各景观要素的空间分布规律，气候、植被、土壤的地带性较强，其分布是地带性规律所决定的，而地貌与地质构造的地带性弱，属于非地带性因素。

(四)影像信息的时相变化规律：植被、水体、土壤含水量、农作物节律等有季节性的变化，反映在不同时间的卫星影像上有不同的影像特点，称为“时相”变化。

二、卫星影像目视解译标志：解译标志主要有：色调和图型特征。

(一)色调标志：

1）卫星影像上的色调是地物电磁辐射特性的反映。黑白卫星影像的色调是地物波谱特性的直接记录，彩色合成卫星影像上的色彩是地物在几个不同波段上的波谱特性的综合反映。

2）当然在专业判读中，并不需要使用过多的不同波段的影像(因为这样既不经济又很费时间)，而主要是选择一两个最佳和较佳的波段影像来进行对照判读。

3）假彩色合成的方法大大改善了多波段卫星影像分析判读的速度和精度。

(二) 图型标志：卫星影像的图型标志是地物形态特征和波谱特征的综合反映。

1）影像的图型结构通常表现为由不同形状、色调及纹理特征组合而成的图案，即包括点状、斑状、条状、块状、格状、栅状、环状等纹形组成的各种花纹图案。

2）为更好地细分不同地物的图型特征，还可冠以粗的、细的、疏的、密的.明显的、模糊的等形容词，并与其色调特征结合起来加以描述。

三、卫星影像目视解译方法：是卫星影像专业解译中应用最广的方法。

卫星影像解译有目视解译和计算机辅助解译(又称机助解译)两种方法。

卫星影像的目视解译分为两类：直接解译和间接解译.

(一)直接解译：地物通过影像解译标志能在影象上直接辨认出来。如水体、山体、砂地、城市、机场、泥炭沼泽等等。土地利用现状的一级类型均可直接解译。

(二)间接解译：有的地物被植被覆盖，或范围过小，或形态及光谱特征不鲜明，而不能从影象上直接判读出来，只能根据相关性或综合的解译标志间接地解译出来。间接解译要求解译者有丰富的专业知识，要占有有关地理资料作为解译的补充信息，要有实际经验。

(三)必须强调的是：没有实地调查和基本的地学资料，仅仅依靠卫星影像，是不能完成专业调查任务的。

(四)在解译时，要遵循由大图斑到小图斑，由高级分类单元到低级分类单元，由容易解译到不容易解译的原则。第三节土地利用现状的卫星遥感调查制图

一、土地利用的遥感分类：遥感影像特征及其可解译程度，一般可以考虑以下三点：

1.分类系统应以影像为依据，由遥感数据解译正确的最低水平应至少为85％，并能达到不同的解译者和不同的成像时间能获得可重复的结果；

2.分类系统应适合于季节的时相变异和地区的特点；

3.分类等级应考虑与遥感平台和解像力之间的对应关系。

4.概括来说，遥感土地利用分类要求具有易辨性和稳定性。

二、土地利用现状卫星遥感制图：包括遥感图像处理、几何纠正、室内分析与预判、转绘、野外抽样验证

1.准备与所编制土地利用现状图比例尺一致的地理基础底图

2.基本信息源

3.确立土地利用现状遥感分类系统

4.建立基本信息源遥感影像的解译标志