遥感地质学第12讲遥感图像的地质解译标志课件.ppt
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1、遥感地质学遥感地质学 Remote Sensing Geology遥感图像地质解译标志遥感图像地质解译标志遥感地质学章节内容遥感地质学章节内容第一章第一章 绪论绪论第二章第二章 遥感物理基础(电磁波谱与电磁辐射)遥感物理基础(电磁波谱与电磁辐射)第三章第三章 遥感成像原理与图像特征遥感成像原理与图像特征第四章第四章 遥感图像处理遥感图像处理第五章第五章 遥感图像地质解译标志遥感图像地质解译标志第六章第六章 遥感图像地貌解译遥感图像地貌解译第七章第七章 遥感图像的岩性解译遥感图像的岩性解译第八章第八章 遥感图像构造解译遥感图像构造解译第九章第九章 遥感应用遥感应用遥感图像工程 图像获取图像获取
2、图像处理图像处理 图像分析图像分析 图像理解图像理解从图像到图像的过程。从图像到图像的过程。指对图像进行各种加工以改善图像的视觉效果并为自动识别打基础,或对图像进行压缩编码以减少对其所需存储空间或传输时间、传输通路的要求。成像遥感技术系统。成像遥感技术系统。从图像到数据的过程。从图像到数据的过程。主要对图像中感兴趣主要对图像中感兴趣的目标进行检测和测量,以获得它们的客观的目标进行检测和测量,以获得它们的客观信息,从而建立对图像的描述。数据信息,从而建立对图像的描述。数据对目对目标特征测量的结果、描述了图像中目标的特标特征测量的结果、描述了图像中目标的特点和性质。点和性质。图像解译:图像解译:根
3、据人的经验和知识根据人的经验和知识,按照应用目的解释图像按照应用目的解释图像所具有的意义所具有的意义,识别目标识别目标,并定性、定量地提取目标的形态、并定性、定量地提取目标的形态、构造、功能等有关信息,把它们汇总在底图上的过程。构造、功能等有关信息,把它们汇总在底图上的过程。图像识别:图像识别:从图像中目标物的大小、形状、颜色等信息中从图像中目标物的大小、形状、颜色等信息中判断目标物属性(是否为建筑物、道路、树林判断目标物属性(是否为建筑物、道路、树林)的过程。)的过程。图像量测图像量测:指测量和计算目标物的大小、长度、密度、相指测量和计算目标物的大小、长度、密度、相对高度等。对高度等。图像理
4、解:图像理解:重点是在图像分析的基础上,进重点是在图像分析的基础上,进一步研究图像中各目标的性质和它们之间的一步研究图像中各目标的性质和它们之间的相互关系相互关系,并得出对图像内容含义的理解以并得出对图像内容含义的理解以及对原来客观场景的解释及对原来客观场景的解释,从而指导和规划从而指导和规划行动。行动。本章主要内容本章主要内容遥感图像地质解译的概念遥感图像地质解译标志遥感图像地质解译方法遥感图像地质解译步骤遥感图像地学分析方法第五章第五章 遥感图像地质解译标志遥感图像地质解译标志 一、一、遥感图像地质解译的概念 图像解译图像解译 遥感图像解译遥感图像解译 影像特征影像特征 解译标志解译标志
5、地质解译标志地质解译标志 遥感图像地质解译遥感图像地质解译 地质解译的目的和要求地质解译的目的和要求图像解译(图像解译(Imagery Interpretation):从一):从一幅图像上提取信息的过程,即信息提取幅图像上提取信息的过程,即信息提取(information extraction),也叫判读、判释、,也叫判读、判释、判译。只有经过解译的图像才具有价值。判译。只有经过解译的图像才具有价值。遥感图像解译:是从遥感图像上获取目标地物信息的过程。遥感图像解译:是从遥感图像上获取目标地物信息的过程。两种方法:两种方法:目视解译、目视判读或判译:目视解译、目视判读或判译:专业人员直接观察或借
6、助判专业人员直接观察或借助判读仪器在图像上获取特定目标地物信息的过程。读仪器在图像上获取特定目标地物信息的过程。遥感图像计算机解译、遥感图像理解:遥感图像计算机解译、遥感图像理解:模式识别技术与人模式识别技术与人工智能技术,影像特征,专家知识库,分析推理。工智能技术,影像特征,专家知识库,分析推理。不同地物在遥感图像上表现出各自的形状、大小、花纹、色不同地物在遥感图像上表现出各自的形状、大小、花纹、色调等统称影像特征。调等统称影像特征。解译标志解译标志(interpretation key):作为判别目标的依据作为判别目标的依据,能较好能较好地反映研究对象特性的影像特征。地反映研究对象特性的影
7、像特征。直接解译标志:直接解译标志:直接反映地物本身特性的直接反映地物本身特性的影像特征,影像特征,如如形状、大小、色调形状、大小、色调(色彩色彩)、阴影、阴影 间接解译标志:间接解译标志:与解译对象密切相关与解译对象密切相关,可间接推断解译对可间接推断解译对象特性的地物或现象的象特性的地物或现象的影像特征,影像特征,如地貌、植被、土壤、水如地貌、植被、土壤、水文、人类活动文、人类活动 地质解译的依据是遥感图像上的影像特征,包括影像的几何地质解译的依据是遥感图像上的影像特征,包括影像的几何形状、大小、花纹、色彩或色调等,它们是遥感的空间和波形状、大小、花纹、色彩或色调等,它们是遥感的空间和波谱
8、信息的图形显示,其中能识别地质体和地质现象、并能说谱信息的图形显示,其中能识别地质体和地质现象、并能说明其性质和特点及相互关系的影像特征,称为明其性质和特点及相互关系的影像特征,称为地质解译标志。地质解译标志。在遥感图像上能直接见到的形状、大小、色调、阴影、花纹在遥感图像上能直接见到的形状、大小、色调、阴影、花纹等影像特征,称作等影像特征,称作直接解译标志。直接解译标志。需要通过分析、判别才能需要通过分析、判别才能识别地质体和地质现象的存在,才能推断其性质的影像特征识别地质体和地质现象的存在,才能推断其性质的影像特征称为称为间接标志。间接标志。如通过水系类型来区分岩性,用构造地貌来如通过水系类
9、型来区分岩性,用构造地貌来推断断裂的存在等。推断断裂的存在等。地质解译(判读、判释):根据地质工作要求,运用解译标地质解译(判读、判释):根据地质工作要求,运用解译标志和实践经验,应用各种解译技术和方法,从遥感图像中识志和实践经验,应用各种解译技术和方法,从遥感图像中识别出地质体、地质现象的物性和运动特点,测算出某种数量别出地质体、地质现象的物性和运动特点,测算出某种数量指标的过程。指标的过程。地质解译目的:获取各种地学遥感信息,加快地质工作步伐,地质解译目的:获取各种地学遥感信息,加快地质工作步伐,提高地质研究质量,节省时间与经费。提高地质研究质量,节省时间与经费。地质解译要求:地质解译要求
10、:1)判明各种地质体和地质现象的形态特征与属性、展布和)判明各种地质体和地质现象的形态特征与属性、展布和延伸方向,确定其边界;延伸方向,确定其边界;2)量测地质体的参数,如断层长度、走向、岩层厚度、火)量测地质体的参数,如断层长度、走向、岩层厚度、火山锥的地理坐标;山锥的地理坐标;3)推测和分析各种地质体、地质现象在时间、空间、成因)推测和分析各种地质体、地质现象在时间、空间、成因上的相互关系;上的相互关系;4)编制各种解译图件,如地质解译图、地质构造解译图等。)编制各种解译图件,如地质解译图、地质构造解译图等。二、遥感图像地质解译标志1、色调与色彩、色调与色彩2、几何形态、几何形态3、阴影、
11、阴影4、水系、水系5、影纹图案、影纹图案6、土壤和植被标志、土壤和植被标志7、人类活动标志。、人类活动标志。解译标志解译标志-色、形、影色、形、影1、色调与色彩色调与色彩 图像的色调与色彩:是地物波谱信息构成图像的色调与色彩:是地物波谱信息构成的影像特征。的影像特征。遥感图像地质解译标志遥感图像地质解译标志 色调(色调(tone):黑白像片上色调称为灰阶:黑白像片上色调称为灰阶或段灰度。值得注意的是:或段灰度。值得注意的是:.色调深浅只具有相对意义色调深浅只具有相对意义 .色调的物理涵义色调的物理涵义(波谱特性波谱特性)对色调的描述对色调的描述 色彩(色彩(colour)彩色图像彩色图像色调标
12、志受地物颜色、含水量、风化程度、覆盖物、植被掩色调标志受地物颜色、含水量、风化程度、覆盖物、植被掩盖的程度、光照条件变化、感光材料特性、成像技术及洗印盖的程度、光照条件变化、感光材料特性、成像技术及洗印技术等多种因素影响。在同一幅图像上,即便成像条件基本技术等多种因素影响。在同一幅图像上,即便成像条件基本相同,物性相同的地物其色调也会不完全相同,甚至差异很相同,物性相同的地物其色调也会不完全相同,甚至差异很大。大。应用色调标志应作具体分析。应用色调标志应作具体分析。不同类型遥感图像上色调的深浅具有不同的物理涵义:不同类型遥感图像上色调的深浅具有不同的物理涵义:*黑白全色像片(可见光黑白像片)黑
13、白全色像片(可见光黑白像片)-色调深浅反映可见光色调深浅反映可见光反射能量的大小,愈浅反射值愈高;反射能量的大小,愈浅反射值愈高;*黑白红外像片黑白红外像片-摄影红外反射强弱;摄影红外反射强弱;*多波段图像多波段图像-相应通道响应波段辐射能量大小;相应通道响应波段辐射能量大小;*热红外图像热红外图像-色调深浅表示地物温度差异,一般色调浅的色调深浅表示地物温度差异,一般色调浅的温度高;温度高;*雷达图像雷达图像-色调深浅表示微波后向散射回波的强弱,浅色色调深浅表示微波后向散射回波的强弱,浅色调的后向散射能力较强。调的后向散射能力较强。对色调的描述对色调的描述(色调深浅、均匀性、边界清晰程度):(
14、色调深浅、均匀性、边界清晰程度):(1)白色调和浅色调,如在可见光波段的冰、雪、干燥砂)白色调和浅色调,如在可见光波段的冰、雪、干燥砂地,盐碱土、大理岩;地,盐碱土、大理岩;(2)中等灰色调,如石灰岩、白云岩、石膏层、清一色花)中等灰色调,如石灰岩、白云岩、石膏层、清一色花岗岩等;岗岩等;(3)深色调,如含暗色矿物较多的岩浆岩、铁染的褐色砂)深色调,如含暗色矿物较多的岩浆岩、铁染的褐色砂岩、风化不深的煤层及煤系地层等;岩、风化不深的煤层及煤系地层等;(4)均匀色调;)均匀色调;(5)斑状色调,如出现在地质体中,多与局部成分改变或)斑状色调,如出现在地质体中,多与局部成分改变或含水程度变化有关;
15、含水程度变化有关;(6)条带状色调,如岩层、或带状分布的植被、农作物等。)条带状色调,如岩层、或带状分布的植被、农作物等。彩色图像彩色图像-色彩:从色别、明度、饱和度三要素分析描述,以色彩:从色别、明度、饱和度三要素分析描述,以色别为主体冠以亮暗、浓淡等形容词,以阳坡色彩为准。色别为主体冠以亮暗、浓淡等形容词,以阳坡色彩为准。$天然彩色片天然彩色片-影像色彩与地物本色接近影像色彩与地物本色接近;$红外彩色片红外彩色片-影像色彩影像色彩不是地物的真实颜色,色彩及浓淡不是地物的真实颜色,色彩及浓淡的不同仅表示对应波段辐射能量的强弱。的不同仅表示对应波段辐射能量的强弱。2、几何形态、几何形态 地物的
16、几何形态:是指地物的形状、大小,如长地物的几何形态:是指地物的形状、大小,如长方形房屋、条带状河流等。方形房屋、条带状河流等。形状形状shape大小大小size指遥感图像上目标物的形状、面积与体积的度量。地貌形态地貌形态geomorphy遥感图像地质解译标志遥感图像地质解译标志 形状 大小 地貌形态:是内外地质营力联合作用的结果,地地貌形态:是内外地质营力联合作用的结果,地质构造特征、岩石的物理化学性质对其形成具有质构造特征、岩石的物理化学性质对其形成具有内在的控制作用,地貌在遥感图像上是最普遍、内在的控制作用,地貌在遥感图像上是最普遍、最醒目的影像。最醒目的影像。(1)宏观地貌形态)宏观地貌
17、形态(2)微观地貌形态)微观地貌形态宏观地貌形态宏观地貌形态山地形态:长条状山地形态:长条状沉积岩、中浅变质岩、线状褶皱、沉积岩、中浅变质岩、线状褶皱、褶皱强烈地带;块状褶皱强烈地带;块状岩浆岩、深变质岩、断裂交错区;大岩浆岩、深变质岩、断裂交错区;大型块状山地多在断块构造基础上发育而成。型块状山地多在断块构造基础上发育而成。地形相对高差:大区域地形相对高差:大区域高原、平原、盆地高原、平原、盆地受构造控受构造控制;小区域制;小区域受小区域构造及地貌发育阶段控制;微型地受小区域构造及地貌发育阶段控制;微型地貌貌主要由岩石抗风化能力决定。主要由岩石抗风化能力决定。山地组合格局。山地组合格局。微观
18、地貌形态微观地貌形态 山顶形态山顶形态 山坡形态山坡形态 沟谷形态沟谷形态.地物的顶面和侧面;相同形态结合与地形关系、位置、地物的顶面和侧面;相同形态结合与地形关系、位置、细节等加以区分,如条带状影像有地层、作物、林带。细节等加以区分,如条带状影像有地层、作物、林带。.与图像比例尺有关。与图像比例尺有关。人眼能分辨的最小图斑人眼能分辨的最小图斑-0.2mm;1:5000 可分辨可分辨 1m大小的地物,大小的地物,1:50000 可分辨可分辨 10m大小的地物。大小的地物。大比例尺图像看小地物,小比例尺图像看大地物。大比例尺图像看小地物,小比例尺图像看大地物。由于人眼的生理特性,宽度小于上述标准
19、的线状地物也由于人眼的生理特性,宽度小于上述标准的线状地物也可能识别,如铁路、公路、线性构造。可能识别,如铁路、公路、线性构造。.热图像:高温热源物体的影像会比实际的大,易于发现热图像:高温热源物体的影像会比实际的大,易于发现.中心投影影像的畸变会改变地物形状。中心投影影像的畸变会改变地物形状。3、阴影、阴影 阴影(阴影(shadow):是形态和色调的派生解译标志,也具是形态和色调的派生解译标志,也具有不同的形状、大小、方向,一般呈黑色调。有不同的形状、大小、方向,一般呈黑色调。不同成像机理图像阴影具有不同的意义光阴影:光阴影:有本影和落影。本影是未被阳光直射的阴暗部有本影和落影。本影是未被阳
20、光直射的阴暗部分。落影是地物投射在地面的影子、反映地物侧面轮廓。分。落影是地物投射在地面的影子、反映地物侧面轮廓。热阴影:热阴影:太阳未直接照射到、温度较低。太阳未直接照射到、温度较低。雷达阴影:雷达阴影:雷达图像上的阴影是由于地形的阻挡产生的。雷达图像上的阴影是由于地形的阻挡产生的。借助阴影可以测量地物的高度,判定航片的方位。还有利借助阴影可以测量地物的高度,判定航片的方位。还有利于建立立体感,帮助我们观察到物体的侧面形态特征。于建立立体感,帮助我们观察到物体的侧面形态特征。遥感图像地质解译标志遥感图像地质解译标志4、水系、水系 river system 水系:是一个流域范围内整个地表水文网
21、的总称,水系:是一个流域范围内整个地表水文网的总称,是主流、支流和更小的支沟等多级水道的组合体,是主流、支流和更小的支沟等多级水道的组合体,红外波段图像上非常清晰。红外波段图像上非常清晰。一个地区的水系特征,是由该地区岩性、构造和一个地区的水系特征,是由该地区岩性、构造和地貌形态所决定的,是地质解译中最重要的解译地貌形态所决定的,是地质解译中最重要的解译标志之一。标志之一。(1)水系类型)水系类型(2)水系分析)水系分析地质解译中五级水系划分:地质解译中五级水系划分:没有分汊的最一级的河流为第没有分汊的最一级的河流为第1级,支流汇合后级别增加。级,支流汇合后级别增加。13级为冲沟,其中级为冲沟
22、,其中2、3级冲沟与岩性和地质构造关系级冲沟与岩性和地质构造关系密切,是水系分析的重点。密切,是水系分析的重点。4、5级为常年流水或较大的季节性流水的河道,组成一级为常年流水或较大的季节性流水的河道,组成一个基本水系的主要干流。个基本水系的主要干流。遥感图像地质解译标志遥感图像地质解译标志(1)水系类型)水系类型 水系类型:(水系格局、水系形式)是指水文网的平面水系类型:(水系格局、水系形式)是指水文网的平面组合形态。与地形、地质构造、岩性、气候有关,对新组合形态。与地形、地质构造、岩性、气候有关,对新构造运动很敏感。构造运动很敏感。主要水系类型主要水系类型山区水系类型山区水系类型平原地区水系
23、类型平原地区水系类型 影响水系类型的因素影响水系类型的因素树枝状水系树枝状水系格状(格状(Z)和菱格状水系)和菱格状水系平行状水系平行状水系放射状和向心状水系放射状和向心状水系环状水系环状水系倒钩状水系倒钩状水系其它类型水系其它类型水系扇状水系扇状水系网状水系网状水系辫状水系辫状水系曲流型水系曲流型水系树枝状水系树枝状水系 特点:各级支流自由发展,无明显方向性,支流与次级支特点:各级支流自由发展,无明显方向性,支流与次级支流呈锐角相交。流呈锐角相交。发育区:构造简单、岩性单一、产状平缓、地形坡度不大发育区:构造简单、岩性单一、产状平缓、地形坡度不大密集型树枝状密集型树枝状黄土、页岩、泥岩等细粒
24、结构岩石区黄土、页岩、泥岩等细粒结构岩石区中等密度的树枝状水系常形成于含泥质较高的砂岩、泥中等密度的树枝状水系常形成于含泥质较高的砂岩、泥质灰岩,裂隙不甚发育的花岗岩、灰岩区;质灰岩,裂隙不甚发育的花岗岩、灰岩区;粗疏型树枝状粗疏型树枝状不易风化,裂隙发育的侵入岩、变质岩、不易风化,裂隙发育的侵入岩、变质岩、砂岩区。砂岩区。遥感图像地质解译标志水系类型遥感图像地质解译标志水系类型树枝状水系(黄土)树枝状水系(黄土)树枝状水系(树枝状水系(花岗岩花岗岩 )树枝状水系树枝状水系(泰山片麻岩呈条纹带状结构)(泰山片麻岩呈条纹带状结构)树枝状水系的变种树枝状水系的变种(a)钳状沟头的树枝状水系,见于花
25、岗岩类球形风钳状沟头的树枝状水系,见于花岗岩类球形风化地区;化地区;(b)似平行状树枝状水系,见于中等倾斜细粒结构似平行状树枝状水系,见于中等倾斜细粒结构物质组成的岩石地区;物质组成的岩石地区;(c)羽毛状树枝状水系:羽毛状树枝状水系:特点是小冲沟密集,与支特点是小冲沟密集,与支流近直交,形似羽毛。发育区为均匀细粒结构岩流近直交,形似羽毛。发育区为均匀细粒结构岩石石(片麻岩片麻岩),层理、片理、劈理、板理极发育区。,层理、片理、劈理、板理极发育区。羽毛状水系(新疆,黄土)羽毛状水系(新疆,黄土)砂岩中的羽毛状水系砂岩中的羽毛状水系羽状水系羽状水系格状(格状(Z)和菱格状水系)和菱格状水系 特点
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