水利信息技術(shù)第五章信息處理課件

1、水利信息技術(shù)第五章信息處理水利信息技術(shù)第五章信息處理2第五章 要求.了解水位數(shù)據(jù)（整編）包括哪些內(nèi)容。.掌握水位流量關(guān)系曲線的推求。.熟悉農(nóng)田信息處理的內(nèi)容。 4 .降雨量整理的方法、步驟。 5 .水質(zhì)信息整編的方法。 6 .水利遙感信息解譯途徑。4第五章 要求.了解水位數(shù)據(jù)（整編）包括哪些內(nèi)容。3第五章 水利信息處理 水位資料整編 15農(nóng)田信息整理 3流量數(shù)據(jù)處理 25第五章 水利信息處理 水位資料整編 15農(nóng)田信息整理 3流4第五章 水利信息處理 降雨量數(shù)據(jù)處理 45遙感信息解譯 6水質(zhì)數(shù)據(jù)處理 56第五章 水利信息處理 降雨量數(shù)據(jù)處理 45遙感信息解譯 65第一節(jié) 水位資料整編一、校核原

2、始記錄二、水位資料的插補(bǔ)三、水位的合理性檢查7第一節(jié) 水位資料整編一、校核原始記錄6第一節(jié) 水位資料整編在水尺零點(diǎn)高程考證無誤的基礎(chǔ)上，校核原始水位觀測(cè)記錄的逐時(shí)水位、逐日平均水位、各月和全年的最高、最低水位及其發(fā)生日期、以及備注的河干、斷流、冰情的起止日期等是否正確。尤其應(yīng)對(duì)水情變化急劇、更換水尺和水尺零高變動(dòng)時(shí)的水位值作重點(diǎn)校核，對(duì)水位特征值和日平均水位進(jìn)行逐個(gè)校核，以保證全部水位記錄和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不發(fā)生差錯(cuò)。一、校核原始記錄8第一節(jié) 水位資料整編在水尺零點(diǎn)高程考證無誤的基礎(chǔ)上，校核原7第一節(jié) 水位資料整編對(duì)缺測(cè)水位應(yīng)插補(bǔ)，插補(bǔ)方法有： 1.直線插補(bǔ)法 適用情況：當(dāng)缺測(cè)時(shí)間內(nèi)的水位變化平緩，或

3、水位變化雖然較大但漲落趨勢(shì)比較均勻一致時(shí)。 用缺測(cè)時(shí)段兩端的水位值按時(shí)間比例直線內(nèi)插出缺測(cè)期的水位值。二、水位資料的插補(bǔ)9第一節(jié) 水位資料整編對(duì)缺測(cè)水位應(yīng)插補(bǔ)，插補(bǔ)方法有：二、水位8 2.水位相關(guān)插補(bǔ)法適用情況：缺測(cè)期較長，水位漲落交替發(fā)生，且河道無較大沖淤變化時(shí)。建立本站與鄰站的同時(shí)水位或相應(yīng)水位的相關(guān)曲線，據(jù)此進(jìn)行插補(bǔ)。 第一節(jié) 水位資料整編二、水位資料的插補(bǔ)10 2.水位相關(guān)插補(bǔ)法第一節(jié) 水位資料整編二、水位9 3.連過程線插補(bǔ)法 適用情況：缺測(cè)期水位有起伏變化，而上下游站區(qū)間徑流增減不多，沖淤變化不大，兩地水位過程線大致相似時(shí)，可參照上下游站水位變化趨勢(shì)，連繪出本站缺測(cè)期的水位過程線進(jìn)

4、行插補(bǔ)。第一節(jié) 水位資料整編二、水位資料的插補(bǔ)11 3.連過程線插補(bǔ)法第一節(jié) 水位資料整編二、水位10第一節(jié) 水位資料整編水位過程線直觀檢查有無不合理的地方。水位過程線與降雨過程對(duì)照檢查有無不合理的地方。三、水位的合理性檢查12第一節(jié) 水位資料整編水位過程線直觀檢查有無不合理的地方。11第二節(jié) 流量數(shù)據(jù)處理一、 水位流量關(guān)系曲線的確定二、 ZQ關(guān)系曲線的延長和移用三、水文數(shù)據(jù)處理成果的刊布13第二節(jié) 流量數(shù)據(jù)處理一、 水位流量關(guān)系曲線的確定12第二節(jié) 流量數(shù)據(jù)處理一、ZQ關(guān)系確定一個(gè)測(cè)站的水位流量關(guān)系是指基本水尺斷面處的水位與通過該斷面的流量之間的關(guān)系。根據(jù)實(shí)測(cè)流量成果，便可點(diǎn)繪水位與流量之間

5、的關(guān)系。 水位與流量之間的關(guān)系，有的表現(xiàn)為穩(wěn)定的關(guān)系，有的則為不穩(wěn)定的關(guān)系。 14第二節(jié) 流量數(shù)據(jù)處理一、ZQ關(guān)系確定一個(gè)測(cè)站的水位流量13（1）穩(wěn)定的水位流量關(guān)系 由曼寧公式知，水位流量關(guān)系穩(wěn)定的條件是：在同一水位下，n、A、R、s 等因素保持不變，或雖有變化，但能相互補(bǔ)償。 （一）人工渠道水位流量關(guān)系 均為穩(wěn)定的水位流量關(guān)系。不同斷面形狀的水位斷面、水位流速、水位流量關(guān)系可用函數(shù)表達(dá)。 （二）天然河流水位流量關(guān)系的分析 天然河道一般屬寬淺型河道，水面寬遠(yuǎn)大于水深。 1水位面積關(guān)系曲線 沒有明顯沖淤變化的測(cè)站，穩(wěn)定的水位面積關(guān)系曲線應(yīng)為單一曲線。對(duì)于寬淺型河道有：一、水位流量關(guān)系曲線的繪制第

6、二節(jié) 流量數(shù)據(jù)處理15（1）穩(wěn)定的水位流量關(guān)系一、水位流量關(guān)系曲線的繪制第二節(jié)14可知，穩(wěn)定的水位面積關(guān)系曲線的重要特征是：曲線的斜率是河寬的倒數(shù)。 圖1 穩(wěn)定的水位流量、水位面積、水位流速關(guān)系曲線圖2 水位面積關(guān)系曲線16圖1 穩(wěn)定的水位流量、水位面積、水位流速關(guān)系曲線圖2 水15隨斷面形狀的不同，水位面積曲線如下性質(zhì)： 單式河槽，河寬漸變?cè)龃?，曲線下凹。 復(fù)式河槽，漫灘水位處，河寬突變，曲線下凹。 矩形斷面或U型斷面，高水時(shí)，河寬接近常數(shù)，曲線近似直線。 上窄下寬斷面，河寬隨水位升高變小，曲線出現(xiàn)反曲。圖3 復(fù)式河槽的水位面積關(guān)系曲線17隨斷面形狀的不同，水位面積曲線如下性質(zhì)：圖3 復(fù)式河

7、槽的16 2. 水位流速關(guān)系曲線 (5-1)式對(duì)水深求導(dǎo)：因 ，所以 故： 即，曲線上凹。又故：曲線的漸近線與縱軸平行。 當(dāng)斷面出現(xiàn)漫灘或有深潭時(shí)，由于漫灘或潭頂處過水?dāng)嗝姘l(fā)生突變，斷面平均流速的變化不連續(xù)，從而使水位流速關(guān)系曲線發(fā)生反曲。18 2. 水位流速關(guān)系曲線17圖5 漫灘時(shí)的水位流速關(guān)系曲線圖6 斷面有深潭時(shí)的水位流速關(guān)系曲線19圖5 漫灘時(shí)的水位流速關(guān)系曲線圖6 斷面有深潭時(shí)的水位流18 3. 水位流量關(guān)系曲線 （5-2）式對(duì)水深求導(dǎo)：因 故 即，曲線下凹。二、不穩(wěn)定的水位流量關(guān)系 不穩(wěn)定的水位流量關(guān)系，是指測(cè)驗(yàn)河段受斷而沖淤、洪水漲落、變動(dòng)回水或其它因素的個(gè)別或綜合影響，使水位與

8、流量間的關(guān)系不呈單值函數(shù)關(guān)系。分析這種水位流量關(guān)系的特征，是流量資料整編中的基本課題之一。20 3. 水位流量關(guān)系曲線19 1.受洪水漲落影響的水位流量關(guān)系 洪水漲落影響，是指在漲落水過程中因洪水波傳播引起不同的附加比降，使斷面流量與同水位下穩(wěn)定流流量相比，呈現(xiàn)有規(guī)律的增大或減小的現(xiàn)象。對(duì)應(yīng)的水位流量關(guān)系呈逆時(shí)針繩套曲線。21 1.受洪水漲落影響的水位流量關(guān)系20 基本流量公式 由曼寧公式：注意同水位下 為定值，故有：稱 為漲落率，稱 為校正因素。 關(guān)系曲線特征 水位面積關(guān)系曲線為單一線，水位流速、水位流量關(guān)系曲線為逆時(shí)針繩套曲線。(6-12)22 基本流量公式(6-12)21這是因?yàn)橥槐?/p>

9、較：漲水時(shí)，落水時(shí)， 各水力要素極值出現(xiàn)順序 1）最高水位出現(xiàn)在最大流量之后 證：取微小河段AB,因洪水波在運(yùn)動(dòng)中發(fā)生展開與扭曲變形，使下游斷面流量過程線變胖。漲水時(shí)上斷面A的流量大于下斷面B 的流量，A 斷面峰點(diǎn)過后開始落水，B斷面仍在漲水。在時(shí)刻 將會(huì)有 ，如圖7(b)所示。23這是因?yàn)橥槐容^：22考慮到在微小河段，流量的沿程變化可以忽略，即認(rèn)為在 時(shí)刻有由非恒定流連續(xù)方程：知 即，在 時(shí)刻B斷面出現(xiàn)了最高水位。由于AB是微小河段，在宏觀上可看作同一斷面，故最高水位出現(xiàn)在最大流量之后。24考慮到在微小河段，流量23 2）最大流速出現(xiàn)在最大流量之前 證：因最大流量出現(xiàn)時(shí)， ，可知 由于此

10、時(shí)最高水位尚未出現(xiàn)，仍屬漲水段，故說明最大流量出現(xiàn)之前流速已經(jīng)開始減小，即最大流速已經(jīng)出現(xiàn)過了。 3）最大比降(最大漲率)出現(xiàn)在最大流速之前 借用明渠均勻流公式25 2）最大流速出現(xiàn)在最大流量之前24考慮到天然河道屬寬淺型明渠，水力半徑近似為水深，又河段較順直，非恒定流時(shí)，流線近似平行，水流屬漸變流。故表達(dá)河道中的非恒定流流速時(shí)誤差不大，由此可得當(dāng)最大流速出現(xiàn)時(shí) 故最大流速出現(xiàn)時(shí)最高水位尚未出現(xiàn)，仍在漲水必有 說明比降已經(jīng)開始減小，最大比降已經(jīng)出現(xiàn)過了。26考慮到天然河道屬寬淺型明渠，水力半徑近似為水深，又河段較25結(jié)論：洪水期各水力因素出現(xiàn)順序?yàn)椋?復(fù)式繩套中后一個(gè)繩套較前一個(gè)繩套偏左 通常

11、，把單次洪水所形成的繩套線稱為單式繩套曲線。若一次洪水上漲后尚未退完，另一次洪水又接踵而至，形成連續(xù)洪峰，與此相應(yīng)的洪水繩套曲線稱復(fù)式繩套曲線。 出現(xiàn)連續(xù)洪水時(shí)，因河道調(diào)蓄作用使河谷蓄水，導(dǎo)致后一次洪水的比降減小。因此，同水位的流量也較前一次洪水時(shí)小，這便使復(fù)式繩套中的后一繩套曲線較前一繩套位置偏左，如圖的水位流量關(guān)系2726沖淤情況分類 1）不經(jīng)常性沖淤 沖淤變化只發(fā)生在幾次較短時(shí)段以內(nèi)，而兩次沖淤變化之間的相當(dāng)長時(shí)段內(nèi)水位流量關(guān)系保持穩(wěn)定，這種短時(shí)段內(nèi)的沖淤稱為不經(jīng)常性沖淤。反映在水位流量、水位面積關(guān)系圖上，其基本持點(diǎn)是關(guān)系點(diǎn)明顯成為隨時(shí)間分布的幾個(gè)組帶，沖淤期即為由一個(gè)組帶向另一個(gè)組帶的

12、過渡時(shí)期，如圖所示。 2）經(jīng)常性沖淤 各次沖淤程度不同，沒有比較確定的穩(wěn)定階段、這種沖淤便是經(jīng)常性沖淤。反映在水位流量、水位面積關(guān)系圖上，關(guān)系點(diǎn)分布非常散亂。28273）普遍沖淤 控制斷面或控制河段出現(xiàn)均勻一致的沖淤，稱為普遍沖淤。它的基本特點(diǎn)是沖淤前后橫斷面的形狀相似，縱斷面比降也基本一致。293）普遍沖淤284）局部沖淤 橫斷面形狀在沖淤前后劇烈改變，或者縱斷面沖淤變化交替出現(xiàn)，改變了河道的縱比降，稱為局部沖淤。圖8 普遍沖淤圖9 局部沖淤304）局部沖淤圖8 普遍沖淤圖9 局部沖淤29 在水位流量、水位面積關(guān)系圖上，曲線趨勢(shì)在沖淤前后有所改變，其變動(dòng)程度與沖淤嚴(yán)重程度有關(guān)。若沖淤不嚴(yán)重，

13、即沖淤增減的面積占全斷面比例較小，高水時(shí)有良好控制條件，則水位流量、水位面積關(guān)系曲線呈現(xiàn)掃帚形，若沖淤嚴(yán)重則沖淤前后曲線形狀可能有較大變化。 沖淤情況分析 1）切線比較法 穩(wěn)定的水位面積關(guān)系曲線的斜率是水面寬的倒數(shù)，對(duì)于有沖淤發(fā)生的斷面，此關(guān)系并不成立。在圖10中,當(dāng)水位增加31 在水位流量、水位面積關(guān)系圖上，曲線趨勢(shì)在沖淤30，引起面積增加 ，若這時(shí)斷面發(fā)生沖刷，沖刷引起的面積增量為 ， 此時(shí)水位面積關(guān)系線的斜率為反之，淤積時(shí)面積增量為落水情況分析類似，水位下降 引起的面積增量為沖刷時(shí)面積增量為淤積時(shí)面積增量為漲沖漲淤落淤落沖32，引起面積增加 ，若這時(shí)斷面發(fā)生沖刷313332 2）沖淤過程

14、線法 a.平均河底高程過程線法 b.同水位面積過程線法 將水位 和 對(duì)應(yīng)的斷面移動(dòng)到水位 處，再計(jì)算面積，此即同水位面積的含義。34 2）沖淤過程線法將水位 和 對(duì)應(yīng)333）橫斷面圖比較法 3.受變動(dòng)回水影響的水位流量關(guān)系 測(cè)流斷面下游水體水位的變化，將導(dǎo)致該斷面水面比降和流量的變化，在水位流量關(guān)系圖上使同水位下比降或落差大的關(guān)系點(diǎn)偏右、小的偏左，下游水體水位的變化對(duì)水位流量關(guān)系的這種影響，稱為變動(dòng)回水影響。 天然河流中，產(chǎn)生變動(dòng)回水的原因一般有：洪水期干、支流的相互頂托，下游湖、庫或海洋等水體水位的的變化，下游渠道閘門的啟閉，下游河道壅水或水草叢生與冰凌阻塞等。353）橫斷面圖比較法34受變

15、動(dòng)回水影響的流量公式由曼寧公式同水位下兩流量比值或公式意義：同水位下比較，落差大，流量大。 基本水尺斷面位于兩比降斷面中間基本水尺斷面不位于兩比降斷面中間36受變動(dòng)回水影響的流量公式基本水尺斷面位于兩比降斷面中間基35 4.受水草及結(jié)冰水位流量關(guān)系 水草生長的主要影響是使過水面積減小，而糙率增大，因壅水使比降減小，從而導(dǎo)致流量減小。反映在水位流量關(guān)系圖上，受水草影響的各關(guān)系點(diǎn)都分布在暢流期水位流量關(guān)系曲線的左側(cè)。 當(dāng)測(cè)站受結(jié)冰影響時(shí)，因冰期水道的過水?dāng)嗝婷娣e減小，糙率增大，也會(huì)使相同水位的流量減小，關(guān)系點(diǎn)也偏于暢流期水位流量關(guān)系曲線的左側(cè)。 5.受混合影響水位流量關(guān)系 同一測(cè)站的水位流量關(guān)系，

16、同時(shí)受到兩種或兩種以上因素的明顯影響，稱為受混合影響。例如，沖淤與洪水漲落，沖淤與變動(dòng)回水，洪水漲落與變動(dòng)回水混合影響等。37 4.受水草及結(jié)冰水位流量關(guān)系36 測(cè)站測(cè)流時(shí)，由于施測(cè)條件限制或其他種種原因，致使最高水位或最低水位的流量缺測(cè)或漏測(cè)，在這種情況下，須將水位流量關(guān)系曲線作高、低水部分的外延，才能得到完整的流量過程。 1.根據(jù)水位面積、水位流速關(guān)系外延 河床穩(wěn)定的測(cè)站，水位面積、水位流速關(guān)系點(diǎn)常較密集，曲線趨勢(shì)較明確，可根據(jù)這兩根線來延長水位流量關(guān)系曲線。 2.根據(jù)水力學(xué)公式外延 此法實(shí)質(zhì)上與上法相同，只是在延長ZV曲線時(shí)，利用水力學(xué)公式計(jì)算出需要延長部分的V值。最常見的是用曼寧公式計(jì)

17、算出需要延長部分的V值，并用平均水深 代替水力半徑R。由于大斷面資料已知，因此關(guān)鍵在于確定高水時(shí)的河床糙率n和水面比降I。第二節(jié) 流量數(shù)據(jù)處理二、ZQ關(guān)系曲線的延長和移用（一）延長38 測(cè)站測(cè)流時(shí)，由于施測(cè)條件限制或其他種種原因，37 規(guī)劃設(shè)計(jì)工作中，常常遇到設(shè)計(jì)斷面處缺乏實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，這時(shí)就需要將鄰近水文站的水位流量關(guān)系移用到設(shè)計(jì)斷面上。 當(dāng)設(shè)計(jì)斷面與水文站相距不遠(yuǎn)且兩斷面間的區(qū)間流域面積不大，河段內(nèi)無明顯的出流與人流的情況下，在設(shè)計(jì)斷面設(shè)立臨時(shí)水尺，與水文站同步觀測(cè)水位。因兩斷面中、低水時(shí)同一時(shí)刻的流量大致相等，所以可用設(shè)計(jì)斷面的水位與水文站斷面同時(shí)刻水位所得的流量點(diǎn)繪關(guān)系曲線，再將高水部分進(jìn)

18、行延長，即得設(shè)計(jì)斷面的水位流量關(guān)系曲線。 當(dāng)設(shè)計(jì)斷面與水文站的河道有出流或入流時(shí)，則主要依靠水力學(xué)的辦法來推算設(shè)計(jì)斷面的水位流量關(guān)系。 第二節(jié) 流量數(shù)據(jù)處理二、ZQ關(guān)系曲線的延長和移用（二）移用39 規(guī)劃設(shè)計(jì)工作中，常常遇到設(shè)計(jì)斷面處缺乏實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)38 水文資料的來源，主要是由國家水文站網(wǎng)按全國統(tǒng)一規(guī)定對(duì)觀測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后的資料，即由主管單位分流域、干支流及上下游，每年刊布一次的水文年鑒。水文年鑒僅刊布各水文測(cè)站的基本資料。1986年起陸續(xù)實(shí)行計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、檢索。 年鑒中載有：測(cè)站分布圖，水文站說明表及位置圖，各站的水位、流量、泥沙、水溫、冰凌、水化學(xué)、地下水、降水量、蒸發(fā)量等資料。 第二節(jié) 流

19、量數(shù)據(jù)處理三、水文數(shù)據(jù)成果的刊布40 水文資料的來源，主要是由國家水文站網(wǎng)按全國統(tǒng)一規(guī)定39水文年鑒 41水文年鑒 40第三節(jié) 農(nóng)田信息整理一、農(nóng)田氣候信息處理二、土壤信息處理三、生物信息的處理42第三節(jié) 農(nóng)田信息整理一、農(nóng)田氣候信息處理41計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng) 接口電路 計(jì)算機(jī) 計(jì)算機(jī)輸入輸出設(shè)備 1硬件部分43計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng) 接口電路 1硬件部分42通過對(duì)農(nóng)田生物信息的綜合處理，可以發(fā)現(xiàn)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)更深層次的東西，根據(jù)需要，開發(fā)信息綜合處理模擬優(yōu)化軟件，以便實(shí)現(xiàn)農(nóng)田管理措施的優(yōu)化。2軟件部分1）信息預(yù)處理軟件方法： 數(shù)據(jù)平滑法、圖譜疊加平均法、廂車式平均法、 傅里葉變換濾波法、小波變換等。2）信

20、息提取軟件弱信息-計(jì)算機(jī)差譜技術(shù)、計(jì)算機(jī)導(dǎo)數(shù)技術(shù)；多元信息-應(yīng)用化學(xué)計(jì)量學(xué)多組分分析方法所編制的軟件有： 逐步回歸分析法（SRA）、主成分回歸法（PCR）、偏最小二乘法（PLS）等。紋理特征信息-利用逐步判別法、主成分分析法、聚類分析法等。3）信息綜合處理、模擬和優(yōu)化軟件44通過對(duì)農(nóng)田生物信息的綜合處理，可以發(fā)現(xiàn)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)更深層43第三節(jié) 農(nóng)田信息整理一、農(nóng)田氣候信息處理45第三節(jié) 農(nóng)田信息整理一、農(nóng)田氣候信息處理44第三節(jié) 農(nóng)田信息整理二、土壤信息處理多路傳感器系統(tǒng)信息采集主機(jī)、微機(jī)及外設(shè)等 46第三節(jié) 農(nóng)田信息整理二、土壤信息處理多路傳感器45第三節(jié) 農(nóng)田信息整理二、土壤信息處理1傳感器

21、 水勢(shì)水位溫度離子總濃度相對(duì)濕度 2系統(tǒng)主機(jī)程控多路開關(guān)陣列衡流源隔離變送放大器12位A/D變換器（一）系統(tǒng)構(gòu)成 47第三節(jié) 農(nóng)田信息整理二、土壤信息處理1傳感器 水勢(shì)246第三節(jié) 農(nóng)田信息整理二、土壤信息處理（二）系統(tǒng)功能1信息采集 2信息處理與顯示3信息管理4灌溉管理48第三節(jié) 農(nóng)田信息整理二、土壤信息處理（二）系統(tǒng)功能1信47第三節(jié) 農(nóng)田信息整理三、生物信息處理（一）計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的概念 類別描述形式描述的對(duì)象二值圖像f(x,y)=0,1文字、線條圖、指紋等濃淡圖像0f(x,y)2n1黑白照片、一般 n=68彩色圖像fi(x,y),i=R,G,B以三基色表示的彩色圖像多光譜圖像fi(

22、x,y),i=1,2,m遙感圖像，一般 m=48立體圖像fL,fR由左、右視點(diǎn)得到的同一物體的象對(duì)動(dòng)態(tài)圖像（時(shí)間序列）ft(x,y),t=t1,t2,tn動(dòng)態(tài)分析、動(dòng)畫制作等數(shù)字圖像的類別 49第三節(jié) 農(nóng)田信息整理三、生物信息處理（一）計(jì)算機(jī)圖像處理48第三節(jié) 農(nóng)田信息整理三、生物信息處理（二）圖像輸入方法照片、膠片或?qū)嵉嘏臄z的電視圖像等一系列模擬圖像，在輸入計(jì)算機(jī)的過程中，由輸入設(shè)備（用數(shù)碼照相機(jī)和數(shù)碼攝像機(jī)拍攝的為數(shù)字圖像，可直接輸入計(jì)算機(jī)）將其轉(zhuǎn)換成二維陣列（XN）個(gè)象素，然后將這些點(diǎn)陣的灰度信息（包括色彩信息）數(shù)字化每一象元的灰度值是從0到255中的某一個(gè)值，而彩色信息是將自然界的各種

23、顏色分解成紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）3種基色，每種基色又分成0到255個(gè)不同的數(shù)量級(jí)，幾乎所有顏色都可用RGB三基色的含量多少來反映，農(nóng)田生物色度信息就是用RGB三基色不同數(shù)量級(jí)的合成來表示。 50第三節(jié) 農(nóng)田信息整理三、生物信息處理（二）圖像輸入方法照49第三節(jié) 農(nóng)田信息整理三、生物信息處理（三）圖像處理方法1二值圖像處理法2圖像變換和圖像質(zhì)量的改善3圖像的特征提取幾何形狀結(jié)構(gòu)信息的提取紋理特征信息的提取 顏色特征信息的提取 51第三節(jié) 農(nóng)田信息整理三、生物信息處理（三）圖像處理方法150第四節(jié) 降雨量數(shù)據(jù)處理一、降雨量資料整理二、資料插補(bǔ)、延長三、平均雨量的求法52第四節(jié) 降雨量數(shù)據(jù)處理

24、一、降雨量資料整理51第四節(jié) 降雨量數(shù)據(jù)處理(一)雨量數(shù)據(jù)校正 進(jìn)行水文分析前，應(yīng)先檢查數(shù)據(jù)的正確性，如數(shù)據(jù)有誤差，觀測(cè)方法與時(shí)間改變或儀器本身誤差、人為錯(cuò)誤等，通常使雨量記錄發(fā)生連續(xù)的偏差，必須將此類雨量數(shù)據(jù)加以校正，令其恢復(fù)原來正確記錄。常采用雙累積曲線 (Double mass curve) 作雨量數(shù)據(jù)校正，稱為雙累積曲線法。 校正水文站累積雨量應(yīng)與四周各水文站的平均累積雨量呈線性或比例關(guān)系。若記錄有誤差，則該直線之斜率發(fā)生變化，成為兩段不同斜率相連直線或錯(cuò)開的兩條并行線。如圖5所示。一、降雨量資料整理53第四節(jié) 降雨量數(shù)據(jù)處理(一)雨量數(shù)據(jù)校正一、降雨量資料整52第四節(jié) 降雨量數(shù)據(jù)處理

25、1.校正原因 由于雨量站位置之改變，觀測(cè)方法與時(shí)間改變，儀器誤差，觀測(cè)錯(cuò)失，常使雨量記錄發(fā)生連續(xù)之偏差。2.原則雙累積曲線法 (Double mass curve) 原則為相鄰的雨量站具有相同的水文環(huán)境。一、降雨量資料整理圖5 雙累積曲線法示意圖累積多站平均年降雨量(m)測(cè)站X累積年降雨量(m)54第四節(jié) 降雨量數(shù)據(jù)處理1.校正原因一、降雨量資料整理圖553第四節(jié) 降雨量數(shù)據(jù)處理3.方法取縱坐標(biāo)為欲修正記錄之雨量站X累積雨量，橫坐標(biāo)為周圍臨近雨量站，至少十站以上的平均累積雨量。大多認(rèn)為目前記錄為正確，來修正以前的雨量記錄。Padj 校正雨量；Pobs 觀測(cè)雨量Sadj 校正累積雨量線斜率；So

26、bs 觀測(cè)累積雨量線斜率一、降雨量資料整理55第四節(jié) 降雨量數(shù)據(jù)處理3.方法一、降雨量資料整理54第四節(jié) 降雨量數(shù)據(jù)處理4.注意事項(xiàng)(1) 適宜于長時(shí)間，如年雨量、季雨量之校正。(2) 除非連續(xù)五年以上發(fā)生偏斜，不必校正。(3) 不適用于山區(qū)。5.雨量站分級(jí)(1) A級(jí)：(a) 曲線為一直線無須校正者。(b) 曲線為一直線，一年或兩年微有變更(2) B級(jí)：曲線非一直線，可予校正者。(3) C級(jí)：曲線坡度變更，曲折亦多，不宜校正者。(4) D級(jí)：(a) 記錄中斷甚多，不能繪出曲線校正者。(b) 記錄年數(shù)甚短，不能繪出曲校正者。一、降雨量資料整理56第四節(jié) 降雨量數(shù)據(jù)處理4.注意事項(xiàng)一、降雨量資料

27、整理55第四節(jié) 降雨量數(shù)據(jù)處理頻率分析數(shù)據(jù)年數(shù)應(yīng)達(dá)25年以上。降雨徑流模式原則上應(yīng)分別以五場以上及三場以上獨(dú)立暴雨事件進(jìn)行參數(shù)檢定及模式驗(yàn)證。雨量插補(bǔ)方法：一般常采用正比法、內(nèi)插法、控制面積法及回歸分析等。1.缺漏原因(1) 人為：人為因素遺失記錄。(2) 機(jī)器：雨量計(jì)機(jī)器故障。(1)內(nèi)插法 ：A, B, C三站年降雨量NA,NB,NC與X站NX差距，不超過之NX 10% 者。則二、降雨量資料插補(bǔ)、延長（一）插補(bǔ)方法57第四節(jié) 降雨量數(shù)據(jù)處理頻率分析數(shù)據(jù)年數(shù)應(yīng)達(dá)25年以上。降56第四節(jié) 降雨量數(shù)據(jù)處理(2)正比法 ：如任何一 數(shù)值超過 之10% 者，則將年雨量列入加權(quán)。則(3)相關(guān)法：求相鄰兩

28、站降雨時(shí)期存在的關(guān)系。（二）雨量數(shù)據(jù)延長1.原因：資料不足分析要求者。2.使用數(shù)據(jù)：可推估記錄時(shí)段前、后數(shù)據(jù)值。3.方法：正比法、內(nèi)插法、控制面積法、概率模式及回歸分析等，為較深入課程，在此省略。（一）插補(bǔ)方法58第四節(jié) 降雨量數(shù)據(jù)處理(2)正比法 ：（二）雨量數(shù)據(jù)延長57第四節(jié) 降雨量數(shù)據(jù)處理例題1試說明雨量記錄插補(bǔ)方法及其適用范圍？(1)內(nèi)插法：以鄰近雨量站A,B,C的平均值插補(bǔ)X站某次降雨量。PX=1/3(PA+PB+PC)適用年降雨量NA,NB,NC與NX之差不超過0.1Nx。(2)正比法：以鄰近雨量站A,B,C及考慮年雨NA,NB,NC與NX加權(quán)平均插補(bǔ)X站某次暴雨量適用： 任一超過

29、0.1Nx，地形變化大的區(qū)域。59第四節(jié) 降雨量數(shù)據(jù)處理例題1試說明雨量記錄插補(bǔ)方法及其適58第四節(jié) 降雨量數(shù)據(jù)處理例題1試說明雨量記錄插補(bǔ)方法及其適用范圍？(3)相關(guān)法：利用回歸方程式適用：回歸關(guān)系良好的站。(4)站年法：利用同一均勻氣象區(qū)各站記錄的總和為該測(cè)站的記錄。適用：資料過分缺乏，不重要的流域。60第四節(jié) 降雨量數(shù)據(jù)處理例題1試說明雨量記錄插補(bǔ)方法及其適59第四節(jié) 降雨量數(shù)據(jù)處理三、平均雨量的求法61第四節(jié) 降雨量數(shù)據(jù)處理三、平均雨量的求法60第四節(jié) 降雨量數(shù)據(jù)處理三、平均雨量的求法62第四節(jié) 降雨量數(shù)據(jù)處理三、平均雨量的求法61第四節(jié) 降雨量數(shù)據(jù)處理三、平均雨量的求法63第四節(jié) 降

30、雨量數(shù)據(jù)處理三、平均雨量的求法62第五節(jié) 水質(zhì)數(shù)據(jù)處理一、數(shù)據(jù)處理二、資料匯編、整編三、資料分析64第五節(jié) 水質(zhì)數(shù)據(jù)處理一、數(shù)據(jù)處理63第五節(jié) 水質(zhì)數(shù)據(jù)處理(一) 數(shù)據(jù)記錄要求（1）測(cè)定數(shù)據(jù)中如有可疑值，經(jīng)檢查由非操作失誤引起，可采用Dixon法或Grubbs法等檢驗(yàn)同組測(cè)定數(shù)據(jù)的一致性后，再?zèng)Q定其取舍。 （2）數(shù)據(jù)的運(yùn)算應(yīng)按以下規(guī)則進(jìn)行：當(dāng)數(shù)據(jù)加減時(shí)，其結(jié)果的小數(shù)點(diǎn)后保留位數(shù)與各數(shù)中小數(shù)最小者相同，四舍六入五單雙，只一次。（二）分析結(jié)果的表示應(yīng)符合以下要求（1）使用法定計(jì)量單位及符號(hào)等。（2）水質(zhì)項(xiàng)目中除水溫、電導(dǎo)率、氧化還原單位、細(xì)菌總數(shù)、大腸菌群、透明度外，其余單位均為mg/L。一、數(shù)據(jù)

31、處理65第五節(jié) 水質(zhì)數(shù)據(jù)處理(一) 數(shù)據(jù)記錄要求一、數(shù)據(jù)處理64第五節(jié) 水質(zhì)數(shù)據(jù)處理(二)分析結(jié)果的表示應(yīng)符合以下要求（3）底質(zhì)、懸移質(zhì)及生物體的含量均用mg/kg表示。 （4）平行樣測(cè)定結(jié)果用均值表示。（5）當(dāng)測(cè)定結(jié)果低于分析方法的最低檢出濃度時(shí)，用“DL”表示，并按1/2最低檢出濃度值參加統(tǒng)計(jì)處理。（6）測(cè)定精密度、準(zhǔn)確度用偏（誤）差值表示。（7）檢出率、超標(biāo)率用百分?jǐn)?shù)表示。一、數(shù)據(jù)處理66第五節(jié) 水質(zhì)數(shù)據(jù)處理(二)分析結(jié)果的表示應(yīng)符合以下要求一65第五節(jié) 水質(zhì)數(shù)據(jù)處理(一)資料整編（1）原始資料整編。 1）初步以基層水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心為單位進(jìn)行。2）自檢測(cè)任務(wù)書、采樣記錄、送樣單至最終檢測(cè)報(bào)

32、告及有關(guān)說明裝訂成冊(cè)。3）按省、自治區(qū)、直轄市進(jìn)行分類整編，填制圖表，編制說明材料及成果。（2）整編內(nèi)容。二、資料整編、匯編67第五節(jié) 水質(zhì)數(shù)據(jù)處理(一)資料整編二、資料整編、匯編66第五節(jié) 水質(zhì)數(shù)據(jù)處理1）編制水質(zhì)站監(jiān)測(cè)情況說明表及位置圖。2）編制監(jiān)測(cè)成果表。3）編制監(jiān)測(cè)成果特征值年統(tǒng)計(jì)表。（二）匯編方式與要求（1）以流域?yàn)閱挝贿M(jìn)行，各省監(jiān)測(cè)中心應(yīng)于次年4月底前完成資料整編匯編工作。（2）匯編單位對(duì)資料復(fù)審。5%15%二、資料整編、匯編68第五節(jié) 水質(zhì)數(shù)據(jù)處理1）編制水質(zhì)站監(jiān)測(cè)情況說明表及位置圖67第五節(jié) 水質(zhì)數(shù)據(jù)處理（二）匯編方式與要求（3）匯編內(nèi)容包括：資料合理性檢查及審核；編制匯編圖表

33、。（4）送交匯編的圖表，無大錯(cuò)，錯(cuò)誤率不得大于1/10000。（5）匯編成果包括：資料索引表；編制說明；水質(zhì)站及斷面一覽表；水質(zhì)站及斷面分布圖；水質(zhì)站監(jiān)測(cè)情況說明表及位置圖；監(jiān)測(cè)成果表；監(jiān)測(cè)成果特征值年統(tǒng)計(jì)表。紙質(zhì)、磁盤、光盤。二、資料整編、匯編69第五節(jié) 水質(zhì)數(shù)據(jù)處理（二）匯編方式與要求二、資料整編、匯68第五節(jié) 水質(zhì)數(shù)據(jù)處理(一)選擇分析方法的原則 1）靈敏度、準(zhǔn)確度能滿足定量要求； 2）方法成熟、準(zhǔn)確； 3）操作簡便，易于普及； 4）抗干擾能力好。三、資料分析70第五節(jié) 水質(zhì)數(shù)據(jù)處理(一)選擇分析方法的原則三、資料分析69第五節(jié) 水質(zhì)數(shù)據(jù)處理(二) 分析方法1. 國家或行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)分析方法

34、 其成熟性和準(zhǔn)確度好，是評(píng)價(jià)其他監(jiān)測(cè)分析方法的基準(zhǔn)方法，也是環(huán)境污染糾紛法定的仲裁方法；水和廢水標(biāo)準(zhǔn)分析方法（第四版）2. 統(tǒng)一分析方法 是經(jīng)研究和多個(gè)單位的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明是成熟的方法。3. 試用方法 是在國內(nèi)少數(shù)單位研究和應(yīng)用過，或直接從發(fā)達(dá)國家引進(jìn)，供監(jiān)測(cè)科研人員試用的方法。 標(biāo)準(zhǔn)分析方法和統(tǒng)一分析方法均可在環(huán)境監(jiān)測(cè)與執(zhí)法中使用。三、資料分析71第五節(jié) 水質(zhì)數(shù)據(jù)處理(二) 分析方法三、資料分析70第六節(jié) 遙感信息解譯一、圖像特征二、遙感技術(shù)系統(tǒng)三、圖像處理前的預(yù)處理四、目視解譯五、計(jì)算機(jī)解譯72第六節(jié) 遙感信息解譯一、圖像特征71第六節(jié) 遙感信息解譯（1）光譜特征 （2）邊緣特征 （3）紋理

35、特征 （4）形狀特征 一、圖像特征73第六節(jié) 遙感信息解譯（1）光譜特征 一、圖像特征72二、遙感技術(shù)系統(tǒng) （一）遙感圖像處理遙感圖像處理是在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支持下對(duì)遙感圖像加工的各種技術(shù)方法的統(tǒng)稱。遙感圖像處理依賴于一定的圖像處理設(shè)備。對(duì)于數(shù)字圖像處理系統(tǒng)來說，它包括硬件和軟件系統(tǒng)兩部分。數(shù)據(jù)輸入圖像校正圖像變換濾波和增強(qiáng)圖像融合圖像分類圖像分析計(jì)算圖像輸出計(jì)算機(jī)顯示設(shè)備大容量存貯設(shè)備圖像輸入輸出設(shè)備第六節(jié) 遙感信息解譯74二、遙感技術(shù)系統(tǒng) （一）遙感圖像處理遙感圖像處理是在計(jì)算73二、遙感技術(shù)系統(tǒng) （二）遙感信息提取與分析遙感信息分析指通過一定的方法或模型對(duì)遙感信息進(jìn)行研究，判定目標(biāo)物的性質(zhì)和特

36、征或深入認(rèn)識(shí)目標(biāo)物的屬性和環(huán)境之間的內(nèi)在關(guān)系。 遙感信息提取是從遙感圖像（包括數(shù)字遙感圖像）等遙感信息中有針對(duì)性地提取感興趣的專題信息，以便在具體領(lǐng)域應(yīng)用或輔助用戶決策。第六節(jié) 遙感信息解譯75二、遙感技術(shù)系統(tǒng) （二）遙感信息提取與分析遙感信息分析指74二、遙感技術(shù)系統(tǒng) 遙感技術(shù)系統(tǒng)示意圖 第六節(jié) 遙感信息解譯76二、遙感技術(shù)系統(tǒng) 遙感技術(shù)系統(tǒng)示意圖 第六節(jié) 遙感信息解75二、遙感技術(shù)系統(tǒng) 遙感系統(tǒng)信息處理流程 第六節(jié) 遙感信息解譯77二、遙感技術(shù)系統(tǒng) 遙感系統(tǒng)信息處理流程 第六節(jié) 遙感信息76空間分辨率的選擇78空間分辨率的選擇77一景: 軌徑/行 號(hào)Landsat 1, 2, and 3.

37、 World Reference System 1 (WRS-1)的軌徑號(hào)和行號(hào)英國與愛爾蘭79一景: 軌徑/行 號(hào)Landsat 1, 2, and 78“行”（row）是指在任一給定的軌道圈上，橫跨一幅圖像的緯度中心線，當(dāng)衛(wèi)星沿軌道圈移動(dòng)時(shí)給定的一個(gè)編號(hào)。第一行開始于北緯8047，與赤道重疊的（降交點(diǎn)）作為第60行，到南緯8151為122行。然后開始第123行，向北方行數(shù)增加，穿過赤道（相當(dāng)于184行），并繼續(xù)向北直至北緯8151為第246行。（從123行后為夜間飛行）。我國領(lǐng)土的大陸部分白晝圖像大致位于2348行之間 .80“行”（row）是指在任一給定的軌道圈上，橫跨一幅圖像的79遙感

38、數(shù)據(jù)價(jià)格81遙感數(shù)據(jù)價(jià)格80Spot 影像價(jià)格82Spot 影像價(jià)格81三、圖像處理前的預(yù)處理 輻射校正、幾何校正（一）輻射校正1輻射畸變進(jìn)入遙感器的輻射強(qiáng)度反映在圖像上就是亮度值（灰度值）。輻射強(qiáng)度越大，亮度值（灰度值）越大。亮度值（灰度值）主要受兩個(gè)物理量影響： 一是太陽輻射照射到地面的輻射強(qiáng)度。 二是地物的光譜反射率。 所以當(dāng)太陽輻射相同時(shí)，圖像上像元亮度值（灰度值）的差異就直接反映了地物目標(biāo)光譜反射率的差異，但實(shí)際測(cè)量時(shí)，輻射強(qiáng)度值還受到其他因素的影響而發(fā)生改變，稱為輻射畸變。第六節(jié) 遙感信息解譯83三、圖像處理前的預(yù)處理 輻射校正、幾何校正（一）輻射校正82三、圖像處理前的預(yù)處理 （

39、一）輻射校正2.校正方法 首先，確定條件滿足，即該圖像上確有輻射亮度或反射亮度應(yīng)為零的地區(qū)，則亮度最小值必定是這一地區(qū)大氣影響的輻射度值增值。校正，將每一波段中每個(gè)像元的亮度值都減去本波段的最小值。 從而使圖像的亮度動(dòng)態(tài)范圍得到改善，對(duì)比度增強(qiáng)，提高圖像質(zhì)量。第六節(jié) 遙感信息解譯84三、圖像處理前的預(yù)處理 （一）輻射校正2.校正方法 83三、圖像處理前的預(yù)處理 （二）幾何校正1.校正原因 （1）系統(tǒng)誤差：地球自轉(zhuǎn)對(duì)于瞬時(shí)光學(xué)成像遙感方式?jīng)]有影響，對(duì)于掃描成像則造成圖像平行錯(cuò)動(dòng)。（2）中心投影：從投影上而言，航空像片（正片）的位置，等于以投影中心為圓心，以焦距f為半徑，將P旋轉(zhuǎn)至P（下圖），P即

40、為正像的位置。第六節(jié) 遙感信息解譯負(fù)片與正片85三、圖像處理前的預(yù)處理 （二）幾何校正1.校正原因 84三、圖像處理前的預(yù)處理 （二）幾何校正1.校正原因 （3）投影距離的影響：中心投影：投影距離不同或焦距不同則像片的比例尺也不同。垂直投影：投影距離不同與像片比例尺無關(guān)。（不存在焦距）（4）投影傾斜面的影響：中心投影：投影面的傾斜造成同一個(gè)像片不同部位比例尺的差異。垂直投影：不存在投影面的傾斜。（5）地形起伏的影響：中心投影：地形起伏造成像點(diǎn)位移。垂直投影：不存在像點(diǎn)位移。第六節(jié) 遙感信息解譯86三、圖像處理前的預(yù)處理 （二）幾何校正1.校正原因 85三、圖像處理前的預(yù)處理 （二）幾何校正2.

41、校正方法 圖像幾何校正的基本方法是先建立幾何校正的數(shù)學(xué)模型；其次利用已知條件確定模型參數(shù)；最后根據(jù)模型對(duì)圖像進(jìn)行幾何校正。通常分兩步： 圖像空間坐標(biāo)變換；首先建立圖像像點(diǎn)坐標(biāo)（行、列號(hào)）和物方（或參考圖）對(duì)應(yīng)點(diǎn)坐標(biāo)間的映射關(guān)系，解求映射關(guān)系中的未知參數(shù)，然后根據(jù)映射關(guān)系對(duì)圖像各個(gè)像素坐標(biāo)進(jìn)行校正； 確定各像素的灰度值（灰度內(nèi)插）。第六節(jié) 遙感信息解譯87三、圖像處理前的預(yù)處理 （二）幾何校正2.校正方法 86四、目視解譯 1.航空像片的判讀(1)航空像片是在航空遙感平臺(tái)上通過攝影機(jī)所獲得的可見光和紅外光的光學(xué)攝影像片。它采用中心投影方式成像，對(duì)于沒有經(jīng)過正射糾正的像片，受中心投影的控制，其邊緣

42、分布物體，常發(fā)生誤差和畸變。從航空像片上可以看到地物的頂部輪廓，這與日常生活中觀察目標(biāo)地物的視角不同。航空像片解譯，需要利用熟悉的區(qū)域和熟悉的地物類型進(jìn)行練習(xí)，掌握認(rèn)識(shí)目標(biāo)物頂部形態(tài)的技巧。航空像對(duì)具有立體觀察能力，在航片判讀時(shí)常借助立體鏡進(jìn)行地物的詳細(xì)判讀。第六節(jié) 遙感信息解譯88四、目視解譯 1.航空像片的判讀第六節(jié) 遙感信息解譯87四、目視解譯 1.航空像片的判讀航空像片判讀的具體工作程序一般可分為準(zhǔn)備工作(準(zhǔn)備階段)室內(nèi)判讀野外工作(野外校核)室內(nèi)轉(zhuǎn)繪制圖和總結(jié)。 準(zhǔn)備工作：包括工具準(zhǔn)備和資料準(zhǔn)備。進(jìn)行航片判讀應(yīng)準(zhǔn)備的工具包括立體鏡、放大鏡和繪圖工具等。判讀應(yīng)準(zhǔn)備的資料包括航空像片及有

43、關(guān)的資料、地形圖、地理文獻(xiàn)等。航空像片收集后，要進(jìn)行航空像片的整理工作，之后進(jìn)行航片作業(yè)面積的繪制和像片略圖的制作。第六節(jié) 遙感信息解譯89四、目視解譯 1.航空像片的判讀第六節(jié) 遙感信息解譯88四、目視解譯 1.航空像片的判讀 室內(nèi)判讀：在室內(nèi)首先應(yīng)建立航片判讀的標(biāo)志，通常判讀標(biāo)志的建立過程要與野外調(diào)查相結(jié)合，通過野外的路線調(diào)查確立不同專業(yè)制圖的影像標(biāo)志。在建立判讀標(biāo)志的基礎(chǔ)上，利用目視和立體鏡進(jìn)行室內(nèi)判讀。進(jìn)行室內(nèi)判讀的原則是從整體到局部、從已知到未知、從宏觀到微觀。根據(jù)這樣的原則，進(jìn)行室內(nèi)判讀的順序是由水系入手，根據(jù)水系的位置和流向確定分水嶺和流域范圍，從而判讀區(qū)域內(nèi)的高低地勢(shì)。之后進(jìn)行

44、平原和山地，以及林地和農(nóng)田的劃分，從而劃分出大的地貌單元。然后進(jìn)行居民點(diǎn)和道路的判讀，將自然景觀和人文景觀劃分開。最后開始進(jìn)行專業(yè)判讀。在室內(nèi)判讀時(shí)，還應(yīng)記下難點(diǎn)和疑點(diǎn)并擬定野外校核的路線。第六節(jié) 遙感信息解譯90四、目視解譯 1.航空像片的判讀第六節(jié) 遙感信息解譯89四、目視解譯 1.航空像片的判讀 野外校核：野外校核的目的主要有二，即核對(duì)室內(nèi)判讀結(jié)果和解決疑難問題?？刹捎寐肪€調(diào)查與統(tǒng)計(jì)抽樣相結(jié)合的原則進(jìn)行一定數(shù)量的野外抽樣檢查，具體校核工作內(nèi)容需根據(jù)各專業(yè)要求而定。 室內(nèi)轉(zhuǎn)繪制圖和總結(jié)：室內(nèi)轉(zhuǎn)繪制圖是將航片的糾正和轉(zhuǎn)繪兩方面工作結(jié)合進(jìn)行。總結(jié)包括對(duì)轉(zhuǎn)繪圖進(jìn)行清繪等制圖工作，根據(jù)專業(yè)需要進(jìn)行

45、面積量算工作，以及編寫報(bào)告和圖件說明書等工作。第六節(jié) 遙感信息解譯91四、目視解譯 1.航空像片的判讀第六節(jié) 遙感信息解譯90四、目視解譯 2.熱紅外圖像的判讀(1)原理：熱紅外影像的成像原理不同于可見光和近紅外像片。熱紅外像片記錄了地物發(fā)射熱紅外線的強(qiáng)度。夜間的熱紅外影像，不受太陽輻射的干擾，是地面物體熱輻射的特征。這種影像上的色調(diào)差異主要取決于地物的溫度和發(fā)射本領(lǐng)。由于各種地物熱輻射能量不同，因而在影像上顯示出不同的形狀和圖型特征，從而可從影像上識(shí)別各種不同的地物。第六節(jié) 遙感信息解譯92四、目視解譯 2.熱紅外圖像的判讀第六節(jié) 遙感信息解譯91四、目視解譯 2.熱紅外圖像的判讀（2）特點(diǎn)

46、 判讀熱紅外影像時(shí)，關(guān)鍵是要準(zhǔn)確地區(qū)分出影像色調(diào)的差異。影像正片上，深色調(diào)代表地物熱輻射能力弱，淺色調(diào)代表地物熱輻射能力強(qiáng)。各種地物熱輻射狀況的不同，在影像上形成了深淺不同的色調(diào)。在熱紅外影像上，地物影像所構(gòu)成物體熱分布形狀一般不是地物的真實(shí)形狀，除非物體表面熱輻射能力處處相等，但高溫地物的熱擴(kuò)散可導(dǎo)致物體形狀擴(kuò)大變形。同理，當(dāng)高溫物體與背景具有明顯熱輻射差異時(shí)，即使是很小的物體，也能夠在熱紅外像片上表現(xiàn)出來。這是由于高溫物體向外輻射的能量強(qiáng)，因此在影像中的大小往往比實(shí)際尺寸要大。第六節(jié) 遙感信息解譯93四、目視解譯 2.熱紅外圖像的判讀第六節(jié) 遙感信息解譯92四、目視解譯 2.熱紅外圖像的判

47、讀（2）特點(diǎn) 熱紅外影像上的陰影是目標(biāo)地物與背景之間輻射差異所造成的，可分為冷陰影和暖陰影兩種，其中，冷陰影是陰影的溫度較其背景低所致，而熱陰影則是陰影的溫度較其背景高產(chǎn)生的。 應(yīng)當(dāng)指出，天氣狀況對(duì)自然地物的色調(diào)特征會(huì)造成一定影響。例如，連續(xù)的陰天，使得地物之間溫差大大減小，不同地物的差異難以在熱紅外影像上反映出來。大風(fēng)會(huì)使物體表面熱量散失，溫度下降，地物色調(diào)特征不明顯，或產(chǎn)生地物熱影像位移等現(xiàn)象。相比之下，具有人工熱源的人造地物，例如海洋上行駛的客輪，受氣象條件的影響較小，其熱成像比較穩(wěn)定。 由于熱紅外影像易受環(huán)境條件影響，以及其分辨率的局限性，判讀時(shí)不僅應(yīng)將不同時(shí)段等能紅外影像進(jìn)行對(duì)比分析

48、，最好能與全色片、彩色片等作對(duì)照研究。第六節(jié) 遙感信息解譯94四、目視解譯 2.熱紅外圖像的判讀第六節(jié) 遙感信息解譯93四、目視解譯 3.掃描圖像的判讀(1)影像的特征 常用的遙感掃描影像都是衛(wèi)星遙感影像，如MSS、TM和SPOT遙感影像，相對(duì)于航空像片來說，這些影像具有以下特征： 像幅面積大，宏觀性強(qiáng) 影像的多波段性 影像的數(shù)字記錄形式 影像的多時(shí)相性和動(dòng)態(tài)觀測(cè) 陸地衛(wèi)星影像的近垂直投影像就可用作判讀。 取得資料容易，不受地區(qū)和國家的限制。 成本低廉。第六節(jié) 遙感信息解譯95四、目視解譯 3.掃描圖像的判讀第六節(jié) 遙感信息解譯94四、目視解譯 3.掃描圖像的判讀(2)判讀標(biāo)志判讀航空像片所采

49、用的直接判讀標(biāo)志和間接判讀標(biāo)志，一般也適用于判讀衛(wèi)星圖像。由于衛(wèi)星圖像反映了廣大地區(qū)多波段和多時(shí)相的同步環(huán)境信息，是地表自然綜合體的高度綜合性圖像，因此比航空像片要概括得多。其主要判讀標(biāo)志包括以下內(nèi)容和特征： 色調(diào)：衛(wèi)星圖像上的色調(diào)是地物電磁輻射特性的反映。其中黑白影像的色調(diào)是地物波譜特征的直接記錄，彩色合成圖像上的色彩是地物在幾個(gè)波段上的波譜特性的綜合反映。利用衛(wèi)星影像上的色調(diào)和色彩進(jìn)行地物識(shí)別，是衛(wèi)星圖像判讀的重要依據(jù)。在單波段(黑白)影像上，色調(diào)是由波段的光譜效應(yīng)直接產(chǎn)生的。各波段的光譜效應(yīng)決定了各波段的主要應(yīng)用目的和領(lǐng)域。第六節(jié) 遙感信息解譯96四、目視解譯 3.掃描圖像的判讀第六節(jié)

50、遙感信息解譯95四、目視解譯 3.掃描圖像的判讀(2)判讀標(biāo)志 圖型：衛(wèi)星圖像的圖型標(biāo)志是地物形態(tài)特征和波譜特征的綜合反映。地物在影像上的圖型結(jié)構(gòu)，主要取決于地物的平面形態(tài)和高低起伏特征，當(dāng)然也與地物的波譜特征所造成的基本色調(diào)有關(guān)。圖像的圖型結(jié)構(gòu)通常表現(xiàn)為由不同形狀、色調(diào)及紋理特征組合而成的圖案，即包括點(diǎn)狀、斑狀、條狀、塊狀、格狀、垅狀、環(huán)狀等組成的各種紋理圖案。為了更好地細(xì)分不同地物的圖型特征，可再細(xì)分為粗、細(xì)、疏、密、明顯、模糊等類型和等級(jí)，并與其色調(diào)特征結(jié)合起來進(jìn)行描述，如“灰或淺灰色的細(xì)斑紋狀圖型結(jié)構(gòu)”。第六節(jié) 遙感信息解譯97四、目視解譯 3.掃描圖像的判讀第六節(jié) 遙感信息解譯96鹽

51、湖城的系列圖像Landsat 1 MSS( 79 m) ，ERTS-1發(fā)射后15天(1972.8.7)，猶他州中北部沙漠山地Salt LakeLake Utah 鹽湖城 98鹽湖城的系列圖像Landsat 1 MSS( 79 m)97四、目視解譯 3.掃描圖像的判讀(3)判讀方法遙感掃描影像的判讀，應(yīng)遵循“先圖外、后圖內(nèi)，先整體，后局部，勤對(duì)比，多分析”的原則?！跋葓D外、后圖內(nèi)”是指遙感掃描影像判讀時(shí)，首先要了解影像圖框外部所提供的各種信息，它包括以下內(nèi)容：圖像覆蓋的區(qū)域及其所處的地理位置、影像比例尺、影像重疊符號(hào)、影像注記和影像灰階。 了解圖外相關(guān)信息后，再對(duì)影像作認(rèn)真觀察，觀察應(yīng)遵循“先整

52、體，后局部”的原則，即對(duì)影像作整體的觀察，了解各種地理環(huán)境要素在空間上的聯(lián)系，綜合分析目標(biāo)地物與周圍環(huán)境的關(guān)系。有了區(qū)域整體概念后，就可以在區(qū)域背景與總體特征指導(dǎo)下對(duì)具體目標(biāo)判讀，這樣可以避免盲目性和減少判讀錯(cuò)誤。第六節(jié) 遙感信息解譯99四、目視解譯 3.掃描圖像的判讀第六節(jié) 遙感信息解譯98四、目視解譯 3.掃描圖像的判讀(3)判讀方法鑒于多光譜掃描影像可以同時(shí)獲取多個(gè)波段的掃描圖像，因此，應(yīng)遵循“勤對(duì)比，多分析”判讀原則，在判讀過程中進(jìn)行以下對(duì)比分析： 多個(gè)波段對(duì)比：根據(jù)同一物體在不同波段上的灰度與形狀的差異表現(xiàn)，對(duì)比不同波段消除不同地物在同一個(gè)波段的“同譜異質(zhì)”現(xiàn)象，可有效地防止誤判。

53、不同時(shí)相對(duì)比：不同時(shí)相對(duì)比，可以了解地物在不同季節(jié)的變化規(guī)律，也可以通過不同時(shí)相對(duì)比來選取最好的解譯時(shí)相。 不同地物的對(duì)比：通過不同地物的對(duì)比，可以將它們區(qū)分開來，這也是建立判讀標(biāo)志的重要依據(jù)。第六節(jié) 遙感信息解譯100四、目視解譯 3.掃描圖像的判讀第六節(jié) 遙感信息解譯99四、目視解譯 3.掃描圖像的判讀(3)判讀方法掃描影像判讀過程中的“多分析”是指以一個(gè)解譯標(biāo)志為主，多方面綜合運(yùn)用其它解譯標(biāo)志，對(duì)遙感影像進(jìn)行綜合分析。掃描影像的解譯，要重視色調(diào)和顏色解譯標(biāo)志的運(yùn)用。要根據(jù)具體情況，結(jié)合其他解譯標(biāo)志，如空間位置、形狀等進(jìn)行綜合分析，也可借鑒前人的判讀標(biāo)志和解譯經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合野外校核進(jìn)行。在借鑒

54、以往判讀標(biāo)志和解譯經(jīng)驗(yàn)時(shí)，注意不能生搬硬套。 在目視判讀實(shí)踐中，衛(wèi)星影像解譯比航空像片解譯難度更大，因此，熟悉地物在不同波段的光譜特性，了解地物在不同空間分辨率影像上的表現(xiàn)，掌握不同假彩色合成影像的特征，熟練運(yùn)用掃描影像解譯標(biāo)志與解譯方法，是進(jìn)行目視解譯的重要基礎(chǔ)。第六節(jié) 遙感信息解譯101四、目視解譯 3.掃描圖像的判讀第六節(jié) 遙感信息解譯100五、計(jì)算機(jī)解譯 1.遙感圖像的計(jì)算機(jī)分類（一）監(jiān)督分類（二）非監(jiān)督分類遙感數(shù)字圖像計(jì)算機(jī)分類的基本過程（1）首先明確遙感圖像分類的目的及其需要解決的問題，在此基礎(chǔ)上根據(jù)應(yīng)用目的選取特定區(qū)域的遙感數(shù)字圖像。（2）根據(jù)研究區(qū)域，收集與分析地面參考信息與有

55、關(guān)數(shù)據(jù)。（3）對(duì)圖像分類方法進(jìn)行比較研究，掌握各種分類方法的優(yōu)缺點(diǎn)，然后根據(jù)分類要求和圖像數(shù)據(jù)特征，選擇合適的圖像分類方法和算法。（4）找出代表這些類別的統(tǒng)計(jì)特征。第六節(jié) 遙感信息解譯102五、計(jì)算機(jī)解譯 1.遙感圖像的計(jì)算機(jī)分類第六節(jié) 遙感信101五、計(jì)算機(jī)解譯 1.遙感圖像的計(jì)算機(jī)分類（5）為了測(cè)定總體特征，在監(jiān)督分類中可選擇具有代表性的訓(xùn)練場地進(jìn)行采樣，測(cè)定其特征。（6）對(duì)遙感圖像中各像素進(jìn)行分類。（7）分類精度檢查。（8）對(duì)判別分析的結(jié)果統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。（一）監(jiān)督分類：首先需要從研究區(qū)域選取有代表性的訓(xùn)練場地作為樣本。根據(jù)已知訓(xùn)練區(qū)提供的樣本，通過選擇特征參數(shù)，建立判別函數(shù)，據(jù)此對(duì)樣本像元進(jìn)

56、行分類，依據(jù)樣本類別的特征來識(shí)別非樣本像元的歸屬類別。常用的具體分類方法：（1）最小距離分類法 最小距離分類法是以特征空間中的距離作為像素分類的依據(jù)，包括最小距離判別和最近鄰域分類法。第六節(jié) 遙感信息解譯103五、計(jì)算機(jī)解譯 1.遙感圖像的計(jì)算機(jī)分類第六節(jié) 遙感信102五、計(jì)算機(jī)解譯 1.遙感圖像的計(jì)算機(jī)分類（2）多級(jí)切割分類法 通過設(shè)定在各軸上的一系列分割點(diǎn)，將多維特征空間劃分成分別對(duì)應(yīng)不同分類類別的互不重疊的特征子空間的分類方法。（3）特征曲線窗口法 以特征曲線為中心取一個(gè)條帶，構(gòu)造一個(gè)窗口凡是落在此窗口范圍內(nèi)的地物即被認(rèn)為是一類，反之，則不屬于該類，這就是特征曲線法。（4）最大似然比分類

57、法 它是通過求出每個(gè)像素對(duì)于各類別的歸屬概率，把該像素分到歸屬概率最大的類別中去的方法。第六節(jié) 遙感信息解譯104五、計(jì)算機(jī)解譯 1.遙感圖像的計(jì)算機(jī)分類第六節(jié) 遙感信103五、計(jì)算機(jī)解譯 1.遙感圖像的計(jì)算機(jī)分類（二）非監(jiān)督分類法是在沒有先驗(yàn)類別作為樣本的條件下，即事先不知道類別特征，主要根據(jù)像元間相似度的大小進(jìn)行歸類合并的方法。（1）分級(jí)集群法 當(dāng)同類物體聚集分布在一定的空間位置上，它們?cè)谕瑯訔l件下應(yīng)具有相同的光譜信息特征，這時(shí)其他類別的物體應(yīng)聚集分布在不同的空間位置上。由于不同地物的輻射特性不同,反映在直方圖上會(huì)出現(xiàn)很多峰值及其對(duì)應(yīng)的一些眾數(shù)灰度值,它們?cè)趫D像上對(duì)應(yīng)的像元分別傾向于聚集在

58、各自不同眾數(shù)附近的灰度空間形成很多的點(diǎn)群,這些點(diǎn)群就叫做集群。第六節(jié) 遙感信息解譯105五、計(jì)算機(jī)解譯 1.遙感圖像的計(jì)算機(jī)分類第六節(jié) 遙感信104五、計(jì)算機(jī)解譯 1.遙感圖像的計(jì)算機(jī)分類分級(jí)集群法的分類過程：1、確定評(píng)價(jià)各樣本相似程度多采用的指標(biāo)，這里可以采用前面監(jiān)督分類中介紹的幾種距離。2、初定分類總數(shù)n；3、計(jì)算樣本間的距離；根據(jù)距離最近的原則判定樣本歸并到不同類別。4、歸并后的類別作為新類，與剩余的類別重新組合，然后再計(jì)算并改正其距離。第六節(jié) 遙感信息解譯106五、計(jì)算機(jī)解譯 1.遙感圖像的計(jì)算機(jī)分類第六節(jié) 遙感信105五、計(jì)算機(jī)解譯 2.遙感圖像多種特征的抽?。?）地物邊界跟蹤法 一種方法是以圖像像元作為跟蹤的落腳點(diǎn)，跟蹤點(diǎn)的連線作為地物的界線。適合于線狀物體的跟蹤。 另一種方法是認(rèn)為地物的界線在相鄰地物之間，因此邊界跟蹤的路徑應(yīng)該從兩個(gè)相鄰地