第一节遥感图像目视解译原理

遥感的主要目的之一就是地物识别。目视解译运用了解译者的综合知识，对遥感对象进行分析、识别。这些知识有：遥感基础知识、地学背景知识等。目视解译是运用专业背景知识，通过肉眼观察，经过综合分析、逻辑推理、验证检查把遥感图象中所包含的地物信息提取和解析出来的过程，目视解译是遥感成像的逆过程，是许多遥感应用项目的先遣工作，是遥感应用的基础。同时遥感目视解译的研究也为研究遥感信息的计算机自动理解提供了基础。目视识别工作本身也是有规律可循的。

5.1.1 遥感图像目标地物特征
   遥感影像包括航空影像和卫星影像。常用的航空影像以航空相片为主，常用的卫星影像以TM和SPOT图像为主。把这些图像放大来看，它们都是由一行行、一列列的像元构成。像元是遥感影像中最基本的单元，有时也把像元称为像素。各个像元按照行列方式排列，构成一个点阵，宏观上表现为一幅遥感图像。遥感图像目视解译的目的是从遥感图像中获取需要的地学专题信息，它需要解决的问题是判读出遥感图像中有哪些地物，它们分布在哪里，并对其数量特征给予粗略的估计。因此，我们必须掌握遥感图像目标地物特征。概括说来，目标地物特征包括“色、形、位”三大类。
    色－－指目标地物在遥感影像上呈现的颜色特征。
    形－－指目标地物在遥感影像上表现的形状特征。
    位－－指目标地物在遥感影像上的空间位置特征。
    地面各种目标地物在遥感图像中存在着不同的色、形、位的差异，构成了可供识别的目标地物特征。目视解译人员依据目标地物的特征，作为分析、解译、理解和识别遥感图像的基础。

 5.1.2 目视解译的生理与心理基础
    目视解译是人与遥感图像相互作用的复杂认知过程，它涉及到目视解译者生理与心理许多环节。为了更好理解目视解译过程，这里对目视解译的生理与心理基础作一简单介绍。
    人的眼睛是目视解译的重要器官，眼球的构造与功能在获取信息的许多方面类似照相机。依据生理学的功能划分，人的眼睛由以下部分组成： 眼球壁和折光部分，其中眼球壁分为外膜、中膜和内膜，它们在获取图像信息中具有不同的作用。
    当眼睛观察遥感图像时，图像信息从每只眼睛的视网膜沿着视神经向上传导。视神经由视神经孔入颅腔形成交叉后，延为视束。在视交叉中,大约半数的视神经纤维进入对侧的大脑.另一半仍留在原来的一侧,即视交叉处两个视网膜鼻侧一半的神经纤维相互交叉,与对侧眼睛的颞侧(靠近耳朵的部位)视神经汇合。因此在视交叉后面的右视束包括来自两眼视网膜右侧半的神经纤维,左视束含有来自两眼视网膜左侧半的神经纤维，每个大脑半球接受本侧视网膜外侧和对侧视网膜内侧的的神经纤维,由于视神经的这种交叉方式刺激两个视网膜相应点所引起的神经冲动，通过同一神经通路传到同侧半球,而来自两个视网膜对侧的神经冲动不能传输到同一神经通路，所以进入不同两个脑半球外侧膝状体接受来自视网膜的神经纤维,并发出神经纤维到大脑两半球，继续传输神经冲动到大脑的皮层枕叶的视区。在人类的大脑皮层，所有的视神经纤维终止于枕叶皮层的纹区，即视觉皮层。视觉皮层包括大脑每一半球内侧面的距状裂周围的区域，从外侧膝状体传入的神经纤维与视觉皮层细胞相联结，一个特定的皮层区是一个由特定的视网膜区得到输入的，它只会受到一个限定的视网膜区的影响。
    从以上的情况看,大脑对图像信息加工有三个特点:多级加工,多通道传输,多层次处理,信息并联与串联结合。上述信息获取与加工过程这启发我们在图像解译时必须注意人类的生理特点。
    除了人类的生理特点影响遥感图像解译外，人类心理特点在遥感图像解译中也存在着一定的影响，这些特点包括：
    (1)遥感图像解译过程中,在同一时刻中只有一种地物是目标地物，图像的其余部分则是作为目标地物的背景出现，此时人类注意力集中在目标地物上。
    (2)目标地物识别时，目视者过去的经验与知识结构对目标物体的确认具有导向作用。因此，遥感图像上同一个目标地物，不同的解译者可能会得出不同的结论。
    (3)心理惯性对目标地物的识别具有一定影响。在观察目标地物的图形结构时，空间分布比较接近的物体，图形要素容易构成一个整体。
    (4)观察的时效性。实验证明，遥感图像辨识需要一段时间,这期间内,目视者先区分目标地物和背景, 然后辨认目标的细节,最后构成一个完整的图像知觉,为了正确地辨认图像中的目标地物,需要一个最低限度的时间才能够完成。

5.1.3 目视解译的认知过程
    遥感图像知觉形成的客观条件：实验证明,色调完全均一或者颜色完全相同的图像是不能产生图像知觉的，这如同我们翻看一张清洁的白纸一样。目视判读遥感图像时,只有在遥感图像上存在着颜色差异或者色调的差异时,并且这种差异能为判读者视觉所感受,才有可能将地物目标与背景区别开。这是图像知觉形成的客观条件。
    遥感图像的认知过程：遥感图像解译是一个复杂的认知过程，对一个目标的识别，往往需要经历几次反复判读才能得到正确结果。概括来说，遥感图像的认知过程包括了自下向上的信息获取、特征提取与识别证据积累过程和自上向下的特征匹配、提出假设与目标辨识过程。
    遥感图像目视判读认知过程的分析，有助于指导遥感图像目视解译，也为计算机解译中使用专家系统方法提供了认知基础。