《衛(wèi)星影像的解譯》課件

衛(wèi)星影像的解譯衛(wèi)星影像基本概念介紹課程目標理解基礎知識掌握衛(wèi)星影像基礎理論掌握解譯技術學習常用影像解譯方法探討應用案例衛(wèi)星影像簡介衛(wèi)星遙感的定義利用衛(wèi)星平臺獲取地球表面信息歷史背景衛(wèi)星遙感的基本原理電磁波發(fā)射太陽輻射或傳感器主動發(fā)射地物反射地表特征對電磁波的反射特性衛(wèi)星接收傳感器接收反射信號數(shù)據(jù)處理衛(wèi)星影像的組成光學影像可見光范圍內(nèi)的地表反射多光譜影像多個波段的組合影像雷達影像衛(wèi)星分類與主要類型1地球靜止衛(wèi)星固定區(qū)域，連續(xù)觀測2極軌衛(wèi)星全球覆蓋，高分辨率3典型衛(wèi)星系列影像獲取及處理流程數(shù)據(jù)獲取衛(wèi)星傳感器接收信號預處理輻射校正與幾何校正數(shù)據(jù)存儲USGSEarthExplorer等平臺分析處理衛(wèi)星影像在研究中的重要性地理學基礎數(shù)據(jù)提供地表覆蓋與變化信息生態(tài)學研究支持監(jiān)測生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)變化全球變化觀測衛(wèi)星影像的優(yōu)缺點優(yōu)點覆蓋范圍廣時效性強長期監(jiān)測能力成本效益高缺點云層遮擋影響分辨率限制數(shù)據(jù)處理復雜需專業(yè)知識解釋小結與問題討論基礎知識回顧衛(wèi)星遙感原理與類型關鍵概念鞏固分辨率與數(shù)據(jù)流程互動討論學員提問與解答影像解譯的定義信息提取從影像中獲取有用信息特征識別識別地物特征與分類分析關聯(lián)揭示地表現(xiàn)象與變化規(guī)律解譯的基本方法目視解譯人工識別與分析自動解譯算法與模型分析輔助數(shù)據(jù)地圖、實地考察資料混合方法結合人工與自動技術目視解譯特征顏色/色調(diào)不同地物反射特性導致的色彩差異形狀/大小地物外形與幾何尺寸特征紋理/陰影表面粗糙度與立體效果位置/關聯(lián)地理位置及與周圍環(huán)境的關系自動解譯基礎影像預處理校正、增強與標準化處理特征提取提取關鍵特征參數(shù)分類算法應用監(jiān)督/非監(jiān)督分類執(zhí)行結果驗證精度評估與成果檢驗解譯環(huán)境的準備硬件設備高性能計算機、大屏幕顯示器軟件工具專業(yè)遙感軟件與GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理存儲系統(tǒng)與數(shù)據(jù)備份方案空間分辨率對解譯的影響分辨率類型特點適用場景低分辨率10-1000米/像素大尺度區(qū)域監(jiān)測中分辨率2.5-10米/像素區(qū)域資源調(diào)查高分辨率0.5-2.5米/像素城市規(guī)劃、精細分析超高分辨率小于0.5米/像素目標識別、精確測量光譜分辨率的重要性多光譜影像通常3-10個波段適合基本地物分類高光譜影像數(shù)十至數(shù)百個波段精細地物識別能力波段組合不同組合突顯特定地物假彩色增強解譯效果時間分辨率與動態(tài)監(jiān)測1單時相分析靜態(tài)地物特征識別2雙時相對比前后影像變化檢測3多時相序列長期動態(tài)過程監(jiān)測4季節(jié)性監(jiān)測周期性變化現(xiàn)象分析解譯結果的表達形式常見解譯錯誤及解決方法錯誤類型光譜混淆邊界模糊陰影干擾季節(jié)差異解決方法多源數(shù)據(jù)驗證實地考察校正優(yōu)化分類算法時序數(shù)據(jù)比對解譯工具介紹ArcGIS強大的商業(yè)GIS平臺ENVI專業(yè)遙感圖像處理軟件QGIS開源地理信息系統(tǒng)GoogleEarthEngine云計算地球觀測平臺圖像增強技術直方圖均衡化改善對比度與亮度分布空間濾波銳化邊緣與降低噪聲線性拉伸擴展影像動態(tài)范圍融合技術結合不同源數(shù)據(jù)優(yōu)勢圖像配準與投影校正控制點選取選擇明顯且穩(wěn)定的地物特征變換模型建立確定幾何變換關系重采樣處理生成新的像素值矩陣精度評估計算配準誤差與檢驗結果地物分類類別介紹植被森林、農(nóng)田、草地水體河流、湖泊、海洋建筑區(qū)城市、農(nóng)村聚落裸地沙漠、荒地、巖石面向對象影像解譯對象分類基于對象特征綜合分析圖像分割將影像劃分為同質對象特征提取計算對象的各類特征參數(shù)云計算與大數(shù)據(jù)技術云平臺優(yōu)勢無需下載，直接在線處理分布式計算海量數(shù)據(jù)高效并行處理數(shù)據(jù)存儲管理PB級數(shù)據(jù)組織與檢索變化檢測方法圖像代數(shù)法差值分析、比值計算、變化矢量后分類比較法獨立分類后結果比較直接多時相分析多時相數(shù)據(jù)綜合處理機器學習方法深度學習變化檢測模型數(shù)據(jù)融合技術像素級融合合并不同數(shù)據(jù)源的像素值特征級融合結合各數(shù)據(jù)源提取的特征決策級融合綜合多源數(shù)據(jù)分析結果機器學習在影像解譯中的應用傳統(tǒng)機器學習支持向量機、隨機森林、決策樹深度學習方法卷積神經(jīng)網(wǎng)絡、U-Net模型語義分割技術像素級地物分類遷移學習利用預訓練模型提高效率技術發(fā)展的未來趨勢超高分辨率厘米級空間分辨率實時監(jiān)測短時間內(nèi)多次觀測能力智能解譯AI驅動的自動識別分析全球化服務普及化、大眾化應用平臺衛(wèi)星影像在農(nóng)業(yè)中的應用作物監(jiān)測長勢評估、產(chǎn)量預測灌溉管理水分脅迫監(jiān)測與灌溉決策病蟲害識別早期發(fā)現(xiàn)與精準施藥土壤分析肥力評估與養(yǎng)分管理衛(wèi)星影像在城市規(guī)劃中的應用35%城市擴張率全球城市年均增長85%監(jiān)測覆蓋率主要城市區(qū)域監(jiān)測20年數(shù)據(jù)序列城市變化歷史記錄衛(wèi)星影像在森林管理中的應用天然林商業(yè)林保護區(qū)退化區(qū)影像在水資源中的作用水質監(jiān)測葉綠素a濃度懸浮物含量水體透明度水量監(jiān)測水域面積變化干旱區(qū)水資源評估洪水范圍界定影像在礦產(chǎn)資源勘查中的應用1地質特征識別巖性、構造與礦化蝕變信息2礦物異常檢測特征礦物光譜吸收特性環(huán)境影響監(jiān)測礦區(qū)生態(tài)變化評估災害監(jiān)測與應急救援衛(wèi)星影像在國家安全中的作用邊境監(jiān)控全天候邊界監(jiān)測系統(tǒng)設施識別關鍵基礎設施監(jiān)測活動分析異常行為模式識別公共衛(wèi)生與氣候變化監(jiān)測PM2.5指數(shù)氣溫變化全球變化與環(huán)境管理極地冰蓋監(jiān)測記錄冰蓋面積變化趨勢森林砍伐監(jiān)測識別非法采伐活動海岸線變化海平面上升影響評估多領域應用案例分析三峽水庫監(jiān)測案例水位變化與周邊生態(tài)影響青藏高原冰川退縮長時間序列變化趨勢分析珠三角城市擴張30年城市化進程記錄西北荒漠化防治植被恢復效果評估影像數(shù)據(jù)校正與驗證實地采樣設計確定驗證點分布與數(shù)量數(shù)據(jù)收集GPS定位與地面照片記錄數(shù)據(jù)對比分析遙感結果與地面實況比較精度評價計算混淆矩陣與Kappa系數(shù)影像標準化與比較輻射校正消除大氣與傳感器差異幾何配準保證空間位置一致性數(shù)值標準化統(tǒng)一數(shù)據(jù)尺度與范圍遙感影像的集成分析多源數(shù)據(jù)集成光學、雷達、現(xiàn)場數(shù)據(jù)結合GIS平臺整合空間分析與可視化結合模型驅動分析結合數(shù)學模型與遙感數(shù)據(jù)前沿數(shù)據(jù)格式與存儲數(shù)據(jù)格式GeoTIFFNetCDFHDFJPEG2000存儲技術分布式文件系統(tǒng)對象存儲時空數(shù)據(jù)庫云端存儲服務解譯報告的撰寫技巧結論與建議解譯結果價值與應用推薦分析與討論數(shù)據(jù)解讀與現(xiàn)象解釋方法與流程詳細技術路線與參數(shù)設置4背景與目標研究背景與解譯目的遙感解譯的職業(yè)發(fā)展方向科研方向高校、研究所專業(yè)研究政府部門國土、環(huán)保等監(jiān)測管理企業(yè)應用測繪、環(huán)評、資源勘查創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新遙感應用服務開發(fā)4最新行業(yè)發(fā)展動態(tài)學習資源與未來參考開放數(shù)據(jù)平臺NASAEarthData,ESACopernicus經(jīng)典教材遙感