遥 感 与 测 量 学

实 验 指 导 书

河北农业大学林学院

指导老师：李永宁

编制时间：2009年9 月

2 实验1 经纬仪的认识与使用

一、目的

1．了解电子经纬仪的组成、构造、功能

2．掌握经纬仪的安置方法及测回法观测水平角的方法

二、实验仪器

电子经纬仪（1）、支架（1）、花杆（2）、记录板（1）、激光测距仪

三、实验内容

1.仪器的认识。演示讲解电子经纬仪的组成部分、各螺旋的名称及作用。操作键盘上各

键的功能及显示。

表 电子经纬仪操作键功能一览表

操作键 第一功能（角度测量模式：单独按下） 第二功能（距离测量模式：+

键）

电源开关。开机后持续按键超过2s则关机

显示屏和十字丝照明键，按键一次，开灯

照明；再按则关10s内不按则自动熄灭 记录键，令电子手簿执行记录功能

角度测量模式切换到距离测量模式 在特种功能模式中为减量键

竖直角和斜率百分比显示切换键 按该键交替显示斜距（

）、平距

（

）、高差（

）。在特种功能模式

中为增量键

连按两次水平方向置零 跟踪测距键，按此键每秒跟踪测距一

次，精度达±0.01 m（只限测距）

连按两次水平方向读数被锁定，再按一次

被解除 测距键，按此键连续精确测距

选择水平方向值向右旋转增大或向左旋转

增大 专项特种功能模式

特种功能

模式 听到 3 声蜂鸣后，松开

键，仪器进入初始设置状态，屏幕显示

11111 101 3000 ND 下面一行 8

个数位分别表示了初始设置的 8 项内容（即所连接的测距仪的型号、象限蜂鸣设置、竖盘自

3

同

时按下 动补偿开关、角度最小显示单位、自动关机时间、竖盘零位、角度单位），可按仪器说明书

提供的代码对有关项目进行设置。在该功能模式下，按

键使闪烁的光标向左移动到要改

变的数字位；按

键使闪烁的光标向右移动到要改变的数字位；按

或

键改变数

字大小。

2.经纬仪的操作

⑴安置仪器。各小组在给定的测站点上架设仪器（从箱中取经纬仪时，应注意仪器的装

箱位置，以便用后装箱）。在测站点上撑开三脚架，高度应适中，架头应大致水平；然后把

经纬仪安放到三脚架的架头上。安放仪器时，一手扶住仪器，一手旋转位于架头底部的连接

螺旋，使连接螺旋穿入经纬仪基座压板螺孔，并旋紧螺旋。

⑵对中。对中有垂球对中和光学对中器对中两种方法。

方法一：垂球对中

①在架头底部的连接螺旋的小挂钩上挂上垂球。

②平移三脚架，使垂球尖大致对准地面上的测站点，并注意使架头大致水平，踩紧三脚

架。

③稍松底座下的连接螺旋，在架头上平移仪器，使垂球尖精确对准测站点(对中误差应

小于等于3 mm)，最后旋紧连接螺旋。

方法二：光学对中器对中

①将仪器中心大致对准地面测站点。

②通过旋转光学对中器的目镜调焦螺旋，使分划板对中圈清晰；通过推、拉光学对中

器的镜管进行对光，使对中圈和地面测站点标志都清晰显示。

③移动脚架或在架头上平移仪器，使地面测站点标志位于对中圈内。

④逐一松开三脚架架腿制动螺旋并利用伸缩架腿（架脚点不得移位）使圆水准器气泡

居中，大致整平仪器。

⑤用脚螺旋使照准部水准管气泡居中，整平仪器。

⑥检查对中器中地面测站点是否偏离分划板对中圈。若发生偏离，则松开底座下的连

接螺旋，在架头上轻轻平移仪器，使地面测站点回到对中器分划板刻对中圈内。

⑦检查照准部水准管气泡是否居中。若气泡发生偏离，需再次整平，即重复前面过

程，最后旋紧连接螺旋。（按方法二对中仪器后，可直接进入步骤6）

⑶整平。转动照准部，使水准管平行于任意一对脚螺旋，同时相对（或相反）旋转这

两只脚螺旋（气泡移动的方向与左手大拇指行进方向一致），使水准管气泡居中；然后将照

准部绕竖轴转动 90º，再转动第三只脚螺旋，使气泡居中。如此反复进行，直到照准部转到

4 任何方向，气泡在水准管内的偏移都不超过刻划线的一格为止。

⑷开机与初始化。在前述过程完成后，即可按

键开机。显示屏显示如图所示的全部

符号。信息显示 2s 后，出现如下图所示的界面。显示“V 0SET”，表明应进行竖盘初始化

（即使竖盘指标归零），此时，应将望远镜上下转动，屏幕上“0SET”的位置上显示出竖直

角值时，则可进入角度测量状态。

⑸瞄准：取下望远镜的镜盖，将望远镜对准天空（或远处明亮背景），转动望远镜的

目镜调焦螺旋，使十字丝最清晰；用望远镜上的照门和准星瞄准远处一线状目标（如：远处

的避雷针等），旋紧经纬仪照准部和望远镜的制动螺旋，转动物镜调焦螺旋（对光螺旋），

使目标影像清晰（注意消除视差）；再转动望远镜和照准部的微动螺旋，使目标被十字丝的

纵向单丝平分，或被纵向双丝夹在中央。连续按两次

键，使显示的水平方向读数为

“HR 0º00′00″”（有时出现的角值可能与该值略有差异）。

⑹读数。利用远处较高的建（构）筑物（如水塔、楼房）上的避雷针、天线等作为确

定的两个方向目标，分别瞄准后，在显示屏幕上读取水平方向读数、竖直方向读数。

3.测回法观测水平角

⑴在指定的场地内，选择边长大致相等的 3 个点，分别以 A，B，C 命名。在 A，C 两

点用标杆精确对准A，C两点。

⑵将B点作为测站点，安置经纬仪进行对中、整平。

⑶按

键开机后，将望远镜上下转动，待屏幕上“0SET”的位置上显示出竖直方向值

时，则可进入角度测量状态。

⑷按

键，使显示器显示“HR”，表明设置水平角为右旋增大的测量模式（若显示

器上显示“HL”，则表明设置水平角为左旋的测量方式）。盘左位置瞄准左边第一个目标

A（即瞄准 A 点垂线），按

键两次，使目标 A 的水平方向读数为 0º00′00″，做好记

录。

⑸顺时针方向转动（右旋）照准部，用望远镜瞄准右边第二个目标 C（即瞄准 C 点垂

线），显示器上显示 C 的水平方向读数，进行记录，并在观测记录表格中计算盘左上半测

5 回水平角值（C 目标读数-A 目标读数）。

⑹将望远镜盘左位置换为盘右位置，先瞄准右边第二个目标 C（即瞄准 C 点垂线），

读取水平方向读数，记录。

⑺逆时针方向转动照准部，用望远镜再瞄准左边第一个目标 A（即瞄准 A点垂线），读

取水平方向读数，进行记录并在观测记录表格中计算出盘右下半测回角值（C 目标读数-A 目标读

数）。

⑻比较盘左、盘右两个半测回角值，若限差≤40″，则满足要求，取平均求出一测回

的平均角值。

五、注意事项

⑴观测过程中，若发现气泡偏移超过一格时，应重新整平仪器并重新观测该测回。光学

对中器进行对中，对中误差应小于3 mm。测量水平角瞄准时，应尽可能瞄准其底部，以减

少目标倾斜所引起的误差。

⑵计算半测回角值时，当第一目标读数a大于第二目标读数b时，则应在第一目标读数

a上加上360º。

⑶上、下半测回角值互差不应超过±40"，超限须重新观测该测回。

⑷仪器迁站时，必须先关机，然后装箱搬运，严禁装在三脚架上迁站。电子经纬仪在

装、卸电池时，必须先关掉仪器的电源开关（关机）。

⑸当显示器显示电池电量的符号由

变为

时，表示电量不足，应立即结束操作，

更换电池。

6 实验2 罗盘仪导线测量

一、目的

1．熟悉并掌握罗盘仪的功能与基本操作

2．能用罗盘仪进行导线测量的方法

二、实验仪器

罗盘仪（1）、支架（新 1）、皮尺（2）、花杆（2）、直尺（2）、量角器（2）、绘

图纸（1）、记录板（1）

三、实验内容

1罗盘仪结构与组成

罗盘仪主要由磁针、刻度盘和瞄准设备构成，如图所

示。

磁针：用人造磁铁制成，由罗盘仪中心顶针支承，磁针两

端受地球力影响随地理位置变化。我国位于北半球，受磁北极

引力较大，磁针北端倾斜，为此，在磁针南端绕有铜丝，以使

磁针受力平衡，处于水平位置。

刻度盘：用金属制成的带刻度园盘，作为磁针位置度量

器，一般最小分划值为30ˊ～1°。

罗盘仪的刻度盘分度通常以 1°为分划单位，每 l0°作一注记。注记的形式有两种：其

一按逆时针方向由 0°到 360°(图)，称为方位罗盘；其二有南北相对两个 0°，向两个方向

分别注记到 90°，如图所示，称为象限罗盘，在象限罗盘上除注有南北字样外，并注有东

西字样。

由于使用罗盘定向时，刻度盘随着照准设备转动，而磁针静止不动，所以东西方向与实

际情况相反。同样，直线的方位(角)是按顺时针从北端算起的，而方位罗盘的注记是自北端

按逆时针的。

磁针

望远镜

刻度盘

7 瞄准设备-----常用的罗盘仪有两种结构，一种为望远镜罗盘仪，望远镜即为瞄准设备，

可在水平和竖直方向转动寻找直线上的目标；另一种为手持式罗盘仪，瞄准设备安装在 0

°—180°方向上，为折叠式觇板，与装在盒盖上的反光镜配合使用。

2罗盘仪测定磁方位角的方法

望远镜罗盘仪测定磁方位角操作：

1.用三脚支架安置罗盘仪于待测定方位上直线的一端点，对中、整平；

2.旋松磁针固定螺旋，放松磁针，使其自由转动；

3.用望远镜照准待测方位上直线的另一端点，待磁针静止时，读出磁针北端所指读数，

即为该直线的磁方位角。

3罗盘仪导线测量

1.选点

在平坦场地上选定相距约 40 m的 A、B、C、D 四点，组成一闭合导线。在坚硬的地面

上直接画细十字线作标记。

2.量距

往测：

⑴在直线 AB两端各竖立 1根花杆。后尺手手持皮尺尺头，站在 A点花杆后，单眼瞄向

A，B花杆。

⑵前尺手手持皮尺尺盒并携带一根花杆沿 A→B 方向前行，行至约一整尺长处停下，根

据后尺手指挥，左、右移动花杆，使之插在AB直线上。

⑶后尺手将皮尺零点对准点 A，前尺手在 AB 直线上拉紧皮尺并使之保持水平，在皮尺

一整尺注记处插下第一根测钎，完成一个整尺段的丈量。

⑷前后尺手同时提尺前进，当后尺手行至所插第一根测钎处，利用该测钎和点 B处花杆

定线，指挥前尺手将花杆插在第一根测钎与B点的直线上。

⑸后尺手将皮尺零点对准第一根测钎，前尺手同法在皮尺拉平后在一整尺注记处插入第

二根测钎，随后后尺手将第一根测钎拔出收起。

⑹同法依次类推丈量其它各尺段。

⑺到最后一段时，往往不足一整尺长。后尺手将尺的零端对准测钎，前尺手拉平拉紧皮

尺对准 B 点，读出尺上读数，读至毫米位，即为余长 q，做好记录。然后，后尺手拔出收起

最后一根测钎。

⑻此时，后尺手手中所收测钎数 n 即为 AB 距离的整尺数，整尺数乘以皮尺整尺长 l加

上最后一段余长q即为 AB往测距离，即DAB=nl+q。

3.返测

往测结束后，再由B点向 A点同法进行定线量距，得到返测距离DBA。

4.根据往、返测距离DAB 和 DBA 计算量距相对误差 ，与容许误差相比较。若精度满足要

求，则 AB距离的平均值 即为两点间的水平距离。

8 5.罗盘仪导线测量

⑴在 A 点架设罗盘仪，对中。调整水平度盘，使水准气泡居中，水平 度盘处于水平

状态。

⑵旋松罗盘仪刻度盘底部的磁针固定螺丝，使磁针落在顶针上。

⑶用望远镜瞄准B点（注意保持刻度盘处于整平状态）。

⑷当磁针摆动静止时，从刻度盘上读取磁针北端所指示的读数，估读到 0.1º，即为 AB

边的正磁方位角，做好记录。

⑸同法瞄准D点，测出DA的反磁方位角。

⑹在 B 点安置仪器，对中、整平，瞄准 A 点，测出 AB 的反磁方位角，瞄准 C 点，测

出BC的正磁方位角。最后检查正、反磁方位角的互差是否超限（限差≤1º）。

⑺按照以上方法依次测定各导线的正、反磁方位角，并进行记录。

5.注意事项

⑴拉尺时尺面应保持水平、不得握住尺盒拉紧皮尺。收尺时，手摇柄要顺时针方向旋

转。

⑵卷尺应避免过往行人、车辆的踩、压，避免在水中拖拉。

⑶测磁方位角时，要认清磁针北端，应避免铁器干扰。搬迁罗盘仪时，要固定磁针。读

数要估计到0.1度。

⑷限差要求：量距的相对误差应小于 1/2000，定向的误差应小于 1º。超限时应新测

量。

实验 3 GPS 的应用

一、实验目的

1.了解GPS的一般原理与功能

2.学习GPS的定位与测量面积的方法

二、实验仪器

手持GPS（小博士2个、展望1个）、GPS说明书，电池（2）。（依人数与仪器）

三、实验内容

GPS的应用可分为GPS定位、长度与面积量测、GPS导航三方面。在实习过程中先熟悉

GPS的基本操作，再进行定位和量测。

1.GPS的界面认识

以GARMIN公司的eTrex小博士手持GPS接收机为例。按键分为上键、下键、输入键、

9 翻页键以及电源开关。翻页键用于循环显示各个主页面或从某种操作中退出到主页面。上下

键用于上下移动光标、调节屏幕显示对比度、以及在航迹页面中放大或缩小比例尺，在罗盘

导航画面中查看各种数据。

主要页面分为卫星状态页面，用于显示GPS接收机的状态、搜索卫星情况、及卫星信号

强度；航迹导航页面显示当前位置和移动的轨迹，在移动中画面自动旋转并用指北针指示北

向。罗盘导航画面用来显示接收机状态和导航状态、运动方向和目标方向、及其他各种导航

数据。功能菜单页面包括存点、航点、航线、航线、航迹、设置等内容。

2.GPS的存点、航点、航线、航迹的操作。

存点：在小博士处于定位状态，有两种方法可用于存点：连续按翻页键直到“功能菜

单”页面，将光标移到“存点”功能选项上，按下输入键进入“存点”页面，再按下输入键

即存为航点。

或者在任意页面中，按住输入键2秒种，直接进入存点页面，再次按下输入键即完成操

作。

航点：按翻页键到“功能菜单”页面，通过上下键与输入键来选择航点并查看、编辑。

航线：按翻页键直到显示“功能菜单”页面，用上下键将光标移到“航线”功能选项

上，按下输入键进入“航线页面”，在空白区域中按下输入键进入“加航点”页面，选择要

加入的航点再按下输入键，重复以下过程加入所需要的航点构成航线。从上面的描述可以看

出，通过编辑航线，能够测量出任意两个航点间的距离，或者折线的长度（距离为沿航线到

第一个航点的距离）。

3.GPS的定位与面积计算。

由于GPS卫星和接收机是在WGS84坐标系统中开发运行的，我国目前应用的是1954年

北京坐标系(即BJ54坐标系)，这两个坐标系之间存在平移和旋转关系，在实际应用中，由

于坐标系不同的影响能使定位产生80～120ｍ的距离误差。所以，在我国使用GPS导航仪进

行绝对定位必须进行坐标系转换。转换后的绝对定位精度可由80～120m提高到5～10m。

WGS84坐标系是以度、分、秒为标准的坐标格式，而我国的BJ54与西安80坐标系统是

以公里网格的形式来表示。在GPS的设置页面中选择“单位”，在“位置格式”中选择

“User Grid”,输入中央子午线经度为东经1170，比例为1.0000000，FALSES输入为

500000.00，FALSEN输入为0.0。编辑完后存储。在“地图基准”选项中选择“User”，进

入“WGS84－Local”页面，输入相应的△X、△Y、△Z、△A、△F参数即可。

定位：小博士GPS可为用户提供连续、实时、三维的位置、速度和时间，单机定位精度

优于10m，在某点锁定卫星后，用2分钟左右的时间定位，以后只需要15－45秒（说明

书），但最好通过4分钟左右的时间后再读取数据（参考资料），以提高精确性。存入航点

后，可查看相应的坐标与高程。

面积计算：在定位状态下，按“翻页键”进入“功能菜单画页”中。用“上下光标键”

10 选中“航迹”项，按“输入”键、出现“求面积”页面，先选中“删除”项，确认“是”，

删除内存的原有航迹，内存显示为0%。再选择“面积”项，按“输入键”，出现一个关于

面积数据及单位的文本框，在单位栏中，有7 种单位供选择，其中:SQFT(平方英尺)、

SQYD(平方码)、ACERS(英亩)、SQMI(平方英里)、SQNM(平方海里)、SQMT(平方米)、SQKM(平

方公里)。选择需要的面积单位后，如:SQMT(平方米)，结束清零和单位选择后，携带GPS 开

始行走，走完一个闭合轨迹后，选中“确定”项，按“输入键”两次，即可看到测出的面积

结果。必须注意，在每次求面积之前，需删除内存中原有的航迹，使面积值归零。如果不用

航迹求算面积，可先存点，通过点位在微机中计算面积。

导航：用航线导航，按翻页键直到显示“功能菜单页面”，用上下键将光标移动到“航

线”的功能选项上，按下输入键进入“航线页面”，可以看到已经编辑在机器中的航线，包

括航点的名称、航点在航线中的序号、各航点的距离，当您处于运动状态时，还会显示到达

各航点的时间，用上下键将光标移动到“导航”按钮上，按下输入键，机器将询问导航的起

点，用上下键选择起点后，再按下输入键将开始用该航线导航。用已存航迹导航，按照上面

“删除已存航迹”的操作，进入要用来导航的航迹的图形页面；用上下键选择“返航”按

钮；按下输入键后机器将询问导航的起点； 用上下键选择导航的起点后,再按下输入键将开

始用该航迹进行导航。

4.具体操作

⑴每人测定2个点位的坐标（地理坐标与平面坐标两种），并观察量测误差由于建筑、

植被等的影响而发生的变化，根据GPS误差来源进行分析总结。

⑵用GPS的航迹测量面积功能量测大于3000 平方米区域面积。

实验4 地形图及应用

一、目的

1．了解地形图的构成及在林业中的应用

2．掌握地形图识图及量算的方法

二、实验仪器

整幅地形图（1）、量算地形图（3）、50cm 直尺（2）、20cm 直尺（2）透明纸、方格

纸（绘图纸）、剪刀、数字式求积仪

三、实验内容

1.地形图的构成

通过地形图图外注记的识读，可全面的了解地形图的基本情况。如由地形图的图名、图

例和图边资料，可以知道图幅的范围、地形图测绘时间、成图方法、地形图所使用的坐标系

11 统、高程系统、该图与相邻图幅的位置关系，以及地图内容表示的详细程度和精度等内容。

地形图的内容丰富，可归纳为数学要素、地形要素和整饰要素(亦称辅助要素)三大类。

数学要素为图廓、坐标格网、比例尺等，地形要素为地物和地貌符号，整饰要素有图名、图

号、接图表等。

2.地物和地貌的识读

地形图的内容主要包括以下10类：

(1) 测量控制点包括三角点、导线点、图根点、水准点和独立的天文点，在地形图上用

几何图形表示。

(2) 居民地 如房屋、街区、窑洞、蒙古包等，以正射投影，用近似于物体的平面轮廓形

状表示其外形特征、内部结构，用不同的字体、字形区分居民地的行政等级。

(3) 独立地物 如独立树、烟囱、古塔等具有明显方位意义的物体。

(4) 管线和垣栅 如高压电线、通讯线、地上、地下各种管道专线、 土围墙、栅栏、堤坝

等。

(5) 境界 一般包括国界、省（区）界、县（旗）界等。

(6) 道路 主要表示陆上交通网，包括铁路、公路及其它道路、车站、路标、桥梁、天

桥、高架桥、涵洞、隧道。

(7) 水系及其附属建筑 包括海岸、河流、运河、沟渠、湖泊、水库、池塘、井、泉及

水体附属物码头、渡口、桥梁、拦水坝等。

(8) 地貌及土质 地貌和土质是土木工程进行勘测、规划、设计的基本依据之一。地貌采

用等高线表示，根据等高线的形状识读山头、山脊、山谷、盆地和鞍部，还应熟悉不能用等

高线表示的特殊地貌如陡崖、冲沟、雨裂、崩崖、陡石山等。由等高线的疏密程度及其变化

来分辨地面坡度的变化，从而对整个地貌特征做出评价分析。土质主要包括沙地、戈壁滩、

石块地等，根据其分布范围用各种散列符号表示其类别，并有说明注记。

(9) 植被 是指覆盖在地表上的各种植物的总称。在地形图上主要表示植被类型、分布、

面积等。如森林、灌木林、竹林、果园、芦苇及草地、稻田、旱地等，通常用地类界、颜

色、说明符号及简单注记等相互配合表示。

(10) 各种注记 包括文字注记和数字注记，如居民地、岛屿、水体、山脉的名称注记和

地面点的高程、河流流速、道路宽度等的数字注记。

识读地形图时，要研究地物、地貌特征，进行综合分析，从而对全图区域内的基本地

势形态、主要居民区、道路、水体等地物、地貌的状况有全面、正确的了解。

对于等高线的识读，主要掌握以下几点：

(1)山头和洼地(盆地)

都是一组闭合的曲线。两者的等高线表示方法极为近似，区别在于：若里圈等高线的高

程注记大于外圈则为山头，小于外圈则为洼地。

(2)山脊和山谷

沿着一个方向延伸的高地称为山脊。山脊最高点的连线称为山脊线或分水线。山脊的等

高线表现为一组向低处凸出的曲线。

12 在两山脊之间延伸的洼地称为山谷。山谷最低点的连线称为山谷线或集 水线。山谷的

等高线表示为一组向高处凸出的曲线。

(3)鞍部

相邻两山头之间的低凹处，形状似马鞍状的地貌称为鞍部。鞍部是两个山脊和两个山谷

会合的地方。

(4)悬崖和峭壁

悬崖是上部突出、中间凹进的地貌。此时上部和中、下部的等高线相交，凹进部分的

等高线用虚线表示

等高线有首曲线(基本等高线)、计曲线、间曲线和助曲线之分。

3.地形图的量算

(1)确定某点的平面坐标和高程

根据地形图上的坐标格网线，用图解法可求出任意点的平面坐标。如图所示，欲求A

点的坐标，先将 A点所在的方格网用直线连 接，即得图上

abcd正方形，过 A点作格网线的平行线，交 正方形于e、f

点，再按测图比例尺量出af、ae 的长度，则 A点的坐标

为：

xA = X+ae

yA=Y+af

X、Y分别为左下角点坐标。

图上某点的高程可通过等高线的高程注记、等高距、示坡线方向来推算，若所求点恰

好在等高线上，则等高线的高程即是该点的高程。若所求点在两条等高线之间如图中B点，

可通过B点作一条大致垂直两相邻等高线的 线段 mn，在

图上量出 mn和 mB的长度，则B点高程 为：

HB=Hm＋(mB/mn)h

式中： Hm 为 m点高程；h为等高距

mn直线的平均坡度为：

i= tg=h/D=（h/d）M (4-6)

式中：d为图上 mn长度，M为比例尺分母，D为 mn线的实地水平距离。

(2)图形面积的量算

面积的量算方法概括起来有：解析法、网格法、求积仪法、称重法等，应用网格法与求

积仪法。

n

m

B

A 54

50

A

a b c d

f e

13 如图所示，要计算曲线内的面积，用以毫米为单

位的透明方格纸蒙在所要量测的图形上，先读出图形

内的完整方格数n1 和不足一整格的方格数 n2。则曲线

围成的图形实地面积为：

A=(n1+1/2 n2) a M 2

式中M为比例尺分母，a为每个方格的面积。

确定集水区面积

集水区的边界线是由一系列山脊线（分水岭或分水线）连接而成。它是由断面线和各级分

水线构成的闭合曲线。分水线通过山头，处处与

等高线相垂直。

如图指定断面为ab，断面ab与相邻山脊线

的连线所围成的面积（图中虚线部分）就是汇水

范围。

4.需要完成任务

在地形图上随机确定一点（不能在公里网交点、山顶与等高线上）， 计算这一点的平面坐

标与高程。确定点周边由山脊围成的近似集水区范围，用网格法计算其面积。要求绘出公里网

及集水区范围，并写出计算过程。

40 50 g f e d

c

b m

a

14 实验5 遥感图像判读

一、实验目的

1. 学习遥感图像判读的基本原理和方法；

2. 掌握使用立体镜进行航空像片立体观察的方法

3.掌握遥感图像判读中判读标志的建立方法；

二．实验仪器

反光立体镜（1）、小立体镜（1）、航空像片、TM图像、SPOT图像

三、实验内容

1.遥感判读因子

（一）判读原则

遥感的图像判读是对遥感图像的识别，要具备地学基础与相关的林学专业知识。在进

行遥感图像的判读时，要遵循以下原则：

⑴先整体，后局部；

⑵从已知到未知；

⑶由宏观到微观；

⑷勤对比、多分析。

（二）判读因子

在遥感图像信息中，主要是指两方面的信息，即光谱信息与空间信息。光谱信息是地面

目标电磁波能量大小在图像中的记录。空间信息则是地面目标在图像上的组合特征，如形

状、大小、纹理结构等。这些特征称为直接判读因子。此外，在判读中还要考虑地物在空间

分布上的特征与时间上的变迁，进行综合分析。

直接判读因子包括：形状、大小、色调、阴影、纹理（组合图案），在判读中还要考虑

相关位置特征，如森林的垂直分布、土壤的地带性等。

间接判读因子是指从影像组合特征上不能直接得到的信息，如地下水、河流流向等。

2.航空像片的立体观察

人眼能够观察到具有立体感的客观世界，其原理是一对眼睛在观察物体时，物体在两

眼的视网膜上产生的影像之间存在生理视差。同理，像对是从不同角度摄制的同一地物的一

对影像，因此存在类似生理视差的影像视差，叫做左右视差。当双眼分别观察这一对像片

时，存在左右视差的像片会反映到眼睛的视网膜上，构成生理视差，由此便产生了与观察实

15 物时一样的立体视觉效果。通常称这种人为条件下，对立体像对进行观察，而获取立体感觉

为人造立体观察。这就是利用航片像对进行立体观察的基本原理。

两个像机从相距一定距离的两点对同一目标进行摄影，产生的重叠图像，称立体像对

(stereoscopic images)，成为立体像对的必要条件是像片的重叠度大于 53％。将成为像对

的两张遥感影像并排排列，如果左眼看左边的图像，右眼看右边的图像，就可以产生目标物

的立体视觉效果，这称为立体观察(stereoscopy)。

利用航片进行人造立体观察的条件是：

(1)必须是两张相邻且有部分重叠的像对；

(2)两眼必须分别各看一张像片，通常称之为“分像”；

(3)像片安放时，对应点的连线必须与双眼基线平行，且两像片的距离需要调整，应与

双眼的交会角相适应；

(4)两张像片的比例尺尽可能一致，最大差值不超过16％。

通常进行航片的立体观察要使用立体镜。立体镜是为了便于进行立体观察而设计的工

具。常用立体镜有：透镜式立体镜(袖珍立体镜)、发射式立体镜(反光立体镜)和可变焦距立

体镜等。

应用立体镜进行航片立体观察的主要步骤有：

(1)取一对航片像对，分别找出像主点；

(2)将像片按左右放置，使影像的重叠部分向内，使像对像主点连线置于平行于眼基线

的直线上。移动立体镜，使立体镜的基线平行于像主点连线；

(3)在立体镜下移动像片间的距离，直到观测到相应的像点融合为一体而获得立体感

觉，且观察时没有不适的感觉；

(4)当立体像对范围内高差太大时，在某一部分不易同时看出山顶及山谷的立体模型，

需调整基线长度，才能实现立体观察。

在实际操作时，为取得较好的立体效果，需要确定两像片间的相对位置。可先用两个

食指在立体镜下分别指着两张像片的对应像点，然后，左右移动食指(连同像片)，直至看到

两个食指重合在一起，此时就可以看到较好的立体效果。

需要提及的是，上述立体观察，能获得与实物相似的立体模型，称为正立，体效应；若

将左像片与右像片对调，则获得与实际相反的立体，称为反立体效应。

在立体镜内观察山脊、山谷、火山口及周边地形，确定A、B、E、F点处的地形。

3.遥感图像判读

进行遥感图像判读时，通用的方法有：

16 ⑴直接判读：通过影像的判读标志直接辨认地物。

⑵逻辑推理与宏观分析：用多张图像进行推理与综合分析，形成规律以后才能理解局部

的影像特征。

⑶野外校核：检查分类和制图的准确性，检查方法有路线线段检查和统计抽样检查两种

方法。

在进行判读时要先从水系入手，根据水系的位置和流向确定分水岭和流域范围，从而判

读出区域内的高低地势，之后进行平原和山地、林地和农田的划分，确定出大的地貌单元，

然后进行居民点和道路的判读，将自然景观和人为景观划分开。最后进行相关的森林调查因

子的判读。

在彩红外像片上，植物的叶子因反射红外线而呈现为红色。但不同植被类型或处于不同

生长阶段，受不同环境影响的植物，其光谱特性不同，因而在彩红外像片上，红色的深浅程

度不同。如正常生长的针叶林，颜色为红色到品红色，枯萎的植被则呈现暗红色，即将枯死

的植被则呈现青色。

地 物 普通彩色像片上的彩色 彩红外像片上的彩色

阔叶林 绿色 红到晶红

针叶林 绿色 红褐色到紫色

人眼视觉外的有病害植物 绿色 暗红

人眼可觉察的病害植物 黄绿色 青色

秋天的叶子 红到黄色 黄到白色

清水 蓝绿色 暗绿到黑色

含泥沙的水 浅绿色 浅蓝色

湿地 稍暗色调 暗色调

红色岩石 红色 黄色

阴影 蓝色、影像细节可辨 黑色、仅少数细节可辨

根据航片判读标志的建立方法，建立判读目标地物的判读标志。通过立体观察和判读，

观测各目标地物的分布和相互关系。

在 SPOT 图像上确定实验室、西校区大门口及图书馆位置，描绘出从西校区、东校区到

火车站的路线及附近地物类型。