遥感专题信息提取的思路和方法
1.探索科学归纳的因果联系
从探索现象之间的因果关系入手,总结出一个总的结论,叫做科学归纳法。在自然界和人类社会中,许多现象与其他现象相互联系、相互制约。一个现象一定存在,就会引起另一个现象,两个现象之间存在因果关系。原因和结果在时间上是连续的,同样的原因在同样的条件下必然产生同样的结果。因果关系很复杂,有时一个事件的起因是由几个现象组成的。当现象(或结果)还没有被发现时,不代表这个现象的原因(或结果)不存在。
(1)对应定律是探索现象之间因果关系的方法。
当所研究的现象出现在若干场合时,如果在这些场合中唯一的情况是相同的,那么唯一的情况就是所研究现象的结论。
例如,在华北板块南缘或秦岭造山带的图像中,有许多圆顶状的图像空间模型。地质解释表明,这些台地穹丘的影像结构、色彩比例、水系类型、植被发育程度各有特点。根据认识,盆脊地貌的台地穹隆区是在造山后伸展机制下生成的变质核杂岩。然后,推导的结果是这些圆顶状的影像空间模型分别代表了由不同结晶基底组成的变质杂岩核。
(2)差异定律是探索现象间因果关系的另一种方式。
如果在所研究的现象出现的情况和不出现的情况之间只有一种情况不同,并且唯一不同的情况存在于所研究的情况中而不存在于所研究的现象不出现的情况中,那么唯一不同的情况就是所研究的现象的原因(或结果)。
例如,推断华北板块南缘的结晶基底是由华山、熊耳山-宜山古陆块拼接而成。在穹状影像的空间模型中,唯一不同的是地堑的阻隔。当△Z延伸20 km时,深部连接成为一个整体,仅有的不同地堑屏障之间在物理量上没有区别。那么,推导的结果是,华北板块南缘的结晶基底原本是一个统一的陆块,后来被中新生代断陷盆地分割。
(3)剩余定律是探索现象间因果关系的另一种方法。
如果研究一个复合现象,知道这个复合现象的一部分是一种情况的结果,那么这个复合现象的其余部分就是其他情况的结果。
例如,在环状构造图像的空间模型中,具有相对规律的复杂环状图像与酸性岩浆的地球物理场和地球化学场吻合较好,呈现出一种包容共现的模式。当这些环状构造影像有大尺度线性构造贯穿,且线性构造上有矿化、蚀变、变色异常叠加时,环状影像构造具有隐伏岩体控制下的矿田构造意义。那么,推导的结果是,其他情况下的环状构造图像的空间模型没有成矿远景。
2.探索等价关系的模拟推理方法。
类比推理,当两个物体在一系列属性上相同,并且已知其中一个物体具有其他属性时,则推断另一个物体也具有相同的其他属性。
模拟推理的表达式如下:
如果对象A有属性A、B、C、D,那么对象B只找到属性A、B、C,推断对象B也应该有属性D..
以土壤侵蚀遥感调查为例:已知区域A的影像模型为黄土沟壑区。其属性:a =马兰黄土;B =降雨量700 ~ 800 mm/a,暴雨集中;C =地壳抬升1 ~ 2mm/a;D =年侵蚀模数> 2500吨/年;E =强侵蚀区。
未知区域B的图像模型与已知区域A的图像模型高度一致,其属性A、B、C与已知区域A的具有可比性,根据图像模型和知识,可以进行如下推理:
即未知区B也是强侵蚀型区,年侵蚀模数> 2500 t/a。
由于客观对象既相似又不同,所以模拟的结论是或然的。如果把一个物体独有的(或偶然的)属性类比到其他物体上,就会犯“机械模拟”的错误。提高仿真推理结论的可靠性,必须最大限度地提高前提中的确认性,使确认属性尽可能接近本质。并且两个物体的同一属性是本质的,那么它们的其他属性是相似的。这样,类比的属性也可能表现出两者的* * *性质(如A、B、C为必要条件)。
3.探索真实性的科学论证方法
论证是用一个(某些)真判断来确定另一个判断的真实性的思维过程。即引用某个(某个)真实判断作为依据,从这个(某个)判断中推导出待确定判断的正确性,这就是论证的过程。演示表达式如下:
如果有p,那就有,或者q1,或者q2,或者q3。
如果q1,那么就有r1。因为有r1,所以有q1。
如果q2,那么r2。因为有r2,所以有q2。
如果q3,那么r3。因为有r3,所以有q3。
……
因为q1,q2,Q3……;...;于是就有了Pn。
例如:水文地质遥感调查
图像空间A,图像模型,所有由石灰岩和应时砂岩组成的峰谷都与山前洪积裙相邻(图像空间B)。
科学论证:
Q1洪积裙为山前粗碎屑快速堆积,物质分选差,孔隙度高,富水性好r 1;
Q2像空间B反映洪积裙边向内凹陷,面积约2000 km2,表明全新世以来地壳大面积沉降,砾石层较深,有一定规模的储水空间R2;
Q3图像空间A反映了洪积裙上游对应的几个深谷,汇水面积5000 km2,供水条件r3充足。
基于q1、q2、q3的真实推断,可以推断图像空间B可以作为平原地区大型地下水库工程的评价。
综上所述,遥感信息提取的过程本质上是应用知识概念模型将新理论逻辑引入影像空间模型属性的过程。应用逻辑规律(知识发现)构建“公理系统”,可以达到事半功倍的效果。