基于客观阈值与随机森林Gini指标的水体遥感指数对比
发布时间：2021-10-28 14:40
利用福建福州、西藏尼玛和澳大利亚弗伦奇3地代表不同水体类型的Sentinel-2A MSI和Landsat-8 OLI数据,采用客观阈值法（0阈值）和随机森林重要性评估法,比较和分析了改进型归一化差值水体指数（Modified Normalized Difference Water Index,MNDWI）、自动水体提取指数（Automated Water Extraction Index,AWEI）和水体指数2015（Water Index 2015,WI2015）这3种世界常用的水体指数之间的差异。从水体增强的效果来看,MNDWI增强的水体不仅具有丰富的信息还具有鲜明的对比度,AWEI和WI2015增强的水体信息的对比度相对偏弱。精度验证表明:3种指数提取的水体精度都较高,但MNDWI在3个地区的平均总精度略高于WI2015和AWEI,3者的平均总精度分别为91.83%、91.16%和90.07%。在提取细小水体方面,MNDWI的能力强于其他2种指数,在阴影较为明显的高原山地区域,MNDWI提取水体的效果优于AWEI和WI2015。进一步采用随机森林的Gini指标进行的重要性评估表...
【文章来源】：遥感技术与应用. 2020,35(05)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
实验区Landsat-8 OLI 543标准假彩色影像
图2为3个实验区S2A和L8影像通过AWEI(AWEInsh或AWEIsh）、MNDWI和WI2015指数增强的水体影像（影像均未经过拉伸处理）。水体增强影像的对比度越大，说明水体（亮）和非水体（暗）越容易分离，从而有利于水体的提取。由于福州和尼玛地区具有山体，因此采用具有消除阴影能力的AWEIsh指数；而弗伦奇岛地区因地势平坦，所以选用不具备去除阴影能力的AWEInsh指数，为方便起见下文仍将这2种指数统称为AWEI指数。对比图2各影像可以看出，MNDWI增强的水体影像在所有实验区均具有最大的对比度，非水体信息均受到明显的抑制。因此，横跨江中的大桥可以明显的显示（见福州影像中的圆圈），水体中的微细纹理信息也可以得到较好的表现（见弗伦奇岛影像）。而AWEI和WI2015影像的对比度相对不明显，特别是在福州实验区，横跨江中的大桥几乎没有显示，弗伦奇岛水域的微细信息也不明显。3个指数的这些差别可以从它们的水体影像直方图很好的得以解释（图3),MNDWI的水和非水信息的分离度较大且基本不重合，而AWEI和WI2015的分离度则很小且有一定程度的重合（见图3圆圈处）。
对比图2各影像可以看出，MNDWI增强的水体影像在所有实验区均具有最大的对比度，非水体信息均受到明显的抑制。因此，横跨江中的大桥可以明显的显示（见福州影像中的圆圈），水体中的微细纹理信息也可以得到较好的表现（见弗伦奇岛影像）。而AWEI和WI2015影像的对比度相对不明显，特别是在福州实验区，横跨江中的大桥几乎没有显示，弗伦奇岛水域的微细信息也不明显。3个指数的这些差别可以从它们的水体影像直方图很好的得以解释（图3),MNDWI的水和非水信息的分离度较大且基本不重合，而AWEI和WI2015的分离度则很小且有一定程度的重合（见图3圆圈处）。3.2 水体指数影像统计信息对比
【参考文献】：
期刊论文
[1]Sentinel-2影像多特征优选的黄河三角洲湿地信息提取[J]. 张磊,宫兆宁,王启为,金点点,汪星. 遥感学报. 2019(02)
[2]Sentinel-2和Landsat8影像的四种常用水体指数地表水体提取对比[J]. 王大钊,王思梦,黄昌. 国土资源遥感. 2019(03)
[3]城市地表水体时空演变及其对热环境的影响[J]. 王美雅,徐涵秋,付伟,林中立,李霞,张博博,唐菲. 地理科学. 2016(07)
[4]新型Landsat8卫星影像的反射率和地表温度反演[J]. 徐涵秋. 地球物理学报. 2015(03)
[5]湖泊水体遥感提取方法比较研究[J]. 徐蓉,张增祥,赵春哲. 遥感信息. 2015(01)
[6]区域差异测度方法与评价[J]. 刘慧. 地理研究. 2006(04)
本文编号：3462951
【文章来源】：遥感技术与应用. 2020,35(05)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
实验区Landsat-8 OLI 543标准假彩色影像
图2为3个实验区S2A和L8影像通过AWEI(AWEInsh或AWEIsh）、MNDWI和WI2015指数增强的水体影像（影像均未经过拉伸处理）。水体增强影像的对比度越大，说明水体（亮）和非水体（暗）越容易分离，从而有利于水体的提取。由于福州和尼玛地区具有山体，因此采用具有消除阴影能力的AWEIsh指数；而弗伦奇岛地区因地势平坦，所以选用不具备去除阴影能力的AWEInsh指数，为方便起见下文仍将这2种指数统称为AWEI指数。对比图2各影像可以看出，MNDWI增强的水体影像在所有实验区均具有最大的对比度，非水体信息均受到明显的抑制。因此，横跨江中的大桥可以明显的显示（见福州影像中的圆圈），水体中的微细纹理信息也可以得到较好的表现（见弗伦奇岛影像）。而AWEI和WI2015影像的对比度相对不明显，特别是在福州实验区，横跨江中的大桥几乎没有显示，弗伦奇岛水域的微细信息也不明显。3个指数的这些差别可以从它们的水体影像直方图很好的得以解释（图3),MNDWI的水和非水信息的分离度较大且基本不重合，而AWEI和WI2015的分离度则很小且有一定程度的重合（见图3圆圈处）。
对比图2各影像可以看出，MNDWI增强的水体影像在所有实验区均具有最大的对比度，非水体信息均受到明显的抑制。因此，横跨江中的大桥可以明显的显示（见福州影像中的圆圈），水体中的微细纹理信息也可以得到较好的表现（见弗伦奇岛影像）。而AWEI和WI2015影像的对比度相对不明显，特别是在福州实验区，横跨江中的大桥几乎没有显示，弗伦奇岛水域的微细信息也不明显。3个指数的这些差别可以从它们的水体影像直方图很好的得以解释（图3),MNDWI的水和非水信息的分离度较大且基本不重合，而AWEI和WI2015的分离度则很小且有一定程度的重合（见图3圆圈处）。3.2 水体指数影像统计信息对比
【参考文献】：
期刊论文
[1]Sentinel-2影像多特征优选的黄河三角洲湿地信息提取[J]. 张磊,宫兆宁,王启为,金点点,汪星. 遥感学报. 2019(02)
[2]Sentinel-2和Landsat8影像的四种常用水体指数地表水体提取对比[J]. 王大钊,王思梦,黄昌. 国土资源遥感. 2019(03)
[3]城市地表水体时空演变及其对热环境的影响[J]. 王美雅,徐涵秋,付伟,林中立,李霞,张博博,唐菲. 地理科学. 2016(07)
[4]新型Landsat8卫星影像的反射率和地表温度反演[J]. 徐涵秋. 地球物理学报. 2015(03)
[5]湖泊水体遥感提取方法比较研究[J]. 徐蓉,张增祥,赵春哲. 遥感信息. 2015(01)
[6]区域差异测度方法与评价[J]. 刘慧. 地理研究. 2006(04)
本文编号：3462951
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