顾及光谱变异遥感分类尺度效应研究

发布时间：2020-07-11 14:39

【摘要】：随着遥感影像获取技术越来越先进,处理方法和模型越来越科学,应用范围越来越广泛,不同空间尺度遥感影像提供的地物信息精度如何,或者某种精度需要多大空间尺度遥感影像就成为人们迫切需要了解的问题。遥感影像数据作为空间数据中的主要信息源,其分类固有不确定性的形成机理在于遥感影像数据中普遍存在的“光谱变异”以及“混合像元”现象。目前学者多是研究“混合像元”和“光谱变异”净效应的尺度特征或者单纯考虑混合像元引起的不确定性的空间尺度特征,而针对光谱变异遥感分类尺度效应研究则显得相对薄弱。传统上主要是借助实际遥感影像数据或者由其解译得到的专题分类图,通过类别光谱特征统计可分性、方差和测量精度(混淆矩阵)随空间分辨率的变化规律来研究地物遥感分类固有不确定性的尺度效应,无法单独考虑地物纹理结构各参量对遥感分类固有不确定性的影响。本研究拟采用基于可控地物纹理模拟数据的研究方法获得不同空间尺度的地物光谱模拟数据,通过计算每种尺度下光谱变异引起的地物分类误差,定量探究光谱变异对地物分类精度影响的尺度效应,构建顾及光谱变异遥感分类尺度效应模型,并且对其影响因素进行分析,最后结合黑龙江黑河市嫩江上游真实遥感影像对模拟影像得出的研究结论进行验证。研究结果表明:(1)针对遥感分类中的“异物同谱”现象,遥感分类误差(漏分误差、错分误差)随着空间分辨率降低而逐渐减小,且变化率并不是保持不变而是随着空间分辨率的降低逐渐减小,其变化规律符合幂函数特点。(2)光谱变异周期、光谱变异的平均强度、光谱变异强度及光谱变异的空间形状都会对顾及光谱变异遥感分类尺度效应模型产生影响:光谱变异周期增大,尺度效应模型曲线上移,曲率减小;两类地物光谱平均强度差值增大,尺度效应模型曲线下移曲率增大;两类地物光谱变异幅度增大,尺度效应模型曲线上移,曲率减小;光谱变异空间形状为高斯函数时,尺度效应模型曲线上移分类误差最大。
【学位授予单位】：中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P237
【图文】：

示意图,分类误差,类型,示意图

是别的地物类型的像元数除以分类影像中该类别的像元总数；总体精度表述对每一个随机样本，其分类结果与实际地面所对应区域的真实类型相同的概赵英时，2013）。误差矩阵是对遥感影像生成、处理和分类过程中所产生误总体评价，为多种固有与人为不确定性的总和；它是通过对遥感影像分类之抽取样本进行类别准确性判定后产生的矩阵，然后从中提取出系列定量误差对遥感影像分类误差进行总体评价。在地物类型内部及其之间存在光谱变异形下，对遥感影像进行分类必然存在固有不确定性，即顾及光谱变异地物遥类尺度效应，而遥感空间分辨率则是造成此类不确定性的根本原因；尽管它遥感影像分类总体误差的一个组成部分，但是对此固有不确定性进行定量评差矩阵及其相应的定量误差指标仍是描述顾及光谱变异地物遥感分类尺度的最佳方法，因此，本项研究采用误差矩阵方法中的错分误差和漏分误差对遥感分类尺度效应进行量化描述。如图 1.1，在确定的分类界面情况下，对类地物来说，分类误差包括错分误差和漏分误差。

软件界面,光谱

地物参数设置：光谱变异函数形式：地物的光谱变异中的光谱值变化呈现一定的函数形文中我们将其设置为高斯函数、锯齿以及余弦函数；光谱变异周期：本研究中假设光谱变异呈现规则的周期变化，按照周期到矩阵中；光谱变异幅度：光谱变异的强度，标准差确定了光谱变异的范围；光谱变异平均强度：光谱变异函数的均值，即地物的原始光谱值。场景及成像参数设置：场景宽度：指生成模拟地物场景中矩阵的宽度；空间分辨率：指模拟生成遥感影像时采样的窗口大小。执行场景生成并扫描：按设置的参数执行并生成模拟之后的场景，同时光谱曲线和场景（txt文档）。作图并统计：对两个地物类型的光谱曲线进行拟合并计算误差。

示意图,模拟数据,软件界面,锯齿

地物纹理模拟数据

【参考文献】