GF-4/PMS与GF-1/WFV两种传感器地表反射率及NDVI一致性分析
发布时间：2021-03-30 07:23
2015年12月中国成功发射高分系列中首颗地球静止轨道卫星高分四号（GF-4）,实现与高分一号（GF-1）近极地轨道卫星的优势互补,构成了具有多种空间和时间分辨率的对地观测体系。该文研究并分析了GF-4/PMS与GF-1/WFV地表反射率与NDVI的一致性,结果表明:一致性研究的最优空间尺度为50 m;GF-4/PMS与GF-1/WFV地表反射率存在较好的线性关系,各波段相关系数R均在0.7以上,传感器之间反射率的系统性偏差可以通过线性回归模型校正,校正后各波段反射率的RMSE明显降低;NDVI能够消除不同波段地表反射率"同增同减"偏差的影响,在GF-4地表反射率校正前后均表现出与GF-1较好的一致性,校正前后相关系数R分别为0.74和0.77。因此,GF-4在农业和植被遥感中具有较好的高分系列数据延续性和应用潜力。
【文章来源】：农业工程学报. 2017,33(09)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
图１研究区示意图??Ｆｉｇ．ｌ?Ｍａｐ?ｏｆ?ｓｔｕｄｙ?ａｒｅａｓ??＇
察９期?■孙元ＧＦ－４／ＰＭＳ与．ＧＦ－１／ＷＦＶ两种传感器地表反射率农ＮＤＶＩ?—致性．分析?１６９??度转换采用三次卷积插值的方法。?从图２中可以看出，随着像元空间尺度的增大＊?２餌??２．?３地表反射率校正?图像反射率在各个波段的相关性均墓现出増加的趋势；??考虑到传感器光谱响应的褰别以及地物反射特性的?蓝光波段的相关程度最绿光波段的相关程度最低。??影响，ＧＦ－４／ＰＭＳ与ＧＦ－１／ＷＦＶ图像所反映的相同地物反?随着像元大小的增加，在５０？８０?ｍ这一像元尺度范围相??射率可能存在系统性偏差，因此需要通过统计回＿模型去系数出现了异予总体变化趋势的特怔：蓝光波段相关??对ＧＦ－４／ＰＭＳ数据进行校＿对ＧＦ－４与ＧＦ－１空個尺系数略有下降，红光波段增长趋于停滞，而绿光和近红??眞敏应特征研：究．综果的＿墨础上．’本文敢用擊小，＾＊季线性?外波段增速也有所放擊．＆??回＾归模型’?ＷＧＦ－４。反射率为自变Ｍ，以ＧＦ－１反射率为?祕随着空间尺度的增加图像间波段反射率相关性??＿?会有提高：但这也会在—定程度上带来遥感图像信Ｊ、的??Ｐｇｎ＝ａ＋ｂ－Ｐｍ?（１）?损失［２６］，因此需要研究在不同尺度区间变化时图像光谱??式中和Ｐｇ？分别为ＧＦ－１和ＧＦ－４图像对应像元的反射信息丢失与波段反射率相关性提高二者的相对息著性，??率值，回归系数中《为截距，６为斜率。随着＾于构建回以平衡二者之间的关系。变异系数是描述图像表征细节??归模型的＿赠元猶獅增加，，回贿縣数也適儲、能力赚射旨标，脈，本文側雅了?１５？２〇〇ｍ??Ｍｌｉｇ’?細肖６雜元贿舰区丨耻＾个灘蹄軸关系??取的＝糾型系数，另数与变异系数的相对
ＧＦ４／ＰＭＳ?与ＧＦ－１／ＷＦＶ??＾?＾ｆｌｅ＾ｃｅ＾－１）＇＇０＾?＾＾，ｃｅ？｜ｐ－ｎ＇＇０各个波段相关性均随着重采样像元太小的増加而増加，??ａ地表反Ｗ率校ＩＥ前?ｂ．赫細率＃ＳＳ?而顧＿像的．变鼻性则相应降低。当像．元度在．５０？??ａ．?Ｓｕｒｆａｃｅ?ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ?ｂｅｆｏｒｅ?ｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ?Ｓｕｒｆａｃｅ?ｒｅｆｌｅｃｔｏｃｃ?ａｆｔｅｒ?ｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ?８０?ｍ?时，重采样后?ＧＦ－４?像元不足原始像元大小的?２?倍，．??图３?ＧＦ－１与ＧｉＭ地表反射率对比?原始中心像元的影响｛９掘主导，園此在：这：―繼爾内，ＧＦ－４??Ｆｉｇ．３?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ?ｂｅｔｗｅｅｎ?（ＪＦ－１?ａｎｄ?ＧＦ－４?与ＧＦ－１地表反射率的．相舞［生略看降低或増长放缓。在大??表３?ＧＦ－４地表反射率回归校正系数?于１００?ｍ的像元尺度中，，彼菝间梠養性虽然随民糜增大??Ｔａｂｌｅ?３?Ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ?ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ?ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ?ｆｏｒ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ?而持续增加，但图像变异性迅速降低，图像信息损失明???〇ｒＧ口??显＾綜■台平衡图像光谱信息丢朱与波段反射率相关性提??髓?Ｂａｎｄ?己?ｂ＿??裹＞?本文认为■?５０?ｍ?是．ＧＦ－４／ＰＭＳ?＊３?ＧＦ－１／ＷＦＶ?反射率一??Ｂｌｕｅ?０．２６０７?⑶２０８?致性研宄和未来二者联合应用的最优空］旬尺度＾??绿光?Ｇｒｅｅｎ?０．２３３７?１．１９６７?４．２反射率差异的原因??ｉｔ％?Ｒｅｄ?－０．０２０
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于GF-1影像的冬小麦种植面积核算及直补政策实施评价[J]. 马尚杰,易湘生,游炯,郭琳,娄径. 农业工程学报. 2016(18)
[2]基于NDVI加权指数的冬小麦种植面积遥感监测[J]. 王利民,刘佳,杨玲波,杨福刚,滕飞,王小龙. 农业工程学报. 2016(17)
[3]高分系列卫星影像特征及其在太湖生态环境监测中的应用[J]. 侍昊,沈文娟,李杨,李旭文,牛志春,王甜甜. 南京林业大学学报(自然科学版). 2016(06)
[4]基于GF-1 WFV影像的丰宁县植被地上碳储量估算[J]. 孔凡婕,李晓兵,白云晓,李响,王宏. 资源科学. 2016(06)
[5]GF-1 PMS1与ZY-3 MUX传感器NDVI数据的对比分析[J]. 徐涵秋,刘智才,郭燕滨. 农业工程学报. 2016(08)
[6]基于GF-1与Landsat-8影像的土地覆盖分类比较[J]. 宋军伟,张友静,李鑫川,杨文治. 地理科学进展. 2016(02)
[7]内蒙古大兴安岭根河森林保护区植被覆盖度变化[J]. 闫敏,李增元,陈尔学,田昕,谷成燕,李春梅,范文武. 生态学杂志. 2016(02)
[8]基于GF-1 WFV影像的作物面积提取方法研究[J]. 黄健熙,贾世灵,武洪峰,苏伟. 农业机械学报. 2015(S1)
[9]基于GF-1/WFVNDVI时间序列数据的作物分类[J]. 杨闫君,占玉林,田庆久,顾行发,余涛,王磊. 农业工程学报. 2015(24)
[10]用高分一号数据提取玉米面积及精度分析[J]. 郭燕,武喜红,程永政,王来刚,刘婷. 遥感信息. 2015(06)
本文编号：3109127
【文章来源】：农业工程学报. 2017,33(09)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
图１研究区示意图??Ｆｉｇ．ｌ?Ｍａｐ?ｏｆ?ｓｔｕｄｙ?ａｒｅａｓ??＇
察９期?■孙元ＧＦ－４／ＰＭＳ与．ＧＦ－１／ＷＦＶ两种传感器地表反射率农ＮＤＶＩ?—致性．分析?１６９??度转换采用三次卷积插值的方法。?从图２中可以看出，随着像元空间尺度的增大＊?２餌??２．?３地表反射率校正?图像反射率在各个波段的相关性均墓现出増加的趋势；??考虑到传感器光谱响应的褰别以及地物反射特性的?蓝光波段的相关程度最绿光波段的相关程度最低。??影响，ＧＦ－４／ＰＭＳ与ＧＦ－１／ＷＦＶ图像所反映的相同地物反?随着像元大小的增加，在５０？８０?ｍ这一像元尺度范围相??射率可能存在系统性偏差，因此需要通过统计回＿模型去系数出现了异予总体变化趋势的特怔：蓝光波段相关??对ＧＦ－４／ＰＭＳ数据进行校＿对ＧＦ－４与ＧＦ－１空個尺系数略有下降，红光波段增长趋于停滞，而绿光和近红??眞敏应特征研：究．综果的＿墨础上．’本文敢用擊小，＾＊季线性?外波段增速也有所放擊．＆??回＾归模型’?ＷＧＦ－４。反射率为自变Ｍ，以ＧＦ－１反射率为?祕随着空间尺度的增加图像间波段反射率相关性??＿?会有提高：但这也会在—定程度上带来遥感图像信Ｊ、的??Ｐｇｎ＝ａ＋ｂ－Ｐｍ?（１）?损失［２６］，因此需要研究在不同尺度区间变化时图像光谱??式中和Ｐｇ？分别为ＧＦ－１和ＧＦ－４图像对应像元的反射信息丢失与波段反射率相关性提高二者的相对息著性，??率值，回归系数中《为截距，６为斜率。随着＾于构建回以平衡二者之间的关系。变异系数是描述图像表征细节??归模型的＿赠元猶獅增加，，回贿縣数也適儲、能力赚射旨标，脈，本文側雅了?１５？２〇〇ｍ??Ｍｌｉｇ’?細肖６雜元贿舰区丨耻＾个灘蹄軸关系??取的＝糾型系数，另数与变异系数的相对
ＧＦ４／ＰＭＳ?与ＧＦ－１／ＷＦＶ??＾?＾ｆｌｅ＾ｃｅ＾－１）＇＇０＾?＾＾，ｃｅ？｜ｐ－ｎ＇＇０各个波段相关性均随着重采样像元太小的増加而増加，??ａ地表反Ｗ率校ＩＥ前?ｂ．赫細率＃ＳＳ?而顧＿像的．变鼻性则相应降低。当像．元度在．５０？??ａ．?Ｓｕｒｆａｃｅ?ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ?ｂｅｆｏｒｅ?ｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ?Ｓｕｒｆａｃｅ?ｒｅｆｌｅｃｔｏｃｃ?ａｆｔｅｒ?ｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ?８０?ｍ?时，重采样后?ＧＦ－４?像元不足原始像元大小的?２?倍，．??图３?ＧＦ－１与ＧｉＭ地表反射率对比?原始中心像元的影响｛９掘主导，園此在：这：―繼爾内，ＧＦ－４??Ｆｉｇ．３?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ?ｂｅｔｗｅｅｎ?（ＪＦ－１?ａｎｄ?ＧＦ－４?与ＧＦ－１地表反射率的．相舞［生略看降低或増长放缓。在大??表３?ＧＦ－４地表反射率回归校正系数?于１００?ｍ的像元尺度中，，彼菝间梠養性虽然随民糜增大??Ｔａｂｌｅ?３?Ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ?ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ?ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ?ｆｏｒ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ?而持续增加，但图像变异性迅速降低，图像信息损失明???〇ｒＧ口??显＾綜■台平衡图像光谱信息丢朱与波段反射率相关性提??髓?Ｂａｎｄ?己?ｂ＿??裹＞?本文认为■?５０?ｍ?是．ＧＦ－４／ＰＭＳ?＊３?ＧＦ－１／ＷＦＶ?反射率一??Ｂｌｕｅ?０．２６０７?⑶２０８?致性研宄和未来二者联合应用的最优空］旬尺度＾??绿光?Ｇｒｅｅｎ?０．２３３７?１．１９６７?４．２反射率差异的原因??ｉｔ％?Ｒｅｄ?－０．０２０
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于GF-1影像的冬小麦种植面积核算及直补政策实施评价[J]. 马尚杰,易湘生,游炯,郭琳,娄径. 农业工程学报. 2016(18)
[2]基于NDVI加权指数的冬小麦种植面积遥感监测[J]. 王利民,刘佳,杨玲波,杨福刚,滕飞,王小龙. 农业工程学报. 2016(17)
[3]高分系列卫星影像特征及其在太湖生态环境监测中的应用[J]. 侍昊,沈文娟,李杨,李旭文,牛志春,王甜甜. 南京林业大学学报(自然科学版). 2016(06)
[4]基于GF-1 WFV影像的丰宁县植被地上碳储量估算[J]. 孔凡婕,李晓兵,白云晓,李响,王宏. 资源科学. 2016(06)
[5]GF-1 PMS1与ZY-3 MUX传感器NDVI数据的对比分析[J]. 徐涵秋,刘智才,郭燕滨. 农业工程学报. 2016(08)
[6]基于GF-1与Landsat-8影像的土地覆盖分类比较[J]. 宋军伟,张友静,李鑫川,杨文治. 地理科学进展. 2016(02)
[7]内蒙古大兴安岭根河森林保护区植被覆盖度变化[J]. 闫敏,李增元,陈尔学,田昕,谷成燕,李春梅,范文武. 生态学杂志. 2016(02)
[8]基于GF-1 WFV影像的作物面积提取方法研究[J]. 黄健熙,贾世灵,武洪峰,苏伟. 农业机械学报. 2015(S1)
[9]基于GF-1/WFVNDVI时间序列数据的作物分类[J]. 杨闫君,占玉林,田庆久,顾行发,余涛,王磊. 农业工程学报. 2015(24)
[10]用高分一号数据提取玉米面积及精度分析[J]. 郭燕,武喜红,程永政,王来刚,刘婷. 遥感信息. 2015(06)
本文编号：3109127
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