福建省地表水体信息的自动提取与更新研究
发布时间：2021-09-16 21:07
地表水是地球水圈的重要组成部分,主要以河流、湖泊、湿地等形态分布于地球表层,受到不同自然条件及人为因素的影响,其储量及分布时刻发生着变化。传统的地表水体信息监测以野外实地调研为主,效率低、周期长、成本高,难以满足大范围地表水体信息快速采集的业务化需求。而遥感技术的推广及应用提供了大范围、实时的影像数据,为动态提取与监测地表水体信息开拓了新的方向。福建省地形以山地、丘陵为主,群山侧绕、阴影广布,使得地表水体,特别是细小水体,难以准确、完整提取。因此,本文基于多时相遥感数据,发展适用于山区地形的水体指数以及增强细小水体特征的指数,开展福建省地表水体信息的自动提取及更新方法研究,主要研究内容和结论如下:（1）结合坡度信息调节的水体指数。特征显著、精准度高的水体特征影像是自动提取以及更新地表水体信息的前提和基础,因此本文结合坡度信息提出一种新的水体指数。实验结果表明,该指数不仅能够较好地突出地表水体特征,还可以有效抑制山区地形下的阴影效应,而且还适用于平原区域,对复杂地形有着较强的适应性。（2）地表水体信息自动提取。基于福建省地表水体的形态和分布特性,将地表水体信息分为开阔水体和细小水体,由中...
【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
X3栅格对应像元
图２－３?ＯＬＩ影像中典型地物的光谱特征分析??为筛选出融合坡度信息水体指数的关键波段，绘制这５种典型地物的光谱特征曲线??如图２－３所示，其中波段６ｓ代表经过坡度拉伸后的短波红外波段。显然，水体的反射高??峰主要集中在蓝绿光波段，而在近红外和中红外波段范围内，水体的反射率极低，可明??显与植被、土壤区分［８５］。这表明利用绿光和短波红外波段的反差构造的ＭＮＤＷＩ能够在??增强水体的同时，抑制多数背景地物。同时，图２－３表明阴影的反射率在绿光波段（光谱??均值为８９）高于短波红外波段（光谱均值为７８），这一反射特性与水体相似，容易造成混??淆。结合表１的坡度特征分析，本文对短波红外波段进行自适应的拉伸，使得坡度越大??拉伸程度越强。如图１所示，这样的一个突出优点是随坡度信息的变化，增强了阴影在??绿光和拉伸后的短波红外波段间（即波段３与波段６ｓ间）的反差。因此，结合坡度信息的??调节水体指数?ＳＡＷＩ（Ｓｌｏｐｅ?Ａｄｊｕｓｔｅｄ?Ｗａｔｅｒ?Ｉｎｄｅｘ?）构造为：??ＳＡＷＩ＝?＾ｎｓｌ〇ｐｅ＾ＤＮＭＩＲ??ＤＮＧｒｅｅｎ＾ｓｌｏｐｅ?ｘＤＮｍｉｒ??其中，伙代表绿光波段，即ＯＬＩ影像中第３波段的灰度影像，表短波??红外波段
进一步分析４个典型研宄区中４类典型水体（山区河流、山区水库、海岸带水体以及平??坦区域的河流）的提取效果。??为确保评价精度，在各研宄区内选取一定数目的测试样本点进行定量比较。首先通??过ＯＬＩ影像选择出典型的样本集合，然后结合谷歌地图影像确定样本点的实际类别，并??从容易产生混淆的像素中选取一定的样本。样本选取的基本原则是：（１）每类样本点数目??应与该地类在实验区中所占面积成近似成比例；（２）尽可能在不同类别的边界选择易混淆??地物；（３）易混淆地物样本点全部采用逐点选取的方法选取；其他地物采用点选与区域圈??选交互的方法选取样本点。??２．３．３．１山区河流??在研宄区１范围内进行山区河流提取实验，根据不同地类所占面积的比例，在城区??河道及闽江干流共选取９００个水体样本点，在居民地及闽江流域沿岸的工厂处共选取??５００个建筑物样本，山体阴影和山林地中分别选取７００个和３０００个样本点。所选取的样??本点在ＳＡＷＩ影像中的空间分布如图２－６（ａ）所示。以上４类样本的ＳＡＷＩ、ＮＤＷＩ和??ＭＮＤＷＩ水体指数统计结果如表２－２，其特征影像如图２－６（ａ）、２－６（ｂ）、２－６（ｃ）所示。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]气候变化和人类活动对永定河流域径流的影响[J]. 张伟丽. 人民黄河. 2015(05)
[2]气候变化和人类活动对辽河中上游径流变化的贡献[J]. 马龙,刘廷玺,马丽,孙敏,丁涛,辛显华. 冰川冻土. 2015(02)
[3]基于SPOT5影像自动提取水体的新方法[J]. 杨树文,李轶鲲,刘涛,姚花琴. 武汉大学学报(信息科学版). 2015(03)
[4]基于国产GF-1遥感影像的山区细小水体提取方法研究[J]. 李艳华,丁建丽,闫人华. 资源科学. 2015(02)
[5]EMD与分形相结合的遥感影像水体信息提取方法[J]. 周林滔,杨国范,赵福强,杜娟. 国土资源遥感. 2014(04)
[6]迁移学习研究进展[J]. 庄福振,罗平,何清,史忠植. 软件学报. 2015(01)
[7]基于面向对象分类的细小河流水体提取方法研究[J]. 刘炜,王聪华,赵尔平,杜鹤娟. 农业机械学报. 2014(07)
[8]融合异构特征的子空间迁移学习算法[J]. 张景祥,王士同,邓赵红,蒋亦樟,李奕. 自动化学报. 2014(02)
[9]基于TM影像的水体信息提取算法研究[J]. 毕硕本,钱育君,王启富,郭忆. 科学技术与工程. 2014(03)
[10]中国水资源利用与水环境保护研究的若干问题[J]. 匡耀求,黄宁生. 中国人口.资源与环境. 2013(04)
硕士论文
[1]基于光谱面积和IHS变换的水体提取的研究[D]. 刘排英.中南大学 2010
本文编号：3397297
【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
X3栅格对应像元
图２－３?ＯＬＩ影像中典型地物的光谱特征分析??为筛选出融合坡度信息水体指数的关键波段，绘制这５种典型地物的光谱特征曲线??如图２－３所示，其中波段６ｓ代表经过坡度拉伸后的短波红外波段。显然，水体的反射高??峰主要集中在蓝绿光波段，而在近红外和中红外波段范围内，水体的反射率极低，可明??显与植被、土壤区分［８５］。这表明利用绿光和短波红外波段的反差构造的ＭＮＤＷＩ能够在??增强水体的同时，抑制多数背景地物。同时，图２－３表明阴影的反射率在绿光波段（光谱??均值为８９）高于短波红外波段（光谱均值为７８），这一反射特性与水体相似，容易造成混??淆。结合表１的坡度特征分析，本文对短波红外波段进行自适应的拉伸，使得坡度越大??拉伸程度越强。如图１所示，这样的一个突出优点是随坡度信息的变化，增强了阴影在??绿光和拉伸后的短波红外波段间（即波段３与波段６ｓ间）的反差。因此，结合坡度信息的??调节水体指数?ＳＡＷＩ（Ｓｌｏｐｅ?Ａｄｊｕｓｔｅｄ?Ｗａｔｅｒ?Ｉｎｄｅｘ?）构造为：??ＳＡＷＩ＝?＾ｎｓｌ〇ｐｅ＾ＤＮＭＩＲ??ＤＮＧｒｅｅｎ＾ｓｌｏｐｅ?ｘＤＮｍｉｒ??其中，伙代表绿光波段，即ＯＬＩ影像中第３波段的灰度影像，表短波??红外波段
进一步分析４个典型研宄区中４类典型水体（山区河流、山区水库、海岸带水体以及平??坦区域的河流）的提取效果。??为确保评价精度，在各研宄区内选取一定数目的测试样本点进行定量比较。首先通??过ＯＬＩ影像选择出典型的样本集合，然后结合谷歌地图影像确定样本点的实际类别，并??从容易产生混淆的像素中选取一定的样本。样本选取的基本原则是：（１）每类样本点数目??应与该地类在实验区中所占面积成近似成比例；（２）尽可能在不同类别的边界选择易混淆??地物；（３）易混淆地物样本点全部采用逐点选取的方法选取；其他地物采用点选与区域圈??选交互的方法选取样本点。??２．３．３．１山区河流??在研宄区１范围内进行山区河流提取实验，根据不同地类所占面积的比例，在城区??河道及闽江干流共选取９００个水体样本点，在居民地及闽江流域沿岸的工厂处共选取??５００个建筑物样本，山体阴影和山林地中分别选取７００个和３０００个样本点。所选取的样??本点在ＳＡＷＩ影像中的空间分布如图２－６（ａ）所示。以上４类样本的ＳＡＷＩ、ＮＤＷＩ和??ＭＮＤＷＩ水体指数统计结果如表２－２，其特征影像如图２－６（ａ）、２－６（ｂ）、２－６（ｃ）所示。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]气候变化和人类活动对永定河流域径流的影响[J]. 张伟丽. 人民黄河. 2015(05)
[2]气候变化和人类活动对辽河中上游径流变化的贡献[J]. 马龙,刘廷玺,马丽,孙敏,丁涛,辛显华. 冰川冻土. 2015(02)
[3]基于SPOT5影像自动提取水体的新方法[J]. 杨树文,李轶鲲,刘涛,姚花琴. 武汉大学学报(信息科学版). 2015(03)
[4]基于国产GF-1遥感影像的山区细小水体提取方法研究[J]. 李艳华,丁建丽,闫人华. 资源科学. 2015(02)
[5]EMD与分形相结合的遥感影像水体信息提取方法[J]. 周林滔,杨国范,赵福强,杜娟. 国土资源遥感. 2014(04)
[6]迁移学习研究进展[J]. 庄福振,罗平,何清,史忠植. 软件学报. 2015(01)
[7]基于面向对象分类的细小河流水体提取方法研究[J]. 刘炜,王聪华,赵尔平,杜鹤娟. 农业机械学报. 2014(07)
[8]融合异构特征的子空间迁移学习算法[J]. 张景祥,王士同,邓赵红,蒋亦樟,李奕. 自动化学报. 2014(02)
[9]基于TM影像的水体信息提取算法研究[J]. 毕硕本,钱育君,王启富,郭忆. 科学技术与工程. 2014(03)
[10]中国水资源利用与水环境保护研究的若干问题[J]. 匡耀求,黄宁生. 中国人口.资源与环境. 2013(04)
硕士论文
[1]基于光谱面积和IHS变换的水体提取的研究[D]. 刘排英.中南大学 2010
本文编号：3397297
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/dqwllw/3397297.html
