基于遥感影像的沙石粒径反演研究

发布时间：2019-11-02 10:41

【摘要】：土地荒漠化严重影响区域的生态平衡,对区域生态环境造成严重破坏。荒漠化评价是荒漠化研究中的一项关键内容,使我们及时、准确地掌握区域荒漠化状况。格尔木地区气候干旱,常年大风,荒漠化是当地最严重的环境问题之一。本文立足于沙石粒径指标,探索出利用单角度遥感影像反演地表沙石粒径的方法和流程,对完善荒漠化评价指标体系、提高遥感影像在荒漠化研究中的利用效率具有重要意义。本文以Landsat8 OLI遥感数据为数据源,引入Hapke辐射传输模型,并对其进行简化和改进,提出了适用于单角度光谱数据的单次散射反照率反演模型。针对预处理后的影像利用简化模型反演沙石在各个波段的单次散射反照率。结合实地测量获得的采样点平均沙石粒径,利用遗传-偏最小二乘模型建立实测沙石粒径与单次散射反照率之间的统计回归模型,得到影响沙石粒径变化的最优输入变量及其系数,从而探索出依据单角度遥感影像数据估算地表沙石粒径方法和流程。论文得到的主要结论如下:(1)沙石粒径作为荒漠化评价中的一个重要指标,可以为区域荒漠化评价,尤其是风蚀荒漠化,提供有效依据。经研究表明,随着风蚀荒漠化程度的加深,区域内的沙石粒径逐渐变大。(2)简化的Hapke模型能够适用于荒漠化地区单角度光谱数据的沙石单次散射反照率反演,并且取得了比较好的效果。利用改进的Hapke模型成功反演出了各个波段的单次散射反照率值,且单次散射反照率的变化趋势能够在一定程度上反映出沙石粒径的变化规律。(3)广泛应用于高光谱定量分析中的GA-PLS方法也能较好地应用于多光谱数据及粒径反演领域。研究结果表明,通过计算单次散射反照率的波段比值增加GA-PLS的输入变量,能够成功应用于多光谱沙石粒径反演研究,并取得较好的效果。(4)利用反演模型对2013年到2015年研究区内沙石粒径进行估算,分析结果表明,除2014年受人为因素干扰外,2013年到2014年及2015年到2016年,研究区内沙石平均粒径均因风蚀等因素影响而变大。
【图文】：

技术路线

2 研究区概况及样品测量2.1 研究区概况2.1.1 地理位置 格尔木市位于青藏高原靠近中心的区域，地理坐标为东经 94.89°，北纬36.42°，平均海拔 2780 米，市区位于柴达木盆地中南区域。格尔木隶属于青海省，与青海省省会西宁市相距 710 千米。格尔木下辖东城区行委、西城区行委以及察尔汗行委，总面积约为 11.89 万平方公里，目前是世界上辖区面积最大的城市。本文研究区位于格尔木市区西南方约 12 公里处，，地理坐标为东经 94.78°北纬 36.31°。研究区以东为 109 国道，研究区以西格尔木河，具体位置如图所示：
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X87;X171.1

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本文编号：2554450