城市地表水高光谱遥感关键问题研究
发布时间：2022-02-22 22:08
随着社会不断的发展进步和人类活动的加剧,水体的污染情况也随之加重。作为可实现大面积、快速、实时的监测手段,遥感在水环境监测中发挥了巨大作用。城市地表水体形状各异,背景地物丰富多样,水体光学特性复杂,对传感器的性能均有一定的要求。高空间高光谱成像传感器能够有效的实现地物精细分类及参数反演,是遥感的发展趋势之一。因此,本文基于高分辨率的高光谱遥感数据,以城市地表水为研究目标,针对地表水的提取、固有光学量和水色参数定量反演,以及参数模型对空间分辨率、光谱分辨率和信噪比的性能需求等地表水监测中的关键问题,主要工作内容及创新点如下:（1）论文分析了城市中典型地物的光谱特征,以及通过对NDVI、NDWI、HDWI和IWI四种光谱指数的分析表明倒映在建筑物中的阴影是导致水体错分的主要因素。基于阴影和水体光谱特征的差异,提出抗阴影水体提取方法ASWEM。根据不同区域和传感器的机载高光谱遥感数据的提取实验结果表明,ASWEM方法可以有效地抑制建筑物中阴影,错分误差分别从40%以上、30%以上和24%以上降到了14.7%,14.6%和9.66%。（2）论文在LSBCC-QAA反演模型基础上,对模型中700...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)上海市
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内外高光谱传感器发展
1.2.2 城市地表水提取研究现状
1.2.3 城市水体固有光学量反演研究现状
1.2.4 城市水体水色参数反演研究现状
1.2.5 城市水体空谱分辨率及信噪比研究现状
1.2.6 总结
1.3 主要研究内容及技术路线
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
1.3.3 技术路线
1.4 论文组织结构
第2章 城市河网水体提取方法
2.1 城市河网水体特征
2.1.1 空间特征
2.1.2 光谱特征
2.2 现有高光谱遥感数据水体提取方法分析
2.2.1 常规水体指数提取方法
2.2.2 常规水体提取指数适宜性分析
2.3 抗阴影水体提取方法
2.4 高光谱城市地表水提取实验
2.4.1 实验数据
2.4.2 数据处理
2.4.3 实验结果与分析
2.5 本章小结
第3章 城市水体固有光学量及水色参数反演方法
3.1 内陆水体光学特性
3.1.1 表观光学特性
3.1.2 固有光学特性
3.2 水体辐射传输理论
3.3 固有光学量反演
3.3.1 QAA及其改进模型
3.3.2 ILSBCC-QAA模型
3.4 水色参数反演
3.5 本章小结
第4章 基于高光谱数据的城市水体水色参数反演实验
4.1 实验数据
4.2 白洋淀水色参数反演实验
4.3 嘉兴水色参数反演实验
4.4 高光谱遥感数据水色参数反演实验
4.5 本章小结
第5章 城市水体空谱及信噪比敏感性分析
5.1 空间分辨率敏感性分析
5.2 光谱分辨率敏感性分析
5.3 信噪比敏感性分析
5.3.1 等效噪声反射率对水体提取的影响
5.3.2 等效噪声反射率对水色参数反演的影响
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多光谱影像的森林树种识别及其空间尺度响应[J]. 徐凯健,田庆久,岳继博,唐少飞. 应用生态学报. 2018(12)
[2]基于高分二号的面向对象城市水体信息提取[J]. 王俊海,阮仁宗,柴颖,林鹏. 地理空间信息. 2018(09)
[3]遥感湖泊面积MTMF提取方法及空间尺度效应研究[J]. 曹广真,卢乃锰,侯鹏,李贵才. 遥感技术与应用. 2016(05)
[4]长江口及邻近海域悬浮颗粒物对叶绿素a遥感反演算法的影响分析[J]. 陈瑜丽,沈芳. 遥感技术与应用. 2016(01)
[5]基于QAA算法的昆承湖固有光学量反演模型[J]. 谢飞,郭子祺,田野,柳彩霞,雷霞. 遥感技术与应用. 2015(02)
[6]基于高分辨率遥感影像的地理国情普查水体信息提取方法[J]. 程滔,刘若梅,周旭. 测绘通报. 2014(04)
[7]资源一号02C星图像水体信息提取方法[J]. 胡卫国,孟令奎,张东映,樊志伟,成建国,李晓晖. 国土资源遥感. 2014(02)
[8]定量遥感尺度效应刍议[J]. 李小文,王祎婷. 地理学报. 2013(09)
[9]采用高斯归一化水体指数实现遥感影像河流的精确提取[J]. 沈占锋,夏列钢,李均力,骆剑承,胡晓东. 中国图象图形学报. 2013(04)
[10]基于知识决策树的城市水体提取方法研究[J]. 陈静波,刘顺喜,汪承义,尤淑撑,王忠武. 遥感信息. 2013(01)
博士论文
[1]面向近岸/内陆水环境动态监测需求的定量遥感时—空—谱问题研究[D]. 李建.武汉大学 2015
[2]河口水体悬浮物固有光学性质及浓度遥感反演模式研究[D]. 王繁.浙江大学 2008
本文编号：3640277
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)上海市
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内外高光谱传感器发展
1.2.2 城市地表水提取研究现状
1.2.3 城市水体固有光学量反演研究现状
1.2.4 城市水体水色参数反演研究现状
1.2.5 城市水体空谱分辨率及信噪比研究现状
1.2.6 总结
1.3 主要研究内容及技术路线
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
1.3.3 技术路线
1.4 论文组织结构
第2章 城市河网水体提取方法
2.1 城市河网水体特征
2.1.1 空间特征
2.1.2 光谱特征
2.2 现有高光谱遥感数据水体提取方法分析
2.2.1 常规水体指数提取方法
2.2.2 常规水体提取指数适宜性分析
2.3 抗阴影水体提取方法
2.4 高光谱城市地表水提取实验
2.4.1 实验数据
2.4.2 数据处理
2.4.3 实验结果与分析
2.5 本章小结
第3章 城市水体固有光学量及水色参数反演方法
3.1 内陆水体光学特性
3.1.1 表观光学特性
3.1.2 固有光学特性
3.2 水体辐射传输理论
3.3 固有光学量反演
3.3.1 QAA及其改进模型
3.3.2 ILSBCC-QAA模型
3.4 水色参数反演
3.5 本章小结
第4章 基于高光谱数据的城市水体水色参数反演实验
4.1 实验数据
4.2 白洋淀水色参数反演实验
4.3 嘉兴水色参数反演实验
4.4 高光谱遥感数据水色参数反演实验
4.5 本章小结
第5章 城市水体空谱及信噪比敏感性分析
5.1 空间分辨率敏感性分析
5.2 光谱分辨率敏感性分析
5.3 信噪比敏感性分析
5.3.1 等效噪声反射率对水体提取的影响
5.3.2 等效噪声反射率对水色参数反演的影响
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多光谱影像的森林树种识别及其空间尺度响应[J]. 徐凯健,田庆久,岳继博,唐少飞. 应用生态学报. 2018(12)
[2]基于高分二号的面向对象城市水体信息提取[J]. 王俊海,阮仁宗,柴颖,林鹏. 地理空间信息. 2018(09)
[3]遥感湖泊面积MTMF提取方法及空间尺度效应研究[J]. 曹广真,卢乃锰,侯鹏,李贵才. 遥感技术与应用. 2016(05)
[4]长江口及邻近海域悬浮颗粒物对叶绿素a遥感反演算法的影响分析[J]. 陈瑜丽,沈芳. 遥感技术与应用. 2016(01)
[5]基于QAA算法的昆承湖固有光学量反演模型[J]. 谢飞,郭子祺,田野,柳彩霞,雷霞. 遥感技术与应用. 2015(02)
[6]基于高分辨率遥感影像的地理国情普查水体信息提取方法[J]. 程滔,刘若梅,周旭. 测绘通报. 2014(04)
[7]资源一号02C星图像水体信息提取方法[J]. 胡卫国,孟令奎,张东映,樊志伟,成建国,李晓晖. 国土资源遥感. 2014(02)
[8]定量遥感尺度效应刍议[J]. 李小文,王祎婷. 地理学报. 2013(09)
[9]采用高斯归一化水体指数实现遥感影像河流的精确提取[J]. 沈占锋,夏列钢,李均力,骆剑承,胡晓东. 中国图象图形学报. 2013(04)
[10]基于知识决策树的城市水体提取方法研究[J]. 陈静波,刘顺喜,汪承义,尤淑撑,王忠武. 遥感信息. 2013(01)
博士论文
[1]面向近岸/内陆水环境动态监测需求的定量遥感时—空—谱问题研究[D]. 李建.武汉大学 2015
[2]河口水体悬浮物固有光学性质及浓度遥感反演模式研究[D]. 王繁.浙江大学 2008
本文编号：3640277
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