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《北京林业大学》 2005年
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高光谱遥感土地利用信息提取技术研究

刘顺喜  
【摘要】:严格土地管理,直接关系到粮食安全,直接关系到经济社会可持续发展,直接关系到社会稳定。国务院已将土地定位为国家最重要的宏观经济管理手段。管理在于决策,正确政策的制定依靠准确的信息,也就是对情况及时、准确的了解,同时信息又是执行政策的反馈,土地利用遥感调查与监测是获取土地信息和反馈土地政策、检验土地管理措施执行结果的主渠道。 高光谱遥感当前仍处在国际遥感科技发展的前沿,是人们关注的焦点之一。航空高光谱遥感还是当前高光谱遥感发展的主要阶段。相对于地质、生态与植被等领域应用而言,高光谱遥感土地利用/土地覆被研究的事例不是很多。目前利用高光谱遥感数据进行地物的分类识别与提取方法基本为基于像元的光谱特征分析方法,而面向对象的高光谱遥感地物分类识别与提取的研究几乎为空白;利用高光谱遥感数据与其它遥感数据和非遥感数据进行信息融合,将各自的信息优势或互补性有机地结合起来进行地物信息提取的研究也不多见,仅有的少量工作基本是以分类为目的而非以变化信息提取为目的的研究。本文采用中科院上海技物所研制的OMIS-1成像光谱仪获取的高光谱数据,以江苏宜兴作为研究试验区,紧紧围绕土地利用信息提取技术这一主题,开展了高光谱数据预处理、波段选择、基于像元的遥感影像分析方法和面向对象的遥感影像分析方法进行土地利用现状信息的提取技术、基于OMIS-1高光谱数据和SPOT-5全色数据以及基于OMIS-1高光谱数据和土地利用数据库的变化信息提取技术研究。 主要研究结论与创新点总结如下: (1) 波段选择的理论模型包括基于遥感数据统计特征的理论模型和基于地物光谱可分性的理论模型。在基于遥感数据统计特征的理论模型中,本文提出的暗电流数据估计图像信噪比的方法对于估计有暗电流数据的遥感图像信噪比来说是一种简单实用的方法。波段选择的最佳方法是基于目视评价与波段选择的理论模型相结合的综合方法。 (2) 反射率的转换事实上是通过大气校正来实现定标。迄今为止,已有许多定标算法模型应用于各类高光谱数据处理中。采用线性经验定标模型对高光谱遥感数据进行了反射率转换,国内外已有多次成功的遥感定标试验。通过对实验结果的目视和定量评价表明,使用该模型进行反射率反演能够满足地物光谱重建要求。 (3) 试验区高光谱遥感数据存在明显的辐射畸变、随机点噪声和条块状噪声。本文在分析机载高光谱遥感图像辐射畸变和噪声特征的基础上,研究和探讨了二者的消除方法,实现对图像辐射质量的优化。其中针对辐射畸变在扫描图像上不总是表现为相同地物在边缘区亮度低,而在中间区域亮度值高的事实,提出了几何辐射畸变的概念,并发展了一种基于低通滤波的简单、实用消除方法,该方法克服了通常各种辐射畸变的校正方法存在模型复杂、模型参数常常不容易获得等不足。
【学位授予单位】:北京林业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:F301.2

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