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《河北师范大学》 2011年
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MODIS影像高频扰动的检测与识别

张丹  
【摘要】:遥感影像可以使人类便捷地获取地表的土地覆被变化情况,但受云、气溶胶、雪等因素影响,使得真实的地表信息隐藏在了各种噪声之中,如果不排除这些扰动因素的影响,就很难借助遥感影像,精确地刻画地表特征指标的变化规律。 自然灾害对遥感影像的影响也属于一类高频扰动,开展高频扰动检测也可以检测出自然灾害的影响范围,此项工作有利于开展自然灾害灾损评估,便于国家及时了解灾情。此外,系统地探讨云、气溶胶、雪等高频扰动的时空变化规律也是定量遥感的重要组成方面。 MODIS波段较多,应用领域较广,可用来监测土地覆被变化,开展云的检测与识别,计算气溶胶光学厚度,提取海洋理化指标,研究雪覆盖变化等工作。MODIS影像时间分辨率高,便于检测和识别高频扰动信息,高频扰动研究为监测土地覆被的快速变化、开展灾害监测与评估,创造了有利条件。 对HDF格式MODIS 1B逐日影像,进行去条带、几何校正和大气校正等预处理工作。以每月同一时刻MODIS影像为基础,采用一七波段比值法实现陆地晴空影像合成,采用最大饱和度法实现海洋晴空影像合成,将陆地晴空影像与海洋晴空影像镶嵌在一起,获得整个华北地区的月晴空影像。以独立像元为单位,开展逐日影像与月晴空影像的相关分析,依据相关系数确定某日像元是否存在高频扰动,相关系数大于等于0.8的确定为无高频扰动像元,否则为高频扰动像元。根据扰动像元波谱特征,识别扰动类型,目前主要开展了云、雪、赤潮等高频扰动类型的识别工作,详细讨论了这3类高频扰动的识别方法,提出了一套适合于华北地区的MODIS影像高频扰动的检测和识别方法。 云检测算法是在多光谱阈值法基础上进行了改进。选用第1、第6、第8、第26、第31、第32等7个波段,通过设定特定阈值,能有效检测出厚云、卷云、薄云等各种云型。雪检测利用NDSI、第2和第4波段表观反射率,通过设定阈值,可以有效检测出陆地表面雪覆盖范围。赤潮检测采用海洋表面温度法(SST),计算出海洋表面温度分布图,如有部分海域出现异常高温现象,并持续几天,明显高于附近周边海域,可认为该海域有赤潮发生。采用第3、4波段表观反射率比值大于1.5,选出赤潮海域。将这两个条件的检测结果求交,得到最终的赤潮分布范围。
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