本文關(guān)鍵詞：高溫目標(biāo)短波紅外遙感識(shí)別方法改進(jìn)研究

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【摘要】：地表高溫目標(biāo)(林火、草原火、煤層自燃、土法煉焦、油井火炬、火山活動(dòng)等)的遙感識(shí)別與屬性反演對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)、災(zāi)害預(yù)警具有重要意義。高溫目標(biāo)像元反射率(視反射率)在短波紅外波段(1.3-3.0μm)顯著高于常溫地物，在攝影紅外波段(0.76-1.3μm)則一般較低，因此短波紅外波段(1.3-3.0μm)可作為高溫目標(biāo)識(shí)別的有利波段。目前，相關(guān)的短波紅外高溫目標(biāo)識(shí)別方法有歸一化火點(diǎn)指數(shù)(NDFI)法,馬氏距離多元截尾法、馬氏距離多類(lèi)判別法、因子分析法等。 由于現(xiàn)有的歸一化火點(diǎn)指數(shù)(NDFI)法易受到水體、彩鋼屋頂?shù)母蓴_，而難以有效識(shí)別高溫目標(biāo)。針對(duì)這一問(wèn)題，在深入研究典型常溫地物、高溫目標(biāo)波譜特性的基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)有的NDFI方法進(jìn)行改進(jìn)以去除水體異常數(shù)據(jù)的干擾，并采用Fisher兩類(lèi)判別分析方法進(jìn)行高溫目標(biāo)與彩鋼屋頂?shù)木_分類(lèi)，主要研究成果如下： 1.在典型常溫、高溫地物波譜特性分析的基礎(chǔ)上，建立基于Landsat8OLI數(shù)據(jù)的地物波譜數(shù)據(jù)庫(kù)。該庫(kù)數(shù)據(jù)主要來(lái)源于29景不同地區(qū)的Landsat8OLI遙感影像，收集了包含常溫地物(水體、植被、耕地、居民地、道路等)和高溫目標(biāo)(林火、土法煉焦、油井火炬、火山、燒荒、金屬冶煉等)在內(nèi)的14類(lèi)、44種地物光譜數(shù)據(jù)，為短波紅外高溫目標(biāo)識(shí)別提供了豐富的模式特征訓(xùn)練樣本。研究發(fā)現(xiàn)，，在OLI多光譜遙感數(shù)據(jù)7(短波紅外)波段，高溫目標(biāo)反射率顯著高于除彩鋼屋頂外的常溫地物，在5(攝影紅外)波段則一般低于常溫地物。在NDFI方法識(shí)別結(jié)果中，高溫目標(biāo)與部分水體、彩鋼屋頂像元具有相似的NDFI結(jié)果值，因此無(wú)法將高溫目標(biāo)有效識(shí)別。 2.由于水體在5(攝影紅外)波段反射率較低，彩鋼屋頂在7(短波紅外)波段反射率較高，導(dǎo)致對(duì)應(yīng)地物的NDFI值偏大而與高溫目標(biāo)識(shí)別結(jié)果混淆。針對(duì)該問(wèn)題，根據(jù)水體、彩鋼與高溫目標(biāo)在可見(jiàn)光波段的光譜特性差異，將2(藍(lán)光)波段和4(紅光)波段信息結(jié)合到NDFI算法中，改進(jìn)的NDFI方法能去除所有水體異常干擾和部分彩鋼屋頂干擾。 3.針對(duì)彩鋼屋頂信息混淆問(wèn)題，采用Fisher兩類(lèi)判別法進(jìn)行地物區(qū)分。在OLI數(shù)據(jù)波段選擇的基礎(chǔ)上，結(jié)合高溫目標(biāo)和彩鋼屋頂多個(gè)波段信息，建立判別函數(shù)進(jìn)行判別。結(jié)果表明，采用7個(gè)波段判別理論精度為96.92%，實(shí)際精度為94.61%。選取其中貢獻(xiàn)度較高的1(深藍(lán))波段、2(藍(lán)光)波段、4(紅光)波段、5(攝影紅外)波段，判別結(jié)果理論精度為97.69%，實(shí)際精度為96.23%。由于高溫目標(biāo)和彩鋼屋頂均在7(短波紅外)波段具有較高的反射率，故短波紅外波段貢獻(xiàn)度較小�？紤]到地物波譜時(shí)間效應(yīng)等影響，可結(jié)合多時(shí)相遙感數(shù)據(jù)篩選最佳判別變量。在與原時(shí)相數(shù)據(jù)7個(gè)波段共同判別結(jié)果中，不同時(shí)相的NDFI(改進(jìn))差值對(duì)兩類(lèi)判別結(jié)果有最大貢獻(xiàn)度，占50.27%，其理論精度98.97%，實(shí)際精度95.87%。因此，結(jié)合多時(shí)相遙感數(shù)據(jù)有利于高溫目標(biāo)識(shí)別，NDFI(改進(jìn))差值可作為高溫目標(biāo)識(shí)別的重要依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：P237

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1177710