本文關鍵詞：基于HSI高光譜遙感數據的水體分布提取及泥沙含量反演研究

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【摘要】：在水資源調查、水資源宏觀監(jiān)測和自然災害評估中，利用遙感影像提取水體信息已被廣泛使用。傳統(tǒng)的遙感影像水體信息提取都是基于Landsat TM、MODIS和SPOT-5等數據，而超光譜成像儀HSI(Hyper-Spectral Imager)數據是國內首個航天高光譜數據，國內對HSI數據在水體提取方面的研究還比較少。本文以廣西北海市銀海區(qū)和合浦縣2014年1月15日的一景HSI數據為研究區(qū)，主要進行了以下研究工作： （1）HSI數據介紹和預處理研究：首先介紹了HSI數據的特點，并對HSI數據進行預處理，包括數據格式轉換、輻射校正（FLAASH大氣校正）、去除質量差波段和幾何精校正。 （2）地物光譜特征分析及波段選擇：經過數據預處理，得到HSI數據中包括水體在內各典型地物的空間信息，得出不同地物所反映的光譜特性曲線，并分析光譜變化曲線；通過對波段信息量的分析，采用自適應波段選擇方法；通過對不同地物類別的可分性分析，采用基于光譜可分性距離的波段選擇方法；綜合分析兩種方法的缺點，提出基于信息量和類別可分性的改進波段選擇法，選取最佳波段用于水體信息提取。 （3）研究區(qū)中水體信息提取的方法比較：分別采用監(jiān)督分類（最大似然法和支持向量機）、非監(jiān)督分類（ISODATA和K-Means）、指數法（NDWI）和決策樹法（CART）對研究區(qū)進行水體提取，通過分析比較得出決策樹算法在此研究區(qū)中精度值最高。 （4）研究區(qū)懸浮泥沙的定量反演：在水體中懸浮泥沙反射光譜特征的研究中，運用單波段線性模型、冪指數模型和對數模型以及多波段線性模型和比值模型對水體光譜反射率和懸浮泥沙濃度之間的數值關系進行反演分析，比較得出指數模型更適合本研究區(qū)。 最后對論文所做工作進行總結，并對之后的研究方向進行展望。
【關鍵詞】：水資源 HSI數據 光譜特征 信息提取 懸浮泥
【學位授予單位】：廣西師范學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：P333;P237
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 研究背景和意義9-10
• 1.2 國內外研究現狀10-11
• 1.3 研究內容及方法11-12
• 1.4 研究技術路線12-14
• 1.5 本章小結14-15
• 第2章 數據源與主要地物光譜特征分析15-21
• 2.1 高光譜遙感介紹15
• 2.2 研究數據介紹15-17
• 2.2.1 HJ-1A 星簡介15-16
• 2.2.2 HJ-1A 星高光譜 HSI 數據產品介紹16
• 2.2.3 水體中懸浮泥沙測定數據16-17
• 2.3 研究區(qū)概況及研究區(qū)數據源選擇17-18
• 2.3.1 研究區(qū)概況17-18
• 2.3.2 研究區(qū)數據源選擇18
• 2.4 研究區(qū)地物光譜特征性分析18-20
• 2.5 本章小結20-21
• 第3章 高光譜數據預處理21-35
• 3.1 HSI 高光譜數據預處理研究21-25
• 3.1.1 格式轉換21
• 3.1.2 輻射校正21-23
• 3.1.3 質量差波段去除23-24
• 3.1.4 幾何精校正24-25
• 3.2 高光譜數據的波段選擇25-33
• 3.2.1 自適應波段選擇（Adaptive Band Selection,ABS）26-27
• 3.2.2 基于光譜可分性距離的波段選擇27-30
• 3.2.3 改進波段選擇法30-33
• 3.3 本章小結33-35
• 第4章 基本理論方法35-41
• 4.1 水體分布提取理論方法35-38
• 4.1.1 目視解譯法35-36
• 4.1.2 監(jiān)督分類36
• 4.1.3 非監(jiān)督分類36-37
• 4.1.4 指數法37
• 4.1.5 決策樹37-38
• 4.2 懸浮泥沙含量反演的遙感理論方法38-41
• 4.2.1 懸浮泥沙遙感反演的理論基礎38-39
• 4.2.2 懸浮泥沙遙感反演的定量模式39-41
• 第5章 水體分布的提取41-55
• 5.1 目視解譯法41
• 5.2 監(jiān)督分類41-46
• 5.2.1 監(jiān)督分類法41-42
• 5.2.2 監(jiān)督分類操作結果42-46
• 5.2.2.1 最大似然法42-43
• 5.2.2.2 支持向量機43
• 5.2.2.3 精度評價與結果分析43-46
• 5.3 非監(jiān)督分類46-48
• 5.3.1 非監(jiān)督分類操作46-47
• 5.3.2 精度評價與結果分析47-48
• 5.4 指數法分類48-51
• 5.4.1 NDWI 操作過程48-49
• 5.4.2 指數法分類49-51
• 5.4.3 精度評價51
• 5.5 基于多種特征的 CART 自動閾值決策樹分類51-54
• 5.5.1 CART 分類51-54
• 5.6 本章小結54-55
• 第6章 水體中懸浮泥沙反演模型分析55-66
• 6.1 懸浮泥沙水體的光譜特征55-58
• 6.1.1 純凈水體的光譜特征55-56
• 6.1.2 含泥沙水體的光譜特征56-58
• 6.2 懸浮泥沙含量的敏感波段58-59
• 6.3 懸浮泥沙含量定量反演59-64
• 6.3.1 單波段模型59-62
• 6.3.2 多波段模型62-63
• 6.3.3 幾種模式的對比分析63-64
• 6.4 本章小結64-66
• 第7章 總結66-68
• 7.1 總結66-67
• 7.2 展望67-68
• 參考文獻68-72
• 致謝72-73

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