發(fā)布時間：2020-05-07 05:39

【摘要】：城市不透水面是研究城市生態(tài)環(huán)境問題和變化發(fā)展的重要指標,其景觀格局分析是衡量城市化進程的有效手段。因此,城市不透水面分布提取及其景觀格局評估具有重要的實際意義。遙感影像由于具有快速、可重復、大范圍觀測的優(yōu)點,已經成為城市不透水面提取的主要數據來源。傳統(tǒng)全球和區(qū)域尺度下城市不透水面提取多采用中低分辨率遙感影像,隨著遙感技術的發(fā)展,高分辨遙感影像為精細尺度城市局部不透水面分布估計提供了可能。然而,高分辨遙感影像中常存在大量的陰影區(qū)域,陰影的遮擋使得后續(xù)城市精細不透水面提取及其景觀格局分析成為一項具有挑戰(zhàn)性的科學工作。為此,本文從高分辨遙感影像陰影提取出發(fā),圍繞高分辨率遙感影像城市精細不透水面提取、陰影覆蓋對不透水面景觀格局分析的影響評估兩大核心內容進行深入的探討,本文的主要研究工作及結論如下：1)面向對象高分辨率遙感影像陰影檢測算法及其參數作用評估和優(yōu)化高分辨遙感影像中存在大量陰影,嚴重影響后續(xù)影像解譯工作。高分辨遙感影像具有地物細節(jié)清晰和信息豐富等特點,面向對象的陰影提取方法是十分有效的解譯手段,其分割參數會直接影響最終提取結果的精度。因此,本文提出一種融合多陰影特征的面向對象高分辨遙感影像陰影檢測算法,即首先采用多尺度分割方法獲取陰影對象,再以對象為單位利用D-S (Dempster-Shafer, D-S)證據理論融合多種陰影特征進行陰影提取。另一方面,本文采用OAT (One-at-a-Time, OAT)分析及正交設計的思想對該算法中單一分割單參數作用及靈敏度、分割參數對間交互作用進行評估,最終獲取顧及參數交互作用的最優(yōu)陰影提取參數組合。實驗表明,該算法是一種有效的針對高分辨遙感影像陰影提取的算法,且分割參數優(yōu)化過程中參數之間的交互作用對最終陰影提取結果的影響是不應忽略的。2)基于多時相多源高分辨率遙感數據的城市不透水面提取融合高分辨遙感影像和LiDAR (Light Detection and Ranging)遙感數據是解決高分辨遙感影像陰影覆蓋問題、實現精細尺度上城市不透水面提取的有效方法。然而,由于LiDAR數據成本高、數據處理復雜,其獲取時間很難恰好與高分辨遙感影像一致。為此,融合多時相高分辨遙感影像及LiDAR遙感數據進行不透水面提取時需要解決兩種數據源之間的觀測差異問題,如實際地物變化問題、異源遙感數據高度地物匹配誤差問題、陰影下地物提取問題、LiDAR數據缺失問題。綜上,本文為實現高精度的精細尺度城市不透水面提取,提出了一種融合多源多時相的高分辨遙感數據不透水面提取策略。具體步驟為：首先采用多元變化檢測方法(Multivariate Alteration Detection, MAD)對多源數據的觀測差異進行提取,然后考慮獨立分割所得到的對象空間信息,實現多源高分辨率遙感數據分類結果的信息融合,最終獲取高精度的不透水面提取結果。實驗證明本方法可以克服多源多時相高分辨率遙感數據的觀測差異問題,且獲取不同時相的高精度城市不透水面提取結果。3)高分辨率城市遙感影像中陰影對不透水面景觀格局分析的影響評估城市不透水面景觀格局可以有效展現城市化的狀態(tài),景觀指數是景觀格局分析的主要手段�；诟叻直孢b感影像可以提供精細尺度的城市不透水面分布數據。但是,現有研究中一般忽略了高分辨遙感影像中陰影覆蓋對城市不透水面景觀格局的影響。本文提出—種陰影對景觀格局影響評估策略,通過統(tǒng)計分析陰影面積和陰影下地物恢復前后城市不透水面景觀指數變化值之間的相關性,證實了陰影覆蓋對景觀格局分析會造成顯著影響。
【圖文】：

武漢大學博±學位論文逡逑特征的Ｗka提取準則，結合地物對象和提取準則進行高分辨遙感影像的樷欗提取。整體逡逑算法流程閣如W３．邋１所示。逡逑１）對ＲＧＢ賴色空間的遙感影像化行多尺度分割，具體見３N２節(jié)。逡逑２）根據不變顏色空間提取陰影光譜特征NB１、龍、尤，提取候選陰影區(qū)域，具體化逡逑３N３節(jié)。逡逑３）陰影檢測準則的核也計算為Ｄ－Ｓ證據理論中的基本概率分配函數（Ｂａｓｉｃ逡逑Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ邋Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ邋Ｉｎｕｎｃｔｉｏｎ，邋ＢＰＡＦ），該準則具體見邋３．１．４邋節(jié)。逡逑？邐＼逡逑？邋ＨＥＨＭ《尺度分ｆＨ邋Ｉ逡逑

３．３．１實驗影像１逡逑３．３N１基于Ｄ－Ｓ證據理論的面向對象高分辨遙感影像陰影提取逡逑圖３．邋４邋（ａ）展示了實驗原始影像１，圖３．邋４（ｂ）展示了通過目視解譯所獲取的陰影參逡逑考影像，其中，黑色和白色分別代表了陰影和非陰影區(qū)域，該結果被認為是本實驗欗像逡逑陰z@提取的＂真值＂，，參與后續(xù)陰影提取結果精度評定。圖３．邋４（ｃ）展示的是基于Ｄ－Ｓ證逡逑據理論的耐向對象高分辨遙感影像陰影捉化方法巧果（參數巧置為５＝１０、ＷｅｃｌＤｒ＝０．３、逡逑Ｗｃ0ｍｐａｃｔ＝０．９、／？｜＝０．８９、尸０．８２、巧＝０．８８），度一■組參數產生按照正父表２７次實驗中影逡逑像１能獲取的最高總體精度（ＯＡ＝９４．４４４％）。通過Ｈ個光譜特征所獲取的陰影候選區(qū)域逡逑如圖３．邋４州－巧所示。逡逑４１逡逑
【學位授予單位】：武漢大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P237;P901

【參考文獻】

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本文編號：2652519