面向?qū)ο蟮倪b感產(chǎn)品尺度轉(zhuǎn)換與不確定性分析.pdf

1、近年來隨著遙感應(yīng)用的不斷發(fā)展,出現(xiàn)了大量不同種類的遙感數(shù)據(jù),由此引發(fā)的數(shù)據(jù)集成應(yīng)用困難、多源數(shù)據(jù)同化不對應(yīng)等諸多問題阻礙了遙感學科的發(fā)展,而造成這些問題的關(guān)鍵——數(shù)據(jù)間的尺度差異也成為了研究熱點。關(guān)于遙感數(shù)據(jù)的尺度研究一般分為尺度轉(zhuǎn)換與尺度效應(yīng)兩部分,早期的尺度研究大多是基于像元級別的,僅僅考慮了地物的光譜信息而忽略了由像元組成的對象間的空間結(jié)構(gòu)形態(tài)特征。并且目前對于面向?qū)ο蟮挠跋穹治龃蠖嗤Ａ粼谛畔⑻崛‰A段,對于提取之后的面向?qū)ο筮b感數(shù)

2、據(jù)應(yīng)用較少。針對這方面研究存在的不足,本文以黑河流域的綠洲區(qū)作為研究區(qū)域,利用其地面實測數(shù)據(jù)、高分辨率TM影像數(shù)據(jù)及中低分辨率的地表特征參量產(chǎn)品(MODIS葉面積指數(shù)產(chǎn)品(LAI)與國產(chǎn)FY-3溫度日產(chǎn)品(LST)),建立了一種面向?qū)ο蟮某叨绒D(zhuǎn)換模型,將地表特征參量的實測數(shù)據(jù)與不同尺度下的遙感數(shù)據(jù)有機結(jié)合,通過面向?qū)ο蟮男畔⑻崛》椒ń匚镱悇e信息的多尺度層次網(wǎng)絡(luò),利用與地表覆蓋類型相關(guān)的某一中間參數(shù)將地表特征參量與影像對象聯(lián)系起來

3、,實現(xiàn)特征參量的對象化,從而完成面向?qū)ο蟮某叨绒D(zhuǎn)換。并利用實驗結(jié)果通過數(shù)據(jù)擬合、對比分析,進行以對象為基本單元的尺度效應(yīng)與不確定性分析,主要研究成果包括:
　　1、本研究采用區(qū)域生長算法,通過設(shè)置不同分割參數(shù),確定對象最優(yōu)分割尺度,實現(xiàn)遙感圖像的多尺度分割,獲得了不同尺度下的對象層次體系。并利用數(shù)學模糊分類方法在不同尺度對象層中提取地物信息,實現(xiàn)了面向?qū)ο蟮男畔⑻崛『陀跋穹诸?完成了本研究過程中的對象生成階段。根據(jù)混淆矩陣得到其K

4、appa系數(shù)為0.7944,整體分類精度為0.8698,取得了較好的面向?qū)ο蠓诸惤Y(jié)果。
　　2、結(jié)合地面實測的點狀數(shù)據(jù)和不同尺度下衛(wèi)星的面狀數(shù)據(jù),構(gòu)建了面向?qū)ο蟮倪b感數(shù)據(jù)尺度轉(zhuǎn)換模型。首先,利用遙感數(shù)據(jù)獲取了中間參數(shù)(NDVI與地表比輻射率),并基于中間參數(shù)反演地表特征參量(LAI和LST),實現(xiàn)了特征參量的對象化。在LAI的反演過程中,采用兩次回歸分析實現(xiàn)實測點與衛(wèi)星面狀數(shù)據(jù)的擬合,使得反演結(jié)果與地面實測數(shù)據(jù)相關(guān)性達0.955,

5、提高了衛(wèi)星數(shù)據(jù)的反演精度;其次是計算大尺度下的點狀數(shù)據(jù)(MODIS LAI和FY-3 LST)與小尺度下面狀影像區(qū)域(TM影像)的對應(yīng)關(guān)系,通過對象間合并實現(xiàn)地表特征參量的數(shù)據(jù)聚合完成面向?qū)ο蟮某叨绒D(zhuǎn)換;LAI和LST的尺度轉(zhuǎn)換結(jié)果與其大尺度遙感產(chǎn)品相關(guān)性分別為0.688和0.380,依據(jù)兩者結(jié)果的差異對面向?qū)ο蟪叨绒D(zhuǎn)換方法的普適性及不足進行評價與分析。
　　3、在面向?qū)ο蟮某叨绒D(zhuǎn)換過程中,不同分割參數(shù)得到的分類結(jié)果不同,不同分類

6、結(jié)果反演得到的特征參數(shù)值分布不同?？紤]到在影像分類、尺度轉(zhuǎn)換、幾何對應(yīng)性三個過程中都存在誤差及不確定性,本文利用簡單的實驗過程模型,分析了地物對象在尺度變化前后的不確定性。
　　綜上所述,本文通過基于地物類別反演的方式結(jié)合面向?qū)ο笮畔⑻崛》椒▽崿F(xiàn)了針對地表特征參量的面向?qū)ο蟪叨绒D(zhuǎn)換。并根據(jù)LAI與LST的尺度轉(zhuǎn)換實驗分析了其過程中各階段尺度效應(yīng)及轉(zhuǎn)換結(jié)果的不確定性,對于實現(xiàn)多源遙感數(shù)據(jù)同化、遙感產(chǎn)品真實性檢驗以及普適性的尺度轉(zhuǎn)換方