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(lái)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(duì)應(yīng)等諸多問(wèn)題阻礙了遙感學(xué)科的發(fā)展,而造成這些問(wèn)題的關(guān)鍵——數(shù)據(jù)間的尺度差異也成為了研究熱點(diǎn)。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(jí)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(duì)象間的空間結(jié)構(gòu)形態(tài)特征。并且目前對(duì)于面向?qū)ο蟮挠跋穹治龃蠖嗤Ａ粼谛畔⑻崛‰A段,對(duì)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(duì)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(shí)測(cè)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(guó)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(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與不同尺度下的遙感數(shù)據(jù)有機(jī)結(jié)合,通過(guò)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(duì)象聯(lián)系起來(lái)

3、,實(shí)現(xiàn)特征參量的對(duì)象化,從而完成面向?qū)ο蟮某叨绒D(zhuǎn)換。并利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果通過(guò)數(shù)據(jù)擬合、對(duì)比分析,進(jìn)行以對(duì)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(zhǎng)算法,通過(guò)設(shè)置不同分割參數(shù),確定對(duì)象最優(yōu)分割尺度,實(shí)現(xiàn)遙感圖像的多尺度分割,獲得了不同尺度下的對(duì)象層次體系。并利用數(shù)學(xué)模糊分類方法在不同尺度對(duì)象層中提取地物信息,實(shí)現(xiàn)了面向?qū)ο蟮男畔⑻崛『陀跋穹诸?完成了本研究過(guò)程中的對(duì)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(shí)測(cè)的點(diǎn)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(shí)現(xiàn)了特征參量的對(duì)象化。在LAI的反演過(guò)程中,采用兩次回歸分析實(shí)現(xiàn)實(shí)測(cè)點(diǎn)與衛(wèi)星面狀數(shù)據(jù)的擬合,使得反演結(jié)果與地面實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相關(guān)性達(dá)0.955,

5、提高了衛(wèi)星數(shù)據(jù)的反演精度;其次是計(jì)算大尺度下的點(diǎn)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(duì)應(yīng)關(guān)系,通過(guò)對(duì)象間合并實(shí)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(duì)面向?qū)ο蟪叨绒D(zhuǎn)換方法的普適性及不足進(jìn)行評(píng)價(jià)與分析。
　　3、在面向?qū)ο蟮某叨绒D(zhuǎn)換過(guò)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(duì)應(yīng)性三個(gè)過(guò)程中都存在誤差及不確定性,本文利用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)過(guò)程模型,分析了地物對(duì)象在尺度變化前后的不確定性。
　　綜上所述,本文通過(guò)基于地物類別反演的方式結(jié)合面向?qū)ο笮畔⑻崛》椒▽?shí)現(xiàn)了針對(duì)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(shí)驗(yàn)分析了其過(guò)程中各階段尺度效應(yīng)及轉(zhuǎn)換結(jié)果的不確定性,對(duì)于實(shí)現(xiàn)多源遙感數(shù)據(jù)同化、遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)以及普適性的尺度轉(zhuǎn)換方