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Hyperion高光谱遥感数据的处理及其在喀斯特石漠化等级划分中的应用

作　者: 朱珂
导　师: 安裕伦；张小平
学　校: 贵州师范大学
专　业: 自然地理学
关键词: 高光谱遥感石漠化 EO-1 Hyperion
分类号: P237
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 390次
引　用: 3次
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内容摘要

在遥感技术经历了全色(黑白)、彩色摄影、多光谱扫描成像阶段之后,进入了一个崭新的阶段——高光潜遥感(HyperspectralRemote Sensing)阶段。高光谱遥感克服了传统全色及多光谱遥感在波段数、波段范围、精细信息表达等方面的局限性,以较窄的波段区间、较多的波段数量提供遥感信息,能够从光谱空间中对地物予以细分和鉴别。与此同时,荒漠化成为当今全球最严重的环境与社会经济问题之一。而荒漠化在中国南方湿润石灰岩岩溶地区表现为石漠化。如何将高光谱遥感技术引入到石漠化研究,特别是石漠化等级划分研究中来,是本文讨论的重点。论文以地球观测卫星EO-1所拍摄的Hyperion高光谱遥感影像数据为主要信息源,结合研究区同步野外调查,对安顺市和黔西南州交界处的花江峡谷地区的石漠化状况进行了研究。通过详细的野外调查工作,得到研究区地物光谱曲线的第一手资料,并建立单一地物光谱库。并对Hyperion数据进行了必要的预处理,得到反射率信息。综合运用“3S”技术,将高光谱遥感影像与地形图、岩性岩组图、坡度图、调查路线、GPS定位的调查点、以及实测的光谱曲线和照片综合进行考虑,建立以高光谱遥感影像为基础的石漠化等级光谱库。最后探讨了高光谱遥感数据的五种常用分类方法及分类预处理步骤,为后续工作提供一些思路。文中,基于高光谱遥感影像数据建立喀斯特地区石漠化等级光谱库是本文研究的重点。不但首次将高光谱数据应用到喀斯特地区石漠化的研究中来,还改进了基于传统多光谱遥感影像建立的石漠化影像特征判读标准,建立了基于高光谱遥感影像光谱曲线的新的喀斯特地区石漠化等级判读指标。进一步提高了石漠化遥感解译的精确度和实用性。

全文目录

目录  4-8
摘要  8-9
ABSTRACT  9-10
1.绪论  10-17
  1.1 引言  10
  1.2 高光谱遥感技术的发展及应用  10-13
    1.2.1 国外高光潜遥感技术的发展及应用  11-12
    1.2.2 国内高光谱遥感技术的发展及应用  12-13
  1.3 喀斯特石漠化研究现状  13-14
    1.3.1 我国喀斯特地区石漠化现状  13
    1.3.2 目前对喀斯特石漠化状况的研究方法  13-14
  1.4 本文的总体研究思路  14-17
    1.4.1 研究目的  15
    1.4.2 研究内容  15-16
    1.4.3 研究意义  16-17
2.研究区选择  17-21
  2.1 研究区自然概况  17-19
    2.1.1 地理位置  17
    2.1.2 自然地理概况  17-19
  2.2 喀斯特发育情况  19-21
3.Hyperion数据及其获取  21-25
  3.1 Hyperion数据  21-23
    3.1.1 EO-1卫星的技术性能  21-22
    3.1.2 Hyperion数据产品的特性  22-23
  3.2 Hyperion数据的获取  23-25
    3.2.1 Hyperion数据的选择  23-24
    3.2.2 Hyperion数据的获取  24-25
4.Hyperion数据的预处理  25-38
  4.1 数据处理软件ENVI简介  27-28
  4.2 研究区范围确定  28
  4.3 未定标及受水汽影响波段的去除  28-29
  4.4 DN值到绝对辐射值转换  29
  4.5 坏线修复  29-30
  4.6 垂直条纹的去除  30-32
    4.6.1 均值去条纹法  31
    4.6.2 全局去条纹法  31-32
    4.6.3 本文使用的去条纹方法  32
  4.7 绝对辐射值到反射率的转换  32-36
    4.7.1 利用公式进行反射率反演  33-35
    4.7.2 FLAASH大气纠正及反射率反演  35-36
  4.8 几何纠正  36-38
5.研究区实地调查  38-54
  5.1 调查准备  38-39
    5.1.1 调查时间  38
    5.1.2 调查路线  38
    5.1.3 调查样点的初选  38
    5.1.4 调查设备  38-39
  5.2 ASD光谱仪技术性能及使用方法  39-41
  5.3 实地调查  41
  5.4 调查结果整理  41-52
    5.4.1 单一地物光谱特征的提取  42-48
    5.4.2 单一地物光谱库的建立  48
    5.4.3 研究区域内典型石漠化等级  48-52
  5.5 野外调查出现的问题及改进  52-54
6.高光谱遥感在石漠化分类中的研究  54-64
  6.1 不同石漠化等级光谱曲线特征及其影像特征提取  54-63
    6.1.1 调查点1  54-56
    6.1.2 调查点2、3  56-57
    6.1.3 调查点4  57-58
    6.1.4 调查点5  58-60
    6.1.5 调查点6  60
    6.1.6 临时调查点  60-61
    6.1.7 调查点8、9  61-62
    6.1.8 调查点10  62-63
  6.2 不同石漠化等级光谱库的建立  63-64
7.高光谱遥感影像常用的分类方法  64-68
  7.1 高光谱遥感影像分类预处理  64-66
    7.1.1 最小噪声分离变换  64-65
    7.1.2 纯净像元指数  65
    7.1.3 n维可视化分析  65-66
  7.2 高光谱遥感影像常用的分类方法  66-68
    7.2.1 波谱角分类  66-67
    7.2.2 线性波谱分离  67
    7.2.3 匹配滤波  67
    7.2.4 混合调制匹配滤波  67
    7.2.5 波谱特征拟合  67-68
8.结论与展望  68-70
  8.1 主要研究成果  68-69
  8.2 创新点  69
  8.3 展望  69-70
致谢  70-71
参考文献  71-75
附录1  75-77
附录2  77-78
附录3  78-79

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