基于hsi高光谱遥感数据的水体分布提取及泥沙含量反演研究

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1、基于HSI高光谱遥感数据的水体分布提取及泥沙含量反演研究摘要在水资源调查、水资源宏观监测和自然灾害评估中，利用遥感影像提取水体信息已被广泛使用。传统的遥感影像水体信息提取都是基于LandsatTM、MODIS和SPOT-5等数据，而超光谱成像仪HSI(Hyper-SpectralImager)数据是国内首个航天高光谱数据，国内对HSI数据在水体提取方面的研究还比较少。本文以广西北海市银海区和合浦县2014年1月15日的一景HSI数据为研究区，主要进行了以下研究工作：（1）HSI数据介绍和预处理研究：首先介绍了

2、HSI数据的特点，并对HSI数据进行预处理，包括数据格式转换、辐射校正（FLAASH大气校正）、去除质量差波段和几何精校正。（2）地物光谱特征分析及波段选择：经过数据预处理，得到HSI数据中包括水体在内各典型地物的空间信息，得出不同地物所反映的光谱特性曲线，并分析光谱变化曲线；通过对波段信息量的分析，采用自适应波段选择方法；通过对不同地物类别的可分性分析，采用基于光谱可分性距离的波段选择方法；综合分析两种方法的缺点，提出基于信息量和类别可分性的改进波段选择法，选取最佳波段用于水体信息提取。（3）研究区中水体信

3、息提取的方法比较：分别采用监督分类（最大似然法和支持向量机）、非监督分类（ISODATA和K-Means）、指数法（NDWI）和决策树法（CART）对研究区进行水体提取，通过分析比较得出决策树算法在此研究区中精度值最高。（4）研究区悬浮泥沙的定量反演：在水体中悬浮泥沙反射光谱特征的研究中，运用单波段线性模型、幂指数模型和对数模型以及多波段线性模型和比值模型对水体光谱反射率和悬浮泥沙浓度之间的数值关系进行反演分析，比较得出指数模型更适合本研究区。最后对论文所做工作进行总结，并对之后的研究方向进行展望。关键词：水

4、资源；HSI数据；光谱特征；信息提取；悬浮泥IResearchonExtractionofWaterBodyandSedimentConcentrationDistributionInversionBasedonHSIHyperspectralRemoteSensingDataAbstractIntheinvestigationofwaterresources,waterresourcesmacrofunctionmonitoringandassessmentofnaturaldisasters,usingr

5、emotesensingimagetoextractwaterbodyinformationhasbeenwidelyused.WaterbodyinformationextractionarethetraditionalremotesensingimagebasedonLandsatTM,SPOT-5andMODISdata,HSI(theHyperSpectralImager)dataisthefirstdomesticspacehyperspectraldata,domesticresearchonHS

6、Idataintheareaofwaterbodyextractionisrelativelyless.TothesilverseaareainNorthSeaAreainGuangxiandHepucountyin2014onJanuary15,onesceneHSIdatahasbeenforthestudyarea,mainlysearchingonthefollowingwork:(1)HSIdataintroductionandpretreatmentresearch:Thispaperintrod

7、ucesthefeaturesoftheHSIdata,andtheHSIdataincludingdataformatconversion,radiationcorrection(FLAASHatmosphericcorrection),thepreprocessingworkofthepoorqualityofbandtoremovefinecorrectionandcollections.(2)Aspectralcharacteristicsanalysisandbandselection:afterd

8、atapreprocessing,gettheHSIdataincludingfunctionofwaterbody,thetypicalfeaturesofspatialinformation,analysisofspectralcurve;throughtheanalysisofthespectruminformation,usingadaptivebandselectionmethod;thr