基于决策树算法的遥感影像海冰检测技术研究与应用

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1、摘要近些年，海洋灾害频发。我国北部海区地处高纬度地区，海冰灾害时有发生，海冰分布信息的获取成为渤海的环境、资源和灾害等研究领域的重要内容之一。检测海冰的分布状况对于研究海冰结冰规律，预测海冰结冰范围，进而降低灾害损失等方面具有重大实际意义。海冰检测本质上可以看作是将海冰和海水作为两个类别的分类问题。海冰和海水之间光谱特征的差异为分类提供了依据，通过卫星遥感技术获得的遥感影像可以提供这些光谱数据。作为一种重要的数据挖掘技术，决策树算法可以有效地完成分类任务，并可发现决定分类的关键因素。为此，本文研究了基

2、于决策树的遥感影像海冰检测方法，并搭建了海冰检测系统，主要工作包括：本文将遥感影像中的海冰检测问题转化为数据挖掘分类问题，基于数据挖掘决策树分类算法，给出了遥感影像中海冰检测的方法及流程，通过对MODIS遥感影像相关波段的数据统计，发现了MODIS影像中与海水及海冰反射率相关的主要波段，在此基础上，利用发现的相关波段构建了用于海冰检测的决策树，得出了MODIS影像中海冰检测的相关规则，并将相关规则应用于渤海辽东湾地区的海冰检测，结果证明了该方法的有效性。此外，将该方法推广应用于LandsatTM影像和

3、HJ影像的海冰检测中，也获得了相似的检测结果，表明了决策树分类算法对遥感影像中海冰检测的适应性。基于对海冰检测方法的研究，设计并实现了基于决策树的遥感影像海冰检测系统。该系统包括数据导入模块、数据预处理模块、信息提取模块、数据输出模块。关键词：遥感影像；分类；C4．5；海冰检测Abstraet黜㈣Intherecentyears，marinedisastershaveoccurredfrequently．AsChina’Snorthernseaarealocatedinthehighlatitudes

4、．theseaicedisastershappensometimes，whichmakesitanimportantresearchfieldsonBohai’Senvironment．resourceanddisastertoacquirethedistributioninformationoftheseaice．ItiSofgreatsignificancetodetecttherangeoftheseaicedistribution,whichwillcontributetostudyonthe

5、seaicefreezinglawandpredictthescopeoftheseaice．therebyreducingthelOSScausedbytheseaiCedisaster．Essentiallythedetectionoftheseaicecanbeconsideredasaclassificationoftheseawaterandtheseaiceintotwoclasses．Thedifferencesbetweenthespectralcharacteristiesofthe

6、seaiceandtheseawaterprovidethebasisfortheclassificationandthesespectraldatacanbeprovidedfromRemoteSensingimages．Asanimportantdataminingtechnology,thedecisiontreealgorithmCaneffectivelycompletetheclassificationtaskandfindthecriticalfactorsthatwillaffectt

7、heclassificationprocess．T}liSPaperstudiesthedecisiontree—basedremotesensingimagesseaicedetectionmethods．andaseaicedetectionsystemiSbuilt．ThemainworkinthisPaperisasfollows：Theremotesensingimages．basedSeaicedetectionistransformedintotheclassificationofthe

8、seawaterandtheseaice．Basedonthedecisiontreealgorithmofdatamining．themethodanditsprocessaregiven．ThroughthestatisticsofthebandsofMODISremotesensingimage．thekeybandsintheMODISimageassociatedwiththeseawaterandtheseaicearefound．Based