不同指数模型法在水体遥感提取中的比较研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第7卷第4期2007年2月科学技术与工程Vo1．7No．4Feb．20071671—1815(2007)04—0534-04ScienceTechnologyandEngineering@2007Sci．Tech．Engng．不同指数模型法在水体遥感提取中的比较研究王志辉易善桢(华中科技大学数字化工程与仿真中心，武汉430074)摘要通过对五种不同水体提取指数模型(RVI，NDVI，NDWI，MNDWI，NDSI)的原理分析，结合具体实例(洞庭湖水域)进行水体遥感提取来说明五种方法提取水体的差异，从而确定

2、在不同时期和不同用途时所采用最佳的水体提取模型。以洞庭湖水体富营养化监测为最终目的，由此确定了最佳水体遥感提取模型为MNDWI指数模型。关键词指数模型水体提取MODIS遥感中图法分类号TP753；文献标识码B由于遥感数据具有监测范围广、成像周期短、对地观测系统(EOS)系列遥感卫星平台上的主要传信息量丰富等特点。在提取水体、水利规划等方面感器。具有36个光谱通道，分布在从可见光、近红外信息起着重要作用。BartonI，J．等利用AVHRR通道4到热红外的电磁波谱范围内。其空间分辨率分别为提取亮度温度识别水体并对洪水进行了昼夜监测[”，250m、500m

3、和1km。且每天可在不同时间过境4杜云艳等提出基于水体光谱知识的AVHRR影像水次。MODIS数据是目前公开广播、可免费接收的遥感体自动提取识别的水体描述模型。陆家驹等选用数据中空间分辨率和时间分辨率最高的数据资源。LandsatTM5波段提取水体进行了提取试验【3J，盛永与NOAVHRR对比．MODIS保留了AVHRR功能伟等利用AVHRR的通道2与通道1差值图像很好地的同时在数据波段的数目和数据应用范围、数据分识别了水体[4]．汪金花等利用LandsatTM数据和谱辨率、数据接收和数据格式等方面都作了相当大地间关系法提取了唐山市的陡河水库中部水体信

4、息[，改进。这些改进构成了MODIS成为AVHRR的换代产颜梅春利用光谱值1M2+1M3>TM4+1M5的特点和品。第5波段上的阈值将水体与其他地物区别并提取出1．2水体的光谱特征来[6]。整体来说，目前应用最多的是用NOAA-AVHRR由图1可知，在可见光范围内，水体的反射率总气象数据、Landsat—TM和SPOT影像数据提取水体，体上比较低，主要集中在蓝绿光波段，不超过1O％，而利用MODIS数据进行水体提取的研究不多。陆地一般为4％一5％。卫星Landsat和SPOT虽然在时间和空间分辨率上占水体在0。6m波长处的反射率约2％3％，超过据优势，

5、但价格较昂贵，不利于长期地监测应用。所0．75m处的近红外波段反射率显著衰减。水体几乎以利用MODIS数据提取水体信息就有很大的优势。1利用MODIS提取水体研究h¨I一：-嘣1．1MODIS简介薯中等分辨率成像光谱仪(MODIS)是美[]NASA．^¨●ldor、●2OO6年9月29日收到科技部重大基础研究前期专项研究(2004CCA02500)资助．-jJ≈：砒‘_J第一作者简介：王志辉(198O一)，男，湖北赤壁人，华中科技大学数字化工程与仿真中心硕士，研究方向：环境遥感应用。图1几种典型地物光谱特征曲线维普资讯http://www.cqvip.

6、com王志辉，等：不同指数模型法在水体遥感提取中的比较研究535成为全吸收体。因此，在近红外遥感影像上。清澈计算公式为：NDVI=罢。水体呈黑色，而土壤、植被相对较亮，这一特征与植MODIS数据的波段1是红光区[(O．62-．．0．67)Ixm]，被和土壤形成鲜明对比。这也是水体提取重要依据之一。水体的反射率高于植被，波段2是近红外区[(0．8410．876)m]，植被的反射率明显高于水体。因此。采1．3几种不同指数法分析用NDVI来处理可增强水陆反差。NDVI是目前应用比值型指数模型创建的基本原理就是在多光最广的植被指数，常用于指示植被的数量特征以及

7、谱波段内，寻找出所要研究地类的最强反射波段和最弱反射波段，将强者置于分子，弱者置于分母，通用于监测植被的季节变化和用于土地覆盖研究．也过比值运算。进一步扩大二者的差距。使感兴趣的可用于植被区域和非植被区域的识别。在植被覆盖地物在所生成的指数影像上得到最大的亮度增强，稠密的地区，NDVI较高，而在植被覆盖稀疏的地区，而其他背景地物则受到普遍抑制。从而达到突出感NDVI受土壤背景影响较大。如沙漠、水体的NDVI很必趣地物的目的。比值型指数通常又会被作归一化低或为负值。利用此特点，可通过选用阈值建立识处理，使其数值范围统一到一11之间。本文使用别水体和植被、

8、土壤的模型。(3)归一化差分水指数NDWI(NormalizedMODIS数据定标。Difer