基于Radon域描绘子乾安湖群湖泊形态变化遥感信息提取

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1、第29卷第3期地理科学Vo1．29No．32009年06月SCIENTIAGEOGRAPHICASINICAJune，2009基于Radon域描绘子乾安湖群湖泊形态变化遥感信息提取李晓峰，张树清，那晓东一，于欢，潘欣(1．中国科学院东北地理与农业生态研究所，吉林长春130012；2．中国科学院研究生院，北京100039)摘要：以乾安湖泊群为研究对象，利用1989年和2001年乾安县TM影像分割得到两个时期的湖群对象，利用具有几何不变性的Radon域描绘子提取每个湖泊对象的形态特征向量，根据所定义的湖泊相似度指数计算出两个时期湖泊对象的相似度，定量地描述了湖泊对象的时空形态变

2、化特征。通过对所建立的面向对象数据库的挖掘，得到了比传统的湖泊面积变化检测更加丰富有效的信息，为防止湖泊进一步萎缩制定有效的保护性措施提供了数量化依据。关键词：Radon域描绘子；相似度指数；形态特征向量；面向对象数据库中图分类号：TP751文献标识码：A文章编号：1000—0690(2009)03—0421—06湖泊对发展经济、维持区域生态环境平衡起据库，并对两个不同时期的湖泊对象定义形态相似到重要的作用j。遥感技术是进行湖泊动态变化度指数，进一步实现该指数与面积变化的统计关联研究的一种行之有效的方法，很多湖泊动态变化监分析，挖掘其隐含信息，定量地描述湖泊对象的时测的研究

3、中引入遥感手段。已有研究大多数空形态变化特征。针对湖泊面积变化监测，很少关注湖泊形态信息的1实验区概况提取。事实上，湖泊的形态决定于其成因和发展过程，又是客观反映。定量描述湖泊形态特征变化，乾安县在吉林省西部平原腹地，123。2528”～能为认知湖泊的演化机理与驱动力提供参考，为防124。2248E、44。3810”～45。1857”N，其总面积为止湖泊进一步退化制定有效的保护性措施提供决3426．5km，年降水量仅292am，80％集中6～9策支持。目前的形状描述方法尚有如下不足：月，年蒸发量1874mm，蒸发量远大于降水量，导一是各形状描述子均依赖于定位准确且鲁棒性强致

4、该地干旱化严重。研究区内有大量湖泊一乾安的边缘检测算子，大多数边缘检测算子不符合要湖群，湖泊面积均较小，一般水深1～2113。湖泊丰求；二是不能处理多连通区域边缘情况。富的水资源成为维持该区生态环境重要水源，对周Radon变换以其良好的反映目标直线结构能围生态环境、区域小气候发挥巨大调节作用'。力被广泛用于遥感影像上线性特征的检测r-9]。由于自然和人为因素影响，近几十年来乾安湖泊群Radon变换也有与形状表示相关的有用性质，利用面积逐渐减小，甚至萎缩消失。这些性质能构造出具有部分几何变换(旋转或尺2研究方法度)不变性图像纹理特征“或形态描绘子¨。Tabbone13j构造的

5、Radon域形态描绘子把平面对2．1数据源象的内部结构和外部边界特征同时考虑在内，并有选取覆盖乾安县两景Landsat5TM影像作为完全的几何变换(尺度、平移、旋转)不变性，对噪实验数据，轨道号为119／029，成像时间分别为声影响也有一定鲁棒性。1989年8月2日和2001年8月11日。通过选取本文将利用上述Radon域描绘子对分割后的同名点将两幅影像进行几何配准，残差控制在0．5湖泊对象提取形态特征向量，将其存人面向对象数个像元以内，使用乾安县界进行裁切处理，得到收稿日期：2008一J1—10；修订日期：2009—04—09差拿妻要旱：!璺学院东北地理与农业生态研究所青

6、年博士基金项目(08H2031001),围HI家自然科学基金项目(40871188)资助：孝晓峰(1978一)．男，黑龙江讷河人，博士，助理研究员，主要从事遥感图像处理、湿地遥惫方面的研究。l：lixi．aolengl228gmail．corn422地理科学29卷图1。直接使用原始影像数据进行湖群分割，所以2．2图像多尺度分割不必对两时相影像作辐射进行归一化处理。实验中多尺度影像分割可以理解为一个局部优化过选取TM1-5和TM7波段，空间分辨率为28．5m。程，而异质性则是由对象的光谱(spectra1)和形状图1乾安县TM假彩色合成影像Fig．1Pseudo—colorc

7、ompositionTMimagesofQiananCounty(shape)差异确定的，形状异质性由其光滑度准确地分割所得到的两个时期湖泊对象是下(smoothness)和紧凑度(compactness)来衡量Ⅲ’懈J。一步进行定量化信息提取基础。图2c可看到湖泊我们应用面向对象分类软件eCognition4．0分大面积退化和减少，发现大部分减小后的湖泊和原别对乾安县两个时期的TM多光谱影像进行多分来湖泊形态上有相似性。为定量描述这种现象，将辨率分割，经反复实验，确定分割中输入的参数如分割结果进行二值化处理后，通