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《基于改进的NDBI指数法的遥感影像城镇用地信息自动提取》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第38卷第2期河海大学学报(自然科学版)Vol.38No.22010年3月JournalofHohaiUniversity(NaturalSciences)Mar.2010DOI:10.3876/j.issn.1000O1980.2010.02.012基于改进的NDBI指数法的遥感影像城镇用地信息自动提取杨智翔,何秀凤(河海大学卫星及空间信息应用研究所,江苏南京210098)摘要:针对目前遥感影像城镇用地信息提取存在精度不高、不够客观等问题,在分析LandsatETM影像上各主要地物光谱特征的基础上,提出了一种基于改进的归一化建筑指数(NDBI)的遥感影像城镇用地信息自动提取方法.利用南京
2、市主城区的LandsatETM影像对该方法进行了验证,结果表明:该方法能够有效提取研究区的城镇用地信息;相对于常规的NDBI指数法,改进后的方法消除了稀疏植被对城镇用地提取精度的影响,大大提高了城镇用地信息的精度,并具有快速、客观等优点.关键词:城镇用地;NDBI;遥感影像;信息提取;稀疏植被中图分类号:TP79文献标识码:A文章编号:1000O1980(2010)02O0181O04城镇是城市和集镇两者的简称,指具有一定规模的工商业和交通运输业,以非农业人口为主的居民[1]点.近年来遥感技术已成为城镇用地动态监测的有效手段之一.利用遥感影像可以快捷、准确与客观地获取城镇用地信息,获得不同
3、时期城镇用地分布范围和面积资料,监测城市的扩张过程,对于城市的合理规划、城镇用地规模的控制和耕地资源的保护,都具有重要的意义.目前在没有GIS辅助的情况下,常用的遥感影像城镇用地信息提取方法是计算机分类(包括监督分类和[2O3]非监督分类),但城镇用地信息的分类精度较低,一般不超过80%.为了取得更高的精度,有时不得已采[4]用目视判读或直接手工屏幕数字化的方法,但非常费时,工作量大,效率低.刘亚岚等提出对整幅遥感图像进行分区自动分类的方法,分区精度在80%以上,但受分区数量的影响,存在人为误差且不易操作;杨存建[5]等用谱间结构阈值法从TM影像上半自动提取了福建省福清市的居民地信息,但需
4、经过反复试验选取合[6]适的阈值,精度具有不确定性,提取结果不够客观;查勇等利用归一化建筑指数(NDBI)自动提取了无锡市的城镇用地信息,取得了较好的结果,但因受到遥感影像异物同谱、同物异谱的影响,在城镇用地信息提取过[7O8]程中,常常受到稀疏植被、裸露地等因素的影响,一定程度上影响了城镇用地信息的精度.本文针对上述方法存在的不足,在分析LandsatETM图像各地物光谱特征的基础上,利用稀疏植被独特的光谱性质,提出了一种基于改进的NDBI指数的遥感影像城镇用地信息自动提取方法.该方法消除了稀疏植被对城镇用地信息精度的影响,提高了城镇用地信息提取的质量.1城镇用地信息提取方法选择南京市主
5、城区为研究区,范围包括鼓楼区、玄武区、栖霞区、下关区、秦淮区、白下区、建邺区和浦口区.所使用的数据是LandsatETM影像,成像时间为2000年9月16日,轨道号为120/38,研究区内无云层覆盖,影像质量良好.由于ETM图像第6,8波段分别为热红外波段和全色波段,所以只选用了ETM图像的1~5,7波段,地面分辨率为30m.1.1主要地物光谱特征分析为了分析南京市主城区城镇用地信息在LandsatETM图像上的光谱曲线变化规律及其与背景地物的差异,对研究区内的水体、城镇、林地、耕地、稀疏植被5类主要地物进行采样,做出它们的光谱曲线,如图1所示.收稿日期:2009O03O06基金项目:国家
6、自然科学基金(50539110/E090103);江苏省普通高校研究生科研创新计划(CX08B_110Z)作者简介:杨智翔(1983)),男,江西遂川人,博士研究生,主要从事遥感图像处理及其应用研究.E2mail:yzx@hhu.edu.cn182河海大学学报(自然科学版)第38卷由图1可知,城镇用地、稀疏植被在ETM图像第4和第5波段之间灰度值都呈上升趋势,与其他地物波谱特性相反;耕地、林地、稀疏植被在第3波段和第4波段之间灰度值呈上升趋势,其中稀疏植被既有植被的光谱特性,又具有城镇用地的光谱特性.1.2NDBI指数法的改进11211NDBI指数法NDBI指数源于对归一化差异植被指数(N
7、DVI)的深入分析,最早[9]由杨山提出,称为仿植被归一化指数,后由查勇等改为归一化建筑[6,10]指数.NDBI指数法起初是基于LandsatTM图像构建的,在TM4和图1主要地物在LandsatETMTM5波段之间,除了城镇灰度值走高外,其他地类都变小,通过这一光影像上的光谱曲线谱特性可以实现城镇用地的自动提取.由于ETM与TM图像的传感器Fig.1Spectralcurvesofmainground特性基本一致,故
