绿洲景观多季相特征的线性光谱混合分解方法研究.pdf

《绿洲景观多季相特征的线性光谱混合分解方法研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第26卷第8期1742010年8月农业工程学报TransactionsoftheCSAEVbl．26No．8Aug．2010绿洲景观多季相特征的线性光谱混合分解方法研究刘娜1，李红2，孙丹峰睬，周连第2(1．中国农业大学资源与环境学院，北京100193；2．北京市农林科学院综合发展研究所，北京100097)摘要：因干旱、半干旱区生态环境的脆弱性和社会经济的干扰，区域景观季相间具有显著变异，但该类区域季相景观异质性研究相对薄弱。加上遥感数据窄问分辨率的约束，表征荒漠化状态的异质性景观特征以一定程度的混合像元存在，传统的景观信息提取

2、方法具有一定的局限性。以甘肃省民勤县为例，进行了荒漠化异质性季相景观特征的线性光谱混合分解方法研究，包括端元类型确定，多季相代表性端元选择和光谱值优化等关键步骤。结果表明，多季柏线性光谱混合分解模型考虑厂端元在季相之间的叮比性和分解结果的物理意义，可以直接进行物理解译，有效模拟民勤绿洲的景观要素分布，多季相端元丰度可以描述各类端元的季相变异，为士地荒漠化监测评价提供保障。关键词：主成分分析，遥感，图像处理，线性光谱混合分解模型，多季相景观特征，端元类型，光谱值优化，民勤绿洲doi：10．3969／j．issn．1002—6819

3、．2010．08．030中图分类号：TP79文献标识码：A文章编号：1002—6819(20LO)一08一0174-09刘娜，李红，孙丹峰，等．绿洲景观多季相特征的线性光谱混合分解方法研究[J]．农业工程学报，2010，26(8)：174—182．LiuNa，LiHong，SunDanfeng，eta1．Extractingoasislandscapemulti-seasonalcharacteristicswithlinearspectralmixtureanalysis[J]．TransactionsoftheCSAE，20

4、10，26(8)：174—182．(inChinesewithEnglishabstract)0引言荒漠化是当今全球最严重的环境与社会经济问题之一，绿洲荒漠化的发展已严重影响到部分地区的可持续发展【I】，准确和快速评价绿洲荒漠化状态，掌握其发展过程，对荒漠化防治具有现实意义。随着遥感技术的发展，利用遥感技术提取荒漠化信息已成为荒漠化监测和评价的主要手段【2击J，但因遥感数据空间分辨率的限制，表征荒漠化状态的异质性景观特征以一定程度的混合像元存在，以像元为分析单元的传统遥感分析方法在详细荒漠化信息提取中具有很大的局限性。光谱混合分

5、析(spectralmixtureanalysis，SMA)是一种有效处理混合像元的遥感分析方法，它将混合像元分解成不同基本组分的组合，其结果以各基本组分在混合像元中所占的面积百分比图像来表剥卜81。近年来国内外学者为提高混合像元分解的精度，提出不同的光谱混合模型，包括线性、概率、几何光学、随机几何、模糊分析模型等，研究表明线性光谱混合模型对解决像元的混合现象具有很好的效果【9。21。此外不同景观类型在各生长季相都有其独特的光谱特征，基于单季相的荒漠化评价忽略了气候和环境的季相变化规律对评价指标的影响，并且遥感季相数据的随意收稿

6、口期：2010-03．19修订F]期：2010-08-03基金项目：国家科技支撑项目(2006BABt5805)：国土资源部土地利用重点实验室开放研究项目(08-02)作者简介：刘娜(198l一)，女，山东临沂人，博士生，主要从事自然生态脆弱区土地退化及其驱动机制研究。北京中国农业大学资源与环境学院，100193。Emaiheternalbj@163．eom※通信作者：孙丹峰(1971一)，男，山东海阳人，博士，教授，t要从事资源环境信息技术与土地利用覆被研究。北京中国农业大学资源与环境学院，100193。Email：sundf

7、@cau．cdu．cn选择，导致了评价结果问的对比性和稳定性差，影响了荒漠化评价的精度【8'13—41，而多季相特征的研究会避免或减少荒漠化单季相遥感评价存在的问题。本文以中国典型的荒漠绿洲县民勤为例，开展多季相线性光谱混分解方法研究进行荒漠化异质性信息提取，为区域荒漠化发牛机理、过程差异和针对性的指导区域荒漠化防治措施提供有效景观特征。同时在前人研究基础上【4-6】，补充利用荒漠化多季相异质性信息，对民勤更长时间序列的荒漠化状态进行全面稳定的评价具有现实意义。1材料与方法1．1研究区概况民勤县地处河西走廊东北部，位于石羊河流域

8、下游，东北与腾格里沙漠接壤，西邻巴丹吉林沙漠，县境地势四周高、中部低，具有明显的盆地地貌特征(图1)。该地年降水量113．2inm，蒸发量2644mm，干燥度大于4，平均年沙尘暴同数37d，最大风力1l级，属于典型的干旱荒漠气候。地表主导景观要素为土壤、植被和盐