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[摘要]遥感技术历经几十年发展,在诸多领域取得丰硕成果。本文应用landsat8卫星数据,进行前期数据精确处理校正,比较分析多种动态监测分析方法的利弊,阐述了海域使用动态监测技术手段。
[关键词]遥感 Landsat 动态监测
[中图分类号] P217 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-8-175-1
1引言
我国海洋资源丰富,海洋资源开发已有30余年的历史,资源开发促进了海洋经济的发展。而海洋经济的高速发展对海域管理提出了更高的要求。快速发展的卫星遥感技术为海洋使用现状及变化信息的获取提供了及时有效的技术手段,本文利用ENVI4.8软件,采用landsat8卫星影像针对浙江省杭州湾局部区域做遥感自动识别分析,比较几种处理方法的优劣,为海域使用动态监测提供基础的理论支持。
2数据简介
Landsat卫星的轨道设计为与太阳同步的近极地圆形轨道,卫星以同一地方时、同一方向通过同一地点,保证遥感观测条件的基本一致,利于图像的对比。自1972年以来,连续对地观测40余年,积累了大量的影像数据。能满足大范围、周期性的数据使用需求。从经济性和实用性考虑,采用landsat8卫星影像数据做分析处理[2]。
3数据处理
为提高分析准确性,降低数据处理难度,排除噪点干扰,选择“地理空间数据云”含云量低于5%的landsat8数据。
在进行变化信息监测前,需要考虑采集日期和时间的差异、图像像元单位的差异、像素分辨率的差异、大氣条件的差异和图像配准的精度等因素产生误差[1]。 此处通过图像定标、重采样、大气校正和图像精确配准确保分析精确度(非本文重心,过程略)。
变化信息检测主要可分为三类:图像直接比较法、分类后比较法、变化信息提取。后两种方法均基于专家知识的决策树分类,需要较多的人工干预。本文讨论图像直接分类法。
图像直接分类法分为三类,逐一讨论如下:
3.1图像差值、比指法
图像差值法就是将两个实相的遥感图像相减或相除法。其原理是:图像中未发生变化的地类在两个时相的遥感图像上一般具有相等或相近的灰度值,而当地类发生变化时,对应位置的灰度值会有较大差别。应用比值/差值法(b2/b1和b2-b1),会使发生变化的区域和背景值有较大差别,从而使变化信息从背景值凸显出来[2]。
由主成分分析可知,遥感影像的大部分有用信息都集中在第一波段,故以下分析均采用第一波段。从处理结果看,波段相减保留了大量无用噪声,难以进行后期判别。波段相除则消除了噪声,能够较准确进行判读。将波段比值分析结果和2013及2015年影像地理链接进行分析,可清楚发现新增变化区域,如图1所示。
3.2假彩色合成法
由于地表的变化,相同传感器对同一地点所获取的不同时相的图像在灰度上有较大的区别。将前后时相数据精确配准,利用假彩色合成的方法,将后一时相的一个波段数据赋予红色通道,前一时相的同一波段赋予蓝色和绿色通道。利用三原色原理,形成假彩色图像。其中,地表未发生变化的区域在合成后图像上的灰度值接近,而发生变化的区域呈现红色,即可判定为变化区域。
将2015年数据第一波段赋予R通道,2013年数据第一波段分别赋予G、B通道。处理结果如下:左图为2013年影像,右图为2015年影像,中间为假彩色合成法结果。地理链接后,点击中间图红色区域,能清楚的看出13年和15年在此处的变化。
3.3波段替换法
在RGB假彩色合成中,G和B分量用前一时相的两个波段,用后一时相的一个波段图像组成R分量,在合成的RGB假彩色图像上能够很容易的发现红色区域即为变化区域。
采用321真彩组合,将2015年影像第三波段赋予R通道,将2013年影像的第二波段、第一波段分别赋予G、B通道。将分析结果和另两幅影像地理链接,红色部分为变化区域,此方法分析结果和假彩色合成法类似(图略)。
4总结
本文利用landsat8影像数据对浙江省杭州湾局部区域进行变化检测,通过前期的数据筛选和多种精确校正及处理,得到可利用高质量数据。从结果来看,波段相减效果不理想,波段比指法能够突出变化区域,有效去除噪声干扰,但可能丢失细节信息;假彩色合成法和波段替换法能保留细节信息,但同时也带来大量冗余噪声,对后期解译分析造成干扰。具体应用中可优先选择比值法,提取出较大的图斑信息。遥感提取变化信息后,还应结合GIS平台进行分析,为管理部门决策提供精准数据支撑。
参考文献
[1]赵英时、遥感应用分析原理与方法、2013年4月第二版.
[2]邓书斌、遥感图像处理方法 、2010年6月第一版.
[关键词]遥感 Landsat 动态监测
[中图分类号] P217 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-8-175-1
1引言
我国海洋资源丰富,海洋资源开发已有30余年的历史,资源开发促进了海洋经济的发展。而海洋经济的高速发展对海域管理提出了更高的要求。快速发展的卫星遥感技术为海洋使用现状及变化信息的获取提供了及时有效的技术手段,本文利用ENVI4.8软件,采用landsat8卫星影像针对浙江省杭州湾局部区域做遥感自动识别分析,比较几种处理方法的优劣,为海域使用动态监测提供基础的理论支持。
2数据简介
Landsat卫星的轨道设计为与太阳同步的近极地圆形轨道,卫星以同一地方时、同一方向通过同一地点,保证遥感观测条件的基本一致,利于图像的对比。自1972年以来,连续对地观测40余年,积累了大量的影像数据。能满足大范围、周期性的数据使用需求。从经济性和实用性考虑,采用landsat8卫星影像数据做分析处理[2]。
3数据处理
为提高分析准确性,降低数据处理难度,排除噪点干扰,选择“地理空间数据云”含云量低于5%的landsat8数据。
在进行变化信息监测前,需要考虑采集日期和时间的差异、图像像元单位的差异、像素分辨率的差异、大氣条件的差异和图像配准的精度等因素产生误差[1]。 此处通过图像定标、重采样、大气校正和图像精确配准确保分析精确度(非本文重心,过程略)。
变化信息检测主要可分为三类:图像直接比较法、分类后比较法、变化信息提取。后两种方法均基于专家知识的决策树分类,需要较多的人工干预。本文讨论图像直接分类法。
图像直接分类法分为三类,逐一讨论如下:
3.1图像差值、比指法
图像差值法就是将两个实相的遥感图像相减或相除法。其原理是:图像中未发生变化的地类在两个时相的遥感图像上一般具有相等或相近的灰度值,而当地类发生变化时,对应位置的灰度值会有较大差别。应用比值/差值法(b2/b1和b2-b1),会使发生变化的区域和背景值有较大差别,从而使变化信息从背景值凸显出来[2]。
由主成分分析可知,遥感影像的大部分有用信息都集中在第一波段,故以下分析均采用第一波段。从处理结果看,波段相减保留了大量无用噪声,难以进行后期判别。波段相除则消除了噪声,能够较准确进行判读。将波段比值分析结果和2013及2015年影像地理链接进行分析,可清楚发现新增变化区域,如图1所示。
3.2假彩色合成法
由于地表的变化,相同传感器对同一地点所获取的不同时相的图像在灰度上有较大的区别。将前后时相数据精确配准,利用假彩色合成的方法,将后一时相的一个波段数据赋予红色通道,前一时相的同一波段赋予蓝色和绿色通道。利用三原色原理,形成假彩色图像。其中,地表未发生变化的区域在合成后图像上的灰度值接近,而发生变化的区域呈现红色,即可判定为变化区域。
将2015年数据第一波段赋予R通道,2013年数据第一波段分别赋予G、B通道。处理结果如下:左图为2013年影像,右图为2015年影像,中间为假彩色合成法结果。地理链接后,点击中间图红色区域,能清楚的看出13年和15年在此处的变化。
3.3波段替换法
在RGB假彩色合成中,G和B分量用前一时相的两个波段,用后一时相的一个波段图像组成R分量,在合成的RGB假彩色图像上能够很容易的发现红色区域即为变化区域。
采用321真彩组合,将2015年影像第三波段赋予R通道,将2013年影像的第二波段、第一波段分别赋予G、B通道。将分析结果和另两幅影像地理链接,红色部分为变化区域,此方法分析结果和假彩色合成法类似(图略)。
4总结
本文利用landsat8影像数据对浙江省杭州湾局部区域进行变化检测,通过前期的数据筛选和多种精确校正及处理,得到可利用高质量数据。从结果来看,波段相减效果不理想,波段比指法能够突出变化区域,有效去除噪声干扰,但可能丢失细节信息;假彩色合成法和波段替换法能保留细节信息,但同时也带来大量冗余噪声,对后期解译分析造成干扰。具体应用中可优先选择比值法,提取出较大的图斑信息。遥感提取变化信息后,还应结合GIS平台进行分析,为管理部门决策提供精准数据支撑。
参考文献
[1]赵英时、遥感应用分析原理与方法、2013年4月第二版.
[2]邓书斌、遥感图像处理方法 、2010年6月第一版.