基于hj-hsi高光谱影像的狼毒遥感提取研究

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1、２７分类号：Ｓ丨学校代码：丨０６９７：０１２２０７９８密级公开学号：２＾＾＾＾９０１＾＾ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ硕士字位ｉ２文ＭＡＳＴＥＲ＇ＳＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ基于ＨＪ－ＨＳＩ高光谱影像的狼毒遥感提取研究学科名称：地图学与地理信息系统作者：程迪指导老师：刘咏梅副教授西北大学学位评定委员会二？一五年六月西北大学学位论文知识产权声明书本人完全了解西北大学关于收集、保存、使用学位论文的规定。学校有权保留并向国家有关部门或机钩送交论文的复印件和电子版ａ本人允许论文被查阅和借

2、阅。本人授权西北大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所等机构将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》或其它相关数据库。保密论文待解密后适用本声明》学位论文作者签名今、：指导教师签名：卜沾＿２Ｌ４Ｌ＿＿■年２３月日年》月日／西北大学学位论文＆创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文不包含其他人已经发表或撰

3、写过的研究成果，也不包含为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。一学位论文作者签名：ｉｔ这年；月）日］“本论文受到公益性行业（农业）科研专项草原主要毒害草发生规律与防控技术研”宄（２０１２０３０６２）资助。基于ｍ－ＨＳｉ高光谱影像的狼毒遥感提取研究摘要一瑞香狼毒是分布在青海省高寒草甸的主要毒害草之，近年来其迅速蔓延对当地畜牧业危害严重并使草地生态系统日趋退化。应用遥感技术在大范围内及时获取狼毒分布、面积及变化

4、信息，可为狼毒分布监测及危害程度评估提供重要基础，对于维护该地区畜牧业的可持续发展和草地生态系统平衡具有重要意义。２０－１２ＨＪＨＳＩ高光北州为研究区，开展了狼毒分布本文采用年谱数据，以青海省海遥感提取研究。高光谱影像能够对狼毒光谱特征进行精细探测，有效地克服传统遥感因－波段有限导致的识别误差等问题。本研究从光谱波形匹配的角度出发，在对ＨＪＨＳＩ数ＳｔｒａｌＡｎｌＭａｅｒ据降维去噪的基础上，分别用光谱角制图（ＳＡＭ，ｐｅｃｇｅｐｐ）和光谱信息散度ＳＩＤ，ＳｅｃｔｒａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＤｉｖｅｒｅｎｃｅ两种算法进

5、行狼毒识别提取研宄，主要取得了以（ｐｇ）下成果－１．狼毒处于盛花期时，其独特的物候特征使狼毒光谱反射率与同期牧草的光谱反射率差异极大，具体表现为盛花期狼毒顶花在整个波段的光谱反射率均高于同期牧草，并在９００ｍｎ处达到近７０％。对狼毒群落而言，这种明显的光谱特征差异使盖度较高的狼毒群落光谱反射率明显区别于牧草地，为狼毒识别的可能性提供依据。在对狼毒群落光－谱特征分析的基础上，检验经过大气校正后的ＨＪＨＳＩ影像狼毒光谱有效性，结果表明，－ＨＳＩ影像能够提供可用的地物光谱信息经过大气校正后的ＨＪ，并且在近红外波段，影像狼毒群落

6、与牧草群落具有可分性。２．在分析针对高光谱遥感影像各种降维去噪方法优劣性的基础上，最终采用ＰＣＡ变换（Ｐｒｉｎｃｉａｌｃｏｍｏｎｅｎｔｓａｎａｌｓｉｓ和ＭＮＦＭｉｎｉｍｕｍＮｏｉｓｅＦｒａｃｔｉｏｎＲｏｔａｔｉｏｎ两种方ｐｐｙ）变换（）法对Ｈ－ＪＨＳＩ数据进行降维，结果表明，经过降维后的影像数据消除了相邻波段间的相关性。然后利用ＰＣＡ逆变换和ＭＮＦ逆变换技术，使得到的，很好的分离了图像与噪声图像不仅保留光谱波形信息，而且数据量明显压缩，数据噪声明显降低，峰值信噪比高，达到了降维去噪的目的。３．基于光谱波形匹配思

7、想，通过构建狼毒群落与牧草群落的波谱库，以经过降维去嗓后的影像数据为输入数据，，分别运用ＳＡＭ和ＳＩＤ两种光谱识别方法进行狼毒识别提取ｉ结果表明，以经过ＭＮＦ变换后的影像数据为数据源的ＳＡＭ法狼毒信息提取总体精度最高，达到７８．４６％，Ｋａｐｐａ系数为０．５２６０，统计实验中狼毒提取面积数据发现，该方法得到的狼毒危害面积与《２０１２年青海省毒杂草调查》统计的狼毒危害面积吻合，证明了基于ＭＮＦ变换后的ＳＡＭ提取技术能够应用于狼毒识别。ＨＪ－ＨＳ本研宄以Ｉ数据为数据源，充分研究了盛花期狼毒群落光谱与牧草光谱特征差－异，运用两

8、种方法识别提取研宄区狼毒群落，最终证明ＨＪＨＳＩ数据在狼毒识别提取领域的可用性及潜力，研究