基于Landsat-8遥感影像的高亚洲地区冰湖提取方法研究

《基于Landsat-8遥感影像的高亚洲地区冰湖提取方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文基于Landsat-8遥感影像的高亚洲地区冰湖提取方法研究作者姓名：赵航指导教师:陈方研究员张美美助理研究员中国科学院遥感与数字地球研究所学位类别:理学硕士学科专业:地图学与地理信息系统研究所:中国科学院遥感与数字地球研究所2018年6月TheResearchofGlacialLakeExtractionBasedonLandsat-8OLIImageryInHighMountainRegionofAsianAThesisSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesinpartialfulfillmentof

2、therequirementforthedegreeofMasterofNaturalScienceinCartographyandGeographicalInformationSystemByHangZhaoThesissupervisor:ProfessorFangChenAssociateSupervisor:AssistanceProfessorMeimeiZhangInstituteofRemoteSensingandDigitalEarthChineseAcademyofSciencesJune,2018中国科学院大学研究生学位论文原创性声明本人郑重声明：所

3、呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明或致谢。作者签名：日期：中国科学院大学学位论文授权使用声明本人完全了解并同意遵守中国科学院有关保存和使用学位论文的规定，即中国科学院有权保留送交学位论文的副本，允许该论文被查阅，可以按照学术研究公开原则和保护知识产权的原则公布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编本学位论文。涉密及延迟公开的学位论文在解密或延迟期后

4、适用本声明。作者签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要冰湖是自末次冰期以来，全球气候逐渐变暖，冰川融化退缩，由于冰川作用和气候作用所形成的一类湖泊。冰湖是高原地区重要的水资源，在高亚洲地区广泛分布，包括阿尔泰，天山，昆仑山，喜马拉雅山，藏东南等地区。近些年来，随着全球气候的变暖，导致冰湖面积扩张、数量骤增，其伴随的冰湖溃决灾害的发生频次及危害程度也逐渐增加，这对下游区域的居民生命安全和财产安全带来了极大威胁。因此，利用遥感影像准确提取冰湖信息，实时监测冰湖状态，评估冰湖的潜在溃决风险，是探究高亚洲地区气候变化与水资源响应之间的关系、开展冰湖防灾减灾工作的重要依据之一。自上

5、世纪60年代以来，遥感技术不断发展，由于具有空间分辨率高，覆盖范围广，重访周期短，易于观测地表的特点，使得遥感技术在识别、提取、监测冰湖的研究中表现出巨大的潜力。由于遥感影像中冰湖间光谱特征差异较大且冰湖面积较小，同时冰湖发育区内存在与冰湖光谱相似的地物，目前仍缺乏有效大范围提取冰湖信息的方法，因此，本研究基于Landsat-8OLI遥感影像，展开对冰湖提取算法的研究，包括冰湖提取的特征选择，对传统阈值分割算法和模糊聚类算法的优化，并提出了基于“全局——局部”思路的改进C-V模型(Chang-Vassemodel)冰湖提取算法TSCV(thresholdandsimpl

6、ifiedC-Vmodel)。本研究通过对遥感影像中冰湖信息的提取算法进行研究，获得以下成果及结论：1.针对冰湖的常见特征，包括波段反射特征，水体指数NDWI(normalizeddifferencewaterindex)特征，变换特征等23个特征，利用随机森林和基于树的方法进行特征选择实验，并考虑到Landsat波段数据的通用性及特征之间的相关性，最终将NDWI1作为冰湖的水体指数特征，并用于后续的冰湖提取实验。2.对两类基于像素的方法——阈值分割法及模糊聚类法进行优化，并引入“全局——局部”的思路对冰湖进行提取。传统的单阈值分割法难以获得全局的单一有效阈值，本实验将

7、最优阈值迭代法引入冰湖提取中，通过多次迭代来确定每个水体单元的最优阈值，以此提高图像分割精度；而由于模糊聚类法难以对每一个冰湖单元进行准确的类别划分，因此本研究将半监督模型的思路引入到模糊聚I基于Landsat-8OLI遥感影像的冰湖提取研究类算法当中，即利用少量标记样本辅助模糊聚类，以提高分类的精度。3.本研究在一种基于区域的模型——C-V模型中引入符号压力函数，并保留梯度项，以简化模型，减少运算量，与“全局——局部”的思路相结合，提出了一种系统化的冰湖提取算法TSCV。TSCV是一种基于区域的模型，能够根据区域内的统计特征，有效识别弱