地物的反射光譜與地物波譜特性ppt課件

1、SRTPSRTP終期報(bào)告終期報(bào)告龔雪蕊龔雪蕊 趙妍玲趙妍玲 土夢嬌土夢嬌基于遙感圖像的鹽堿地光譜特征分析 土壤鹽堿化是干旱、半干旱區(qū)主要的土地退化問題, 是當(dāng)今土地荒漠化的主要問題之一。據(jù)統(tǒng)計(jì), 全球約有9155億hm2的土地不同程度地鹽堿化。其中甘肅省西北部河西地區(qū)的鹽堿地面積約為 。是我國土地鹽堿化比較嚴(yán)重，同時(shí)也對西北農(nóng)業(yè)影響較大。走廊分為三個(gè)獨(dú)立的內(nèi)流盆地玉門、瓜州、敦煌平原，氣候干燥、冷熱變化劇烈，風(fēng)大沙多，屬于交錯(cuò)地帶，生態(tài)環(huán)境十分脆弱，鹽漬土類廣泛分布于低洼地區(qū)，自東向西，面積逐漸擴(kuò)大。草甸土分布面積則自東向西縮小。土壤鹽堿化會破壞生態(tài)平衡，會阻礙農(nóng)牧業(yè)的發(fā)展，成為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的

2、重要障礙。遙感具有宏觀性、綜合性、動態(tài)性、實(shí)時(shí)性等特點(diǎn), 已成為資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測等大尺度應(yīng)用的有效探測手段?；谶b感信息可以進(jìn)行鹽堿地的調(diào)查、制圖和動態(tài)變化分析。利用遙感技術(shù)進(jìn)行三級鹽堿地類型特征的調(diào)查研究。鹽漬土的地表積鹽程度會影響其在遙感圖片上的映像, 分析遙感圖像上鹽堿地的光譜特征，利用鹽堿地的光譜特征進(jìn)行反推土地鹽堿化程度。在充分分析鹽堿地類型的光譜特征的基礎(chǔ)上，建立光譜特征 解譯標(biāo)志體系 制圖分析的模型。對河西地區(qū)的鹽堿地進(jìn)行分類、提取、統(tǒng)計(jì)、成圖。鹽堿地的遙感調(diào)查研究將會對該地區(qū)的國土治理、生態(tài)環(huán)境治理以及土地利用規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。對于鹽堿地的治理和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃提供建設(shè)性的

3、意見。實(shí)地考察的路線和采取的方法我組選擇的實(shí)習(xí)地點(diǎn)是石羊河下游地區(qū)，其主要原因是石羊河是內(nèi)陸河，下游地區(qū)土壤鹽堿化程度較重，分布范圍廣。我們對三個(gè)典型地區(qū)分別進(jìn)行采樣：1是紅崖山水庫所在地，2.現(xiàn)在石羊河的最遠(yuǎn)流經(jīng)地，3.石羊河以前流經(jīng)過的現(xiàn)在河流已經(jīng)斷流的。我們對每個(gè)區(qū)域經(jīng)行采點(diǎn)每個(gè)區(qū)域平均采點(diǎn)50個(gè)。由于大多數(shù)地區(qū)車子只能到達(dá)邊緣所以采點(diǎn)過于集中有些點(diǎn)需要?jiǎng)內(nèi)ィ骄捎命c(diǎn)為30個(gè)。對民勤地區(qū)鹽堿地分布進(jìn)行實(shí)地考察，調(diào)查的內(nèi)容主要包括：各類鹽堿地的鹽、堿分含量、分布區(qū)的地形地貌、土地利用現(xiàn)狀、植被覆蓋度以及利用GPS精確測定各類鹽堿地采樣點(diǎn)的空間位置等，目的是建立鹽堿地類型光譜特征與實(shí)地鹽堿

4、地類型之間的對應(yīng)關(guān)系。我們根據(jù)地形及植物生長狀況分別對鹽堿化程度不同的鹽堿地進(jìn)行實(shí)地踩點(diǎn)并取樣。 實(shí)地考察的路線和采樣儀器對遙感圖片分析采用理論 纓帽變換是針對植被圖像特征，在植物研究中將原始圖像數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，優(yōu)化圖像數(shù)據(jù)顯示效。對遙感圖像實(shí)施“纓帽變換處置，不僅能提高鹽堿地的判效果，而且突出了背景地物的特征。圖像增強(qiáng)處理的重點(diǎn)在于，在圖像中突出所需的信息的特征或模式，減弱和去掉不相干信息，改善圖像顯示的質(zhì)量，以利于圖像信息的提取和識別。常用的圖像增強(qiáng)處理方法有對比度增強(qiáng)變換、空間濾波等對比度變換是通過改變象元的亮度值來改變圖像象元的對比度，從而改善圖像質(zhì)量的圖像處理方法。對遙感圖片分析

5、采用理論 非監(jiān)督分類Unsupervised Classification指不必對影像地物獲取先驗(yàn)知識，僅依靠影像上不同類地物的光譜線性進(jìn)行特征提取，以提取出統(tǒng)計(jì)特征的差別來達(dá)到分類目的的方法。我們主要用到的是非監(jiān)督分類。對遙感圖片分析采用方法粉砂沙我們對所研究圖像進(jìn)行非監(jiān)督分類分為18類，根據(jù)野外實(shí)地考察的數(shù)據(jù)，在圖像上對非監(jiān)督分類所得分類結(jié)果進(jìn)行分類方案調(diào)整，將各個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)在圖像上確認(rèn)并建立各個(gè)點(diǎn)與分類后圖像對應(yīng)地類的一一對應(yīng)關(guān)系，輕、中、重度鹽堿地分別賦予不同的顏色和名稱。并分別對其他主要地類進(jìn)行分類方案調(diào)整。根據(jù)我們實(shí)際現(xiàn)有數(shù)據(jù)資料分出的主要類型有水體、林地、建設(shè)用地、重度鹽堿地、中度

6、鹽堿地、輕度鹽堿地等。鹽堿地在景觀格局分布上具有連續(xù)性，不同程度的鹽堿地相鄰分布，在遙感影像上表現(xiàn)為不規(guī)則面狀；輕度鹽堿地常分布于草地、耕地等非鹽堿地和中度、重度鹽堿地的邊緣。利用土壤鹽堿化程度與植被覆蓋度的關(guān)系，可以更有效地進(jìn)行鹽堿地信息的提取，土壤鹽堿化程度越高，植被覆蓋度越低，部分輕度鹽堿地上會有紋理明顯的耕地，極重度鹽堿地則寸草不生。距離排水不暢的低洼水區(qū)越近土壤鹽堿化程度越嚴(yán)重。地物的反射光譜特性然后分別對輕、中、重度鹽堿地光譜特征進(jìn)行分析。在鹽堿地類型光譜亮度值方面相比較中度鹽堿比重度鹽堿地光譜亮度值相比呈輕微上升趨勢，輕度鹽堿地在各個(gè)波段的亮度值均處于最低。隨著土壤鹽堿化程度的加

7、深，像元亮度值在第4波段基本上呈增長趨勢，重度和重度鹽堿地在第5波段亮度值達(dá)到最高，而輕度鹽堿地在第6波段反射最大。項(xiàng)目中圖片數(shù)據(jù)來源項(xiàng)目中圖片數(shù)據(jù)來源 2019年9月成像的landsat一7TM影像；包括7個(gè)波段B1 為藍(lán)色波段，該波段位于水體衰減系數(shù)最小的部位，對水體的穿透力最大，用于判別水深，研究淺海水下地形、水體渾濁度等，進(jìn)行水系及淺海水域制圖；B2 為綠色波段，該波段位于綠色植物的反射峰附近，對健康茂盛植物反射敏感，可以識別植物類別和評價(jià)植物生產(chǎn)力，對水體具有一定的穿透力，可反映水下地形、沙洲、沿岸沙壩等特征；B2 為綠色波段，該波段位于綠色植物的反射峰附近，對健康茂盛植物反射敏感，

8、可以識別植物類別和評價(jià)植物生產(chǎn)力，對水體具有一定的穿透力，可反映水下地形、沙洲、沿岸沙壩等特征； B3 為紅波段，該波段位于葉綠素的主要吸收帶，可用于區(qū)分植物類型、覆蓋度、判斷植物生長狀況等，此外該波段對裸露地表、植被、巖性、地層、構(gòu)造、地貌、水文等特征均可提供豐富的植物信息；B4 為近紅外波段，該波段位于植物的高反射區(qū)，反映了大量的植物信息，多用于植物的識別、分類，同時(shí)它也位于水體的強(qiáng)吸收區(qū)，用于勾繪水體邊界，識別與水有關(guān)的地質(zhì)構(gòu)造、地貌等；地物波譜特性發(fā)展現(xiàn)狀B5 為短波紅外波段，該波段位于兩個(gè)水體吸收帶之間，對植物和土壤水分含量敏感，從而提高了區(qū)分作物的能力，此外，在該波段上雪比云的反射

9、率低，兩者易于區(qū)分，B5 的信息量大，應(yīng)用率較高；B6 為熱紅外波段，該波段對地物熱量輻射敏感，根據(jù)輻射熱差異可用于作物與森林區(qū)分、水體、巖石等地表特征識別； B7 為短波外波段，波長比 B5 大，是專為地質(zhì)調(diào)查追加的波段，該波段對巖石、特定礦物反應(yīng)敏感，用于區(qū)分主要巖石類型、巖石水熱蝕變，探測與交代巖石有關(guān)的粘土礦物等；B8 為全色波段Pan），該波段為 Landsat-7 新增波段，它覆蓋的光譜范圍較廣，空間分辨率較其他波段高，因而多用于獲取地面的幾何特征。對遙感圖片進(jìn)行分類在非監(jiān)督分類中我們把周邊可以進(jìn)行耕作的，當(dāng)?shù)厝税汛祟惪梢蚤L草的地區(qū)歸為輕度鹽堿地，在紅崖山水庫地區(qū)的鹽堿地都屬于此類

10、，所以在我們的鹽堿地分類中把此類鹽堿地歸為輕度鹽堿地。把周邊不能耕作但還有一定植被生長但不能經(jīng)行耕作的地方我們把分為中度鹽堿地把周邊不能耕作但還沒有定植被生長但不能經(jīng)行耕作的地方我們把分為重度鹽堿地 。地物波譜儀我們拍照的地方5.1 所分類的地物光譜特征提取中，中度鹽堿地各波段光所分類的地物光譜特征提取中，中度鹽堿地各波段光譜亮度值較重度鹽堿地稍高。尤其在第二和第六波段與實(shí)譜亮度值較重度鹽堿地稍高。尤其在第二和第六波段與實(shí)際考察不相符。際考察不相符。遙感影像最佳時(shí)相的選擇對鹽堿地調(diào)查研究非常重要，只遙感影像最佳時(shí)相的選擇對鹽堿地調(diào)查研究非常重要，只有時(shí)相合適才能提取較多有用信息，西北地區(qū)氣候干旱，有時(shí)相合適才能提取較多有用信息，西北地區(qū)氣候干旱，蒸發(fā)強(qiáng)烈、地表返鹽重，重度鹽堿地和中度鹽堿地表面有蒸發(fā)強(qiáng)烈、地表返鹽重，重度鹽堿地和中度鹽堿地表面有明顯的鹽霜，小麥?zhǔn)艿讲煌潭韧寥利}漬化影響，因此選明顯的鹽霜，小麥?zhǔn)艿讲煌潭韧寥利}漬化影響，因此選用用4月中下旬遙感影像對西北地區(qū)鹽堿監(jiān)測效果最好。由月中下旬遙感影像對西北地區(qū)鹽堿監(jiān)測效果最好。由于我們采用得是于我們采用得是9月的資料，重度鹽堿地、中度