一種基于ENVISAT ASAR、Landsat TM與DEM數(shù)據(jù)的泥炭沼澤信息提取方法
【專(zhuān)利摘要】一種基于ENVISAT ASAR、Landsat TM與DEM數(shù)據(jù)的泥炭沼澤信息提取方法，本發(fā)明涉及泥炭沼澤信息提取方法。本發(fā)明解決傳統(tǒng)方法難以對(duì)泥炭沼澤與其他沼澤類(lèi)型區(qū)分的問(wèn)題，該方法通過(guò)1預(yù)處理Landsat TM數(shù)據(jù)；2預(yù)處理ENVISAT ASAR數(shù)據(jù)；3對(duì)ENVISAT ASAR數(shù)據(jù)重采樣；4得到ENVISAT ASAR影像；5得到坡度數(shù)據(jù)；6提取后向散射系數(shù)；7確定ENVISAT ASAR影像最佳極化方式波段；8得到分割單元；9提取特征參數(shù)；10確定最佳分類(lèi)波段；11建立分類(lèi)決策樹(shù)；12生產(chǎn)土地覆蓋類(lèi)型矢量文件；13制作泥炭沼澤地圖等步驟實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明應(yīng)用于泥炭沼澤信息提取領(lǐng)域。
【專(zhuān)利說(shuō)明】-種基于ENVISATASAR、LandsatTM與DEM數(shù)據(jù)的泥炭沼 澤信息提取方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種信息提取方法，特別涉及一種泥炭沼澤信息提取方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 泥炭沼澤是濕地的主要類(lèi)型之一，對(duì)維持區(qū)域生態(tài)平衡和可持續(xù)發(fā)展具有重要的 作用。除此之外，由于泥炭沼澤中碳儲(chǔ)量巨大，約占全球陸地碳庫(kù)的1/3,相當(dāng)于大氣中碳含 量的75%，因而，泥炭沼澤在全球氣候變化和生態(tài)系統(tǒng)平衡中占著舉足輕重的地位。近年 來(lái)，國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者已利用不同的遙感影像數(shù)據(jù)對(duì)草本濕地、森林濕地、海濱紅樹(shù)林濕地等 濕地類(lèi)型進(jìn)行了空間信息提取的研究，而針對(duì)應(yīng)用遙感技術(shù)提取泥炭沼澤空間分布信息的 研究卻相對(duì)較少。
[0003] 光學(xué)遙感數(shù)據(jù)具有光譜信息豐富、性?xún)r(jià)比高、易獲取和數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)和特 點(diǎn)。但是由于地表覆蓋植被的影響，利用傳統(tǒng)的中低分辨率光學(xué)遙感影像可以實(shí)現(xiàn)對(duì)濕地 與非濕地的區(qū)分，卻難以完成不同沼澤類(lèi)型的區(qū)分，對(duì)不同泥炭沼澤類(lèi)型的區(qū)分更是不易。 雷達(dá)遙感數(shù)據(jù)相對(duì)于光學(xué)遙感數(shù)據(jù)波長(zhǎng)更長(zhǎng)，并且其穿云透霧的特點(diǎn)使其在對(duì)沼澤廣泛發(fā) 育的地區(qū)進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，可以免受時(shí)間和氣象的限制。而且，雷達(dá)影像的后向散射對(duì)成像表面 的介電特性（土壤濕度、植被含水量）和幾何特征（表面粗糙度）較為敏感，微波對(duì)地物的 穿透能力，能夠反映近地面以下的地物信息。低頻的雷達(dá)波段（P波段和L波段）更適于監(jiān) 測(cè)以林地為主的濕地，而高頻的雷達(dá)波段（C波段）適用于研究草本沼澤和泥炭沼澤。
[0004] 面向?qū)ο蟮慕庾g方法在解譯時(shí)不僅考慮到地物的光譜信息，同時(shí)地物的幾何特征 和結(jié)構(gòu)特征也被考慮在內(nèi)，影像解譯的最小單元是具有相同特征（如光譜、紋理和空間組 合關(guān)系等特征）同質(zhì)均一的對(duì)象。相對(duì)于傳統(tǒng)的遙感解譯方法針對(duì)影像的單個(gè)像元的特 征進(jìn)行解譯而言，此方法突破了傳統(tǒng)的遙感分類(lèi)方法以像元為基本分類(lèi)和處理單元的局限 性，以含有更多語(yǔ)義信息的多個(gè)相鄰像元組成的對(duì)象為處理單元，可以實(shí)現(xiàn)較高層次的遙 感圖像分類(lèi)和目標(biāo)地物提取。該方法是基于認(rèn)知模型的遙感信息提取方法，更貼近人類(lèi)的 認(rèn)知過(guò)程，已成為遙感信息提取領(lǐng)域主要的研究方向之一。面向?qū)ο蟮慕庾g方法是針對(duì)以 往的面向像元的解譯方法存在種種的不足應(yīng)運(yùn)而生的。目前的研究中沒(méi)有提到面向?qū)ο蠼?譯方法存在的不足。
[0005] Landsat是1972年以來(lái)美國(guó)航空航天局（NASA)發(fā)射升空的一系列陸地資源衛(wèi) 星。Landsat5搭載的傳感器TM，含有7個(gè)波段（0? 45?0? 53iim，0? 52?0? 60iim，0? 63? 0? 69um，0? 76 ?0? 90um，I. 55 ?I. 75um，10. 40 ?12. 50um，2. 08 ?2. 35um)，軌道高 度705km，空間分辨率30m，重訪(fǎng)周期16天。ENVISAT是歐空局于2002年3月發(fā)射升空的 巨型環(huán)境監(jiān)測(cè)衛(wèi)星，ASAR(AdvancedSyntheticApertureRadar)是ENVISAT搭載的先進(jìn) 合成孔徑雷達(dá)，它具有多模式、多極化、大幅寬、多入射角等特性。數(shù)字高程模型（Digital ElevationModel,簡(jiǎn)稱(chēng)DEM)，它是用一組有序數(shù)值陣列形式表示地面高程的一種實(shí)體地面 模型。
[0006] 高頻的雷達(dá)波段（C波段）適用于研究草本沼澤和泥炭沼澤是目前已有的研究已 經(jīng)得出的結(jié)論，本研究根據(jù)這個(gè)結(jié)論在提取泥炭沼澤時(shí)選取了C波段的雷達(dá)影像，也即是 研究中所用的ENVISAT。因?yàn)檠芯恐兄簧婕坝肅波段的雷達(dá)影像，沒(méi)有涉及其他波段的雷 達(dá)影像，因而不涉及解決高頻的雷達(dá)波段（C波段）適用于研究草本沼澤和泥炭沼澤的問(wèn) 題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是為了解決利用傳統(tǒng)的中低分辨率光學(xué)遙感影像難以完成泥炭沼 澤與其他沼澤類(lèi)型的區(qū)分的問(wèn)題，而提出的一種基于ENVISATASAR、LandsatTM與DEM數(shù) 據(jù)的泥炭沼澤信息提取方法。
[0008] 上述的發(fā)明目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0009] 步驟一：對(duì)Landsat TM數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；
[0010] 步驟二：對(duì)ENVISATASAR數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；
[0011] 步驟三：對(duì)步驟二預(yù)處理完成的ENVISAT ASAR數(shù)據(jù)進(jìn)行重采樣，重采樣后的 ENVISAT ASAR數(shù)據(jù)與步驟一處理完成的Landsat TM數(shù)據(jù)的柵格大小一致；
[0012] 步驟四：利用ArcGIS軟件的Georeferencing模塊提供的添加控制點(diǎn)功能在預(yù)處 理后的LandsatTM數(shù)據(jù)上選擇控制點(diǎn)，根據(jù)控制點(diǎn)空間配準(zhǔn)重采樣后的ENVISATASAR數(shù) 據(jù)，得到ENVISATASAR影像；
[0013] 步驟五：對(duì)DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行坡度提取，得到坡度數(shù)據(jù)；
[0014] 步驟六：結(jié)合土地覆蓋類(lèi)型調(diào)查樣點(diǎn)，對(duì)步驟四完成的ENVISATASAR影像，提取 不同土地覆蓋類(lèi)型在不同極化方式下雷達(dá)影像后向散射系數(shù)；
[0015] 步驟七：分析泥炭沼澤與其他不同土地覆蓋類(lèi)型在不同的極化方式下雷達(dá)后向散 射系數(shù)的差異，確定ENVISATASAR影像最佳極化方式波段即進(jìn)行泥炭沼澤提取的雷達(dá)影像 最佳極化方式波段；
[0016] 步驟八：對(duì)預(yù)處理完成的Landsat TM數(shù)據(jù)、坡度數(shù)據(jù)以及步驟七確定的 ENVISATASAR影像最佳極化方式波段進(jìn)行多層多尺度分割，得到一系列分割單元；
[0017] 步驟九：對(duì)步驟八分割完成的一系列分割單元進(jìn)行特征參數(shù)提?。黄渲校卣鲄?數(shù)包括各波段的平均值、歸一化植被指數(shù)、歸一化水體指數(shù)、TM2+TM3-TM4-TM5和色調(diào)；
[0018] 步驟十：根據(jù)步驟九提取的特征參數(shù)，利用JM距離法確定最佳分類(lèi)波段；
[0019] 步驟十一：根據(jù)步驟十確定的最佳分類(lèi)波段，參照土地覆蓋類(lèi)型調(diào)查樣點(diǎn)，建立分 類(lèi)決策樹(shù)；其中，參照土地覆蓋類(lèi)型調(diào)查樣點(diǎn)包括泥炭沼澤、草本沼澤、居住地、交通用地、 農(nóng)田、林地、水體土地覆蓋類(lèi)型；
[0020] 步驟十二：運(yùn)行分類(lèi)決策樹(shù)，導(dǎo)出土地覆蓋類(lèi)型分類(lèi)結(jié)果，并生產(chǎn)土地覆蓋類(lèi)型矢 量文件；其中，土地覆蓋類(lèi)型矢量文件包括農(nóng)田、林地、水體、居住交通用地、草本沼澤和泥 炭沼澤土地覆蓋類(lèi)型；
[0021] 步驟十三：根據(jù)步驟十二完成的土地覆蓋類(lèi)型矢量文件制作泥炭沼澤專(zhuān)題地圖； 即完成了一種基于ENVISAT ASAR、Landsat TM與DEM數(shù)據(jù)的泥炭沼澤信息提取方法。
[0022] 發(fā)明效果
[0023] 將易于與泥炭信息混淆的其他沼澤類(lèi)型進(jìn)行區(qū)分，自動(dòng)快速準(zhǔn)確地提取中等分辨 率遙感圖像（LandsatTM)中的泥炭沼澤的空間分布信息，從而實(shí)現(xiàn)泥炭沼澤信息自動(dòng)提取 專(zhuān)題制圖的方法。
[0024] 雷達(dá)影像與光學(xué)影像相結(jié)合，同時(shí)將地形因素作為泥炭沼澤的控制因子，綜合利 用面向?qū)ο蠛蜎Q策樹(shù)遙感分類(lèi)方法，獲取對(duì)象的特征參數(shù)，通過(guò)JM距離法選取最佳分類(lèi)波 段，從而建立決策樹(shù)完成分類(lèi)，制作泥炭沼澤專(zhuān)題地圖。
[0025] 本發(fā)明基于Landsat TM數(shù)據(jù)、ENVISAT ASAR影像和DEM數(shù)據(jù)，將面向?qū)ο蠛蜎Q策 樹(shù)分類(lèi)的方法應(yīng)用于泥炭沼澤信息的自動(dòng)提取中，將獨(dú)立的像元合并成為同質(zhì)的對(duì)象，對(duì) 象分割過(guò)程中不僅考慮光譜特征，還考慮到紋理特征和拓?fù)涮卣?，進(jìn)而通過(guò)選擇最優(yōu)波段， 建立決策樹(shù)逐步得到泥炭沼澤空間分布信息。所得分類(lèi)結(jié)果精度為93%，比僅已有的應(yīng)用 中等分辨率遙感影像提取泥炭沼澤的方法精度提高5%?8%。同時(shí)，考慮地形對(duì)泥炭沼澤 分布的影響，因而分類(lèi)結(jié)果具有明確的地理意義。本發(fā)明克服了以往泥炭沼澤信息提取僅 應(yīng)用光學(xué)影像而出現(xiàn)的漏分和誤分現(xiàn)象，同時(shí)也解決了分類(lèi)得到的泥炭沼澤空間信息存在 "椒鹽現(xiàn)象"、"飛地現(xiàn)象"，不具有明確地理意義等問(wèn)題。本發(fā)明對(duì)光學(xué)影像、雷達(dá)影像與DEM 相結(jié)合快速自動(dòng)提取泥炭沼澤信息具有實(shí)踐意義。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1為【具體實(shí)施方式】一提出的一種基于ENVISATASAR、LandsatTM與DEM數(shù)據(jù)的 泥炭沼澤信息提取方法流程圖；
[0027] 圖2是【具體實(shí)施方式】一提出的土地覆蓋類(lèi)型矢量文件制作泥炭沼澤專(zhuān)題地圖。

【具體實(shí)施方式】

【具體實(shí)施方式】 [0028] 一：本實(shí)施方式的一種基于ENVISATASAR、LandsatTM與DEM數(shù)據(jù) 的泥炭沼澤信息提取方法，具體是按照以下步驟制備的：
[0029] 步驟一：對(duì)Landsat TM數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；
[0030] 步驟二：對(duì)ENVISATASAR數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；
[0031] 步驟三：在ArcGIS中對(duì)步驟二預(yù)處理完成的ENVISATASAR數(shù)據(jù)進(jìn)行重采樣，重采 樣后的ENVISATASAR數(shù)據(jù)與步驟一處理完成的LandsatTM數(shù)據(jù)的柵格大小一致；
[0032] 步驟四：以預(yù)處理后的LandsatTM數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，在ArcGIS軟件中對(duì)照預(yù)處理 后的LandsatTM數(shù)據(jù)和步驟三中重采樣后的ENVISATASAR數(shù)據(jù)，利用ArcGIS軟件的 Georeferencing模塊提供的添加控制點(diǎn)功能在預(yù)處理后的LandsatTM數(shù)據(jù)上選擇控制 點(diǎn)，根據(jù)控制點(diǎn)空間配準(zhǔn)重采樣后的ENVISATASAR數(shù)據(jù)，得到ENVISATASAR影像；
[0033] 步驟五：利用ArcGIS軟件中SpatialAnalyst模塊下SurfaceAnalysis中的 Aspect命令對(duì)DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行坡度提取，得到坡度數(shù)據(jù)；
[0034] 步驟六：結(jié)合土地覆蓋類(lèi)型調(diào)查樣點(diǎn)，對(duì)步驟四完成的ENVISATASAR影像，在 ArcGIS中提取不同土地覆蓋類(lèi)型在不同極化方式下雷達(dá)影像后向散射系數(shù)；
[0035] 步驟七：分析泥炭沼澤與其他不同土地覆蓋類(lèi)型在不同的極化方式下雷達(dá)后向散 射系數(shù)的差異，確定ENVISATASAR影像最佳極化方式波段即進(jìn)行泥炭沼澤提取的雷達(dá)影像 最佳極化方式波段；
[0036] 步驟八：利用eCognition軟件對(duì)預(yù)處理完成的Landsat TM數(shù)據(jù)、坡度數(shù)據(jù)以及步 驟七確定的ENVISATASAR影像最佳極化方式波段進(jìn)行多層多尺度分割，得到一系列分割單 元，將每個(gè)分割單元作為一個(gè)對(duì)象；
[0037] 步驟九：利用eCognition軟件對(duì)步驟八分割完成的一系列分割單元進(jìn)行特征參 數(shù)提?。黄渲?，特征參數(shù)包括各波段的平均值、歸一化植被指數(shù)（NDVI)、歸一化水體指數(shù) (NDWI)、TM2+TM3-TM4-TM5、色調(diào)（R:G:B=TM5:TM4:TM3)和色調(diào)（R:G:B=TM4:TM3:TM2);
[0038] 步驟十：根據(jù)步驟九提取的特征參數(shù)，利用JM距離（JeffreysMatusita Distance)法確定最佳分類(lèi)波段；
[0039] 步驟十一：根據(jù)步驟十確定的最佳分類(lèi)波段，參照土地覆蓋類(lèi)型調(diào)查樣點(diǎn)，利用 See5. 0軟件建立分類(lèi)決策樹(shù)；其中，參照土地覆蓋類(lèi)型調(diào)查樣點(diǎn)包括泥炭沼澤、草本沼澤、 居住地、交通用地、農(nóng)田、林地、水體等土地覆蓋類(lèi)型；
[0040] 步驟十二：在eCognition軟件運(yùn)行分類(lèi)決策樹(shù)，導(dǎo)出土地覆蓋類(lèi)型分類(lèi)結(jié)果，并 生產(chǎn)土地覆蓋類(lèi)型矢量文件；其中，土地覆蓋類(lèi)型矢量文件包括農(nóng)田、林地、水體、居住交通 用地、草本沼澤和泥炭沼澤等土地覆蓋類(lèi)型；
[0041] 步驟十三：在ArcGIS軟件中的LayoutView模式下，根據(jù)步驟十二完成的土地覆 蓋類(lèi)型矢量文件制作泥炭沼澤專(zhuān)題地圖（泥炭沼澤專(zhuān)題地圖示意圖如圖2所示）；即完成 了一種基于ENVISATASAR、LandsatTM與DEM數(shù)據(jù)的泥炭沼澤信息提取方法如圖1。
[0042] 本實(shí)施方式效果：
[0043] 將易于與泥炭信息混淆的其他沼澤類(lèi)型進(jìn)行區(qū)分，自動(dòng)快速準(zhǔn)確地提取中等分辨 率遙感圖像（LandsatTM)中的泥炭沼澤的空間分布信息，從而實(shí)現(xiàn)泥炭沼澤信息自動(dòng)提取 專(zhuān)題制圖的方法。
[0044] 雷達(dá)影像與光學(xué)影像相結(jié)合，同時(shí)將地形因素作為泥炭沼澤的控制因子，綜合利 用面向?qū)ο蠛蜎Q策樹(shù)遙感分類(lèi)方法，獲取對(duì)象的特征參數(shù)，通過(guò)JM距離法選取最佳分類(lèi)波 段，從而建立決策樹(shù)完成分類(lèi)，制作泥炭沼澤專(zhuān)題地圖。
[0045] 本實(shí)施方式基于LandsatTM數(shù)據(jù)、ENVISATASAR影像和DEM數(shù)據(jù)，將面向?qū)ο?和決策樹(shù)分類(lèi)的方法應(yīng)用于泥炭沼澤信息的自動(dòng)提取中，將獨(dú)立的像元合并成為同質(zhì)的對(duì) 象，對(duì)象分割過(guò)程中不僅考慮光譜特征，還考慮到紋理特征和拓?fù)涮卣鳎M(jìn)而通過(guò)選擇最優(yōu) 波段，建立決策樹(shù)逐步得到泥炭沼澤空間分布信息。所得分類(lèi)結(jié)果精度為93%，比僅已有的 應(yīng)用中等分辨率遙感影像提取泥炭沼澤的方法精度提高5%?8%。同時(shí)，考慮地形對(duì)泥炭 沼澤分布的影響，因而分類(lèi)結(jié)果具有明確的地理意義。本實(shí)施方式克服了以往泥炭沼澤信 息提取僅應(yīng)用光學(xué)影像而出現(xiàn)的漏分和誤分現(xiàn)象，同時(shí)也解決了分類(lèi)得到的泥炭沼澤空間 信息存在"椒鹽現(xiàn)象"、"飛地現(xiàn)象"，不具有明確地理意義等問(wèn)題。本實(shí)施方式對(duì)光學(xué)影像、 雷達(dá)影像與DEM相結(jié)合快速自動(dòng)提取泥炭沼澤信息具有實(shí)踐意義。

【具體實(shí)施方式】 [0046] 二：本實(shí)施方式與一不同的是：步驟一中對(duì)Landsat TM數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理過(guò)程為：
[0047] (1)在泥炭沼澤分布范圍內(nèi)，確定泥炭沼澤的LandsatTM數(shù)據(jù)的軌道號(hào)，根據(jù)軌 道號(hào)下載覆蓋泥炭沼澤分布范圍的LandsatTM數(shù)據(jù)；
[0048] (2)為消除地形畸變，利用LandsatTM數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)地區(qū)的DEM數(shù)據(jù)對(duì)LandsatTM數(shù) 據(jù)進(jìn)行正射糾正，得到正射糾正后的LandsatTM數(shù)據(jù)；
[0049] (3)為消除幾何畸變，利用地形數(shù)據(jù)，在ERDAS軟件中選取地面控制點(diǎn)，對(duì)正射糾 正后的Landsat TM數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何精糾正得到預(yù)處理后的Landsat TM數(shù)據(jù)。其它步驟及參 數(shù)與【具體實(shí)施方式】一相同。

【具體實(shí)施方式】 [0050] 三：本實(shí)施方式與一或二不同的是：步驟二中對(duì) ENVISATASAR數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理過(guò)程：
[0051] (1)在LandsatTM數(shù)據(jù)范圍覆蓋范圍內(nèi)，下載試驗(yàn)所用ENVISATASAR精細(xì)圖像一 級(jí)數(shù)據(jù)（ENVISATASARAPPLevelIB級(jí)數(shù)據(jù)）（極化方式為HH和HV);
[0052] (2)對(duì)ENVISATASAR精細(xì)圖像一級(jí)數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射定標(biāo)即將ENVISATASAR精細(xì)圖 像一級(jí)數(shù)據(jù)的DN值轉(zhuǎn)化為后向散射系數(shù)（單位為dB)，得到輻射校正的ENVISATASAR數(shù) 據(jù)；其輻射定標(biāo)公式如下：
[0053]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于ENVISAT ASAR、Landsat TM與DEM數(shù)據(jù)的泥炭沼澤信息提取方法，其特征 在于： 步驟一：對(duì)Landsat TM數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理； 步驟二：對(duì)ENVISAT ASAR數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理； 步驟三：對(duì)步驟二預(yù)處理完成的ENVISAT ASAR數(shù)據(jù)進(jìn)行重采樣，重采樣后的ENVISAT ASAR數(shù)據(jù)與步驟一處理完成的Landsat TM數(shù)據(jù)的柵格大小一致； 步驟四：利用ArcGIS軟件的Georeferencing模塊提供的添加控制點(diǎn)功能在預(yù)處理后 的Landsat TM數(shù)據(jù)上選擇控制點(diǎn)，根據(jù)控制點(diǎn)空間配準(zhǔn)重采樣后的ENVISAT ASAR數(shù)據(jù)，得 至Ij ENVISAT ASAR 影像； 步驟五：對(duì)DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行坡度提取，得到坡度數(shù)據(jù)； 步驟六：結(jié)合土地覆蓋類(lèi)型調(diào)查樣點(diǎn)，對(duì)步驟四完成的ENVISAT ASAR影像，提取不同 土地覆蓋類(lèi)型在不同極化方式下雷達(dá)影像后向散射系數(shù)； 步驟七：分析泥炭沼澤與其他不同土地覆蓋類(lèi)型在不同的極化方式下雷達(dá)后向散射系 數(shù)的差異，確定ENVISAT ASAR影像最佳極化方式波段即進(jìn)行泥炭沼澤提取的雷達(dá)影像最佳 極化方式波段； 步驟八：對(duì)預(yù)處理完成的Landsat TM數(shù)據(jù)、坡度數(shù)據(jù)以及步驟七確定的ENVISAT ASAR 影像最佳極化方式波段進(jìn)行多層多尺度分割，得到一系列分割單元； 步驟九：對(duì)步驟八分割完成的一系列分割單元進(jìn)行特征參數(shù)提??；其中，特征參數(shù)包 括各波段的平均值、歸一化植被指數(shù)、歸一化水體指數(shù)、TM2+TM3-TM4-TM5和色調(diào)； 步驟十：根據(jù)步驟九提取的特征參數(shù)，利用JM距離法確定最佳分類(lèi)波段； 步驟十一：根據(jù)步驟十確定的最佳分類(lèi)波段，參照土地覆蓋類(lèi)型調(diào)查樣點(diǎn)，建立分類(lèi)決 策樹(shù)；其中，參照土地覆蓋類(lèi)型調(diào)查樣點(diǎn)包括泥炭沼澤、草本沼澤、居住地、交通用地、農(nóng)田、 林地、水體土地覆蓋類(lèi)型； 步驟十二：運(yùn)行分類(lèi)決策樹(shù)，導(dǎo)出土地覆蓋類(lèi)型分類(lèi)結(jié)果，并生產(chǎn)土地覆蓋類(lèi)型矢量文 件；其中，土地覆蓋類(lèi)型矢量文件包括農(nóng)田、林地、水體、居住交通用地、草本沼澤和泥炭沼 澤土地覆蓋類(lèi)型； 步驟十三：根據(jù)步驟十二完成的土地覆蓋類(lèi)型矢量文件制作泥炭沼澤專(zhuān)題地圖；即完 成了一種基于ENVISAT ASAR、Landsat TM與DEM數(shù)據(jù)的泥炭沼澤信息提取方法。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于ENVISAT ASAR、Landsat TM與DEM數(shù)據(jù)的泥炭沼澤 信息提取方法，其特征在于：步驟一中對(duì)Landsat TM數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理過(guò)程為： (1) 在泥炭沼澤分布范圍內(nèi)，確定泥炭沼澤的Landsat TM數(shù)據(jù)的軌道號(hào)，根據(jù)軌道號(hào) 下載覆蓋泥炭沼澤分布范圍的Landsat TM數(shù)據(jù)； (2) 利用Landsat TM數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)地區(qū)的DEM數(shù)據(jù)對(duì)Landsat TM數(shù)據(jù)進(jìn)行正射糾正，得到 正射糾正后的Landsat TM數(shù)據(jù)； (3) 利用地形數(shù)據(jù)，在ERDAS軟件中選取地面控制點(diǎn)，對(duì)正射糾正后的Landsat TM數(shù)據(jù) 進(jìn)行幾何精糾正得到預(yù)處理后的Landsat TM數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于ENVISAT ASAR、Landsat TM與DEM數(shù)據(jù)的泥炭沼澤 信息提取方法，其特征在于：步驟二中對(duì)ENVISAT ASAR數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理過(guò)程： (1)在Landsat TM數(shù)據(jù)范圍覆蓋范圍內(nèi)，下載ENVISAT ASAR精細(xì)圖像一級(jí)數(shù)據(jù)、； (2) 對(duì)ENVISAT ASAR精細(xì)圖像一級(jí)數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射定標(biāo)即將ENVISAT ASAR精細(xì)圖像一 級(jí)數(shù)據(jù)的DN值轉(zhuǎn)化為后向散射系數(shù)，得到輻射校正的ENVISAT ASAR數(shù)據(jù)；其輻射定標(biāo)公式 如下：
其中，4為第i行第j列像元的后向散射系數(shù)；DNij為第i行第j列像元的原始強(qiáng)度數(shù) 值；9 u是第i行第j列像元的雷達(dá)波入射角度；K即為絕對(duì)定標(biāo)系數(shù)； (3) 利用ENVISAT ASAR數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)地區(qū)的DEM數(shù)據(jù)采用距離多普勒成像算法對(duì)輻射校正 ENVISAT ASAR數(shù)據(jù)進(jìn)行地形糾正； (4) 應(yīng)用Enhanced Lee濾波器對(duì)地形校正完成的ENVISAT ASAR數(shù)據(jù)進(jìn)行空間濾波處 理。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于ENVISAT ASAR、Landsat TM與DEM數(shù)據(jù)的泥炭沼澤 信息提取方法，其特征在于：步驟四中空間配準(zhǔn)誤差控制在〇. 5個(gè)像元以?xún)?nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于ENVISAT ASAR、Landsat TM與DEM數(shù)據(jù)的泥炭沼澤 信息提取方法，其特征在于：步驟七中進(jìn)行泥炭沼澤提取的雷達(dá)影像最佳極化方式波段具 體為：通過(guò)統(tǒng)計(jì)不同土地覆蓋類(lèi)型在HV和HH極化方式下的后向散射系數(shù)的平均值進(jìn)行對(duì) 比后向散射系數(shù)間的差異明顯的作為最佳極化方式波段。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于ENVISAT ASAR、Landsat TM與DEM數(shù)據(jù)的泥炭沼 澤信息提取方法，其特征在于：步驟八中每個(gè)分割單元由空間上相鄰和同質(zhì)性達(dá)到80%? 100 %的像元組成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于ENVISAT ASAR、Landsat TM與DEM數(shù)據(jù)的泥炭沼澤 信息提取方法，其特征在于：步驟九中對(duì)步驟八得到的一系列分割單元進(jìn)行特征參數(shù)提取 的歸一化植被指數(shù)NDVI和歸一化水體指數(shù)NDWI為：
其中，TM2為L(zhǎng)andsat TM傳感器的第2波段，TM3為L(zhǎng)andsat TM傳感器的第3波段， TM4為L(zhǎng)andsat TM傳感器的第4波段。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于ENVISAT ASAR、Landsat TM與DEM數(shù)據(jù)的泥炭沼澤 信息提取方法，其特征在于：步驟十中JM距離法計(jì)算公式如下：
式中i與j分別代表任意兩種不同的分類(lèi)類(lèi)型；為i類(lèi)分類(lèi)類(lèi)型與j類(lèi)分類(lèi)類(lèi)型間 的巴氏（Bhattacharyya)距離噸表示i類(lèi)分類(lèi)類(lèi)型的均值向量，Iiij表示j類(lèi)分類(lèi)類(lèi)型的 均值向量A代表i類(lèi)分類(lèi)類(lèi)型的協(xié)方差矩陣，&代表j類(lèi)分類(lèi)類(lèi)型的協(xié)方差矩陣。
【文檔編號(hào)】G06K9/46GK104361338SQ201410553704
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】路春燕, 王宗明, 毛德華 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所