基于spotr5图像的城水体自动提取模型研究-国土资源遥感.pdfVIP

第４期，总第６６期 国　土　资　源　遥　感 Ｎｏ．４，２００５　 ２００５年１２月１５日 ＲＥＭＯＴＥＳＥＮＳＩＮＧＦＯＲＬＡＮＤ＆ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ Ｄｅｃ．，２００５　 基于ＳＰＯＴ－５图像的城市水体 自动提取模型研究 １，３ ３ ２，３ ３ 曹凯 ，江 南 ，李新国 ，吕恒 （１．南京大学城市与资源学系，南京　２１００９３；２．中国科学院研究生院，北京　１０００３９；３．中国科 学院南京地理与湖泊研究所，南京　２１０００８） 摘要：以南京市主城区为对象，研究基于ＳＰＯＴ－５图像的城市地区水体信息的提取方法。分析表明，对 ＳＰＯＴ－５ 的ＳＷＩＲ波段进行简单的阈值处理，可以清晰地将水体与阴影提取出来。在分析水体和阴影光谱特征和空间特征 （形状指数等）的基础上，建立了基于ＳＰＯＴ－５图像的城市地区水体的自动提取决策树模型。精度验证表明，该模 型的水体提取精度较监督分类的提取精度提高２．５％，尤其在具有许多建筑物阴影的局部区域，本模型的水体提取 精度提高１１．６％。此外，本模型还具有很好的移植性，只是在阈值大小的确定上会有部分差异。 关键词：ＳＰＯＴ－５图像；城区水体；建筑物阴影；地形阴影；决策树 中图分类号：ＴＰ７９：Ｐ３３１　文献标识码：Ａ　　　文章编号：１００１－０７０Ｘ（２００５）０４－００２４－０４ ０　引言 １　研究区概况 利用航天航空遥感数据自动识别与提取水体的 研究区域为南京市的主城区，主要水系有部分 长江水体、秦淮河、玄武湖、莫愁湖及部分小水库。 研究，在国内外都得到了很大的发展和应用。在国 山体中主要有钟山。研究所采用的遥感数据为南京 内，裴志远等应用 ＮＯＡＡ图像进行大范围洪涝灾害 地区２０００年的ＳＰＯＴ－５数据。 ［１］ 遥感监测研究 ；周成虎、杜云艳等提出了基于水 体光谱知识的ＡＶＨＲＲ图像水体自动提取识别模 ２　水体自动提取模型的建立 ［２］ 型，且得到了广泛应用 ；针对地形阴影问题，南京 ２．１　ＳＰＯＴ－５图像水体光谱特征分析 大学都金康提出了去除地形阴影的水体自动识别方 在近、中红外波段ＳＰＯＴ－５图像上，由于水体吸 ［３］ 法 ；有些专家学者还提出了利用 ＤＥＭ解决地形 收能量较高，即使水很浅，反射能量也很低，而其它 阴影的问题。在国外，最常见的方法有 Ｓｈｉｌ利用 地物，如植被和裸土，在这两个波段内的吸收能量较 ［４］ 小，反射能量较高，这使得水体在这两个波段上与其 ＬａｎｄｓａｔＭＳＳ提取水体 ；Ｂａｒｔｏｎ等利用ＡＶＨＲＲ通 道４提取的亮度温度来识别水体，并对洪水进行了 它地物有明显区别。反映在ＳＰＯＴ－５近红外波段图 ［５］ 像上，就是水体与其它地物有很大差别。因此，选用 昼夜监测 。然而，在水体自动识别与分类的常用 近红外波段，定出水体的阈值，并将低于该值的像元 方法中，比较突出的问题就是如何解决水体与建筑 定为水体，就能很容易地把水体与其它地物区分开 物阴影的混淆问题。本文对ＳＰＯＴ－５卫星资料识别 来。但在有些城市或山区，由于山体及高楼的存在， 水体问题进行了研究，建立了基于ＳＰＯＴ－５图像的 会产生阴影，这些阴影在图像上同样呈暗色调，若简 城市地区水体自动识别与提取模型，