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张家界地貌光谱特征分析与遥感信息提取方法研究

2020-12-08阅读(505)

张家界地貌光谱特征分析与遥感信息提取方法研究

论文摘要

张家界石英砂岩峰林地貌是在特定的地质构造运动和外力作用下形成的,为世界所罕见,也是许多学者的关注焦点,但如何从遥感影像中提取张家界地貌信息一直未有较好的方法。本文利用武陵源核心景区的野外实测光谱数据与Landsat8遥感影像数据对张家界地貌进行深入研究,先是对比分析两类数据在光谱曲线空间中的相同或异同特征,再重点分析光谱特征空间中两类地物数据的点群分布状况（聚类结构特征）,确定石英砂岩的光谱特征,并采用不同的图像增强处理法对石英砂岩信息进行增强处理,最终利用主成分分析法确定张家界石英砂岩峰林信息提取模型,并利用该模型对武陵源核心景区的张家界地貌信息进行提取,实验证明利用该模型提取的张家界地貌信息更精细。主要研究内容如下:（1）对岩石、植被、水体等研究区内典型地物的光谱反射曲线进行分析研究,结果表明:杉树、马尾松等地物（相同地物）的光谱反射曲线特征相似,岩石、马尾松等地物（不同地物）的光谱反射曲线有明显的区别,这说明相同地物与不同地物在物理意义上是可以识别和区分的。（2）对研究区内不同地层上岩石的实测光谱与遥感影像数据进行对比分析,发现选择OLI4波段和OLI2波段的波段组合,能够确定张家界地貌中的铁化蚀变信息;选择OLI4/5和OLI5/2的波段比值运算能识别出研究区的硅化蚀变信息;并深入剖析大气散射与地物混合对遥感影像数据的影响,并提出了相应的解决办法。（3）利用以上获取的张家界石英砂岩的光谱特征,对研究区遥感图像进行各种目标信息增强处理:利用OLI2、3、4、5、6、7波段之间的简单加减运算（如:OLI（3+4+6）-OLI（2+5+7））来增强遥感图像中的岩石和地形信息;利用比值波段OLI4/2来增强遥感图像的铁化蚀变信息;利用OLI4/5、OLI5/2比值波段来增强图像的硅化蚀变信息;分别对OLI2、4、5、6波段和OLI4、5、6、7波段进行主成分分析来增强铁化蚀变和硅化蚀变信息。最终对不同增强处理后的图像进行主分量分析,建立“张家界地貌信息提取模型”——PC3=-0.421A1+0.432A2-0.815A3-0.051A4-0.102A5+0.12A6。（4）对比分析利用该模型提取的张家界地貌信息与监督分类提取的地貌信息,发现利用该模型提取的张家界石英砂岩峰林信息具有更高的精度和可信度。本文的研究成果对张家界地区旅游资源调查与往后的旅游规划都有着重要的指导意义。为“粗提取-野外验证与采集光谱-精提取”的遥感影像目标信息提取工作地开展提供了方向。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  •   1.1 研究背景与意义
  •     1.1.1 研究背景
  •     1.1.2 研究意义
  •   1.2 国内外研究现状
  •   1.3 研究内容与技术方法
  •     1.3.1 研究内容
  •     1.3.2 研究方法
  •     1.3.3 技术路线
  • 第二章 研究区概况
  •   2.1 地理位置概况
  •   2.2 地层概况
  •   2.3 构造概况
  •   2.4 地貌形成过程概况
  • 第三章 数据采集与处理
  •   3.1 光谱数据的采集与处理
  •     3.1.1 光谱数据采集
  •     3.1.2 光谱数据处理
  •   3.2 遥感影像数据的下载与预处理
  •     3.2.1 数据下载
  •     3.2.2 数据预处理
  • 第四章 实测光谱数据分析
  •   4.1 岩石光谱曲线分析
  •   4.2 典型地物光谱特征空间分析
  •     4.2.1 典型地物二维散点图
  •     4.2.2 岩石二维散点图分析（点群分析）
  •     4.2.3 最佳波段选择
  •   4.3 实测光谱与遥感影像数据的对比分析
  •     4.3.1 大气对遥感影像信息提取的影响分析
  •     4.3.2 地物混合对遥感影像信息提取的影响分析
  •   4.4 小结
  • 第五章 张家界地貌信息提取研究
  •   5.1 遥感信息增强处理
  •   5.2 遥感信息提取
  •     5.2.1 结合野外考察的目视解译
  •     5.2.2 张家界地貌信息提取
  •   5.3 精度评价
  •   5.4 小结
  • 第六章 结论与展望
  •   6.1 结论
  •   6.2 创新点
  •   6.3 不足与展望
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的论文及参与的项目
  • 致谢
  • 附件

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 丁闪闪

    导师: 杨波

    关键词: 光谱曲线空间,二维散点图,张家界地貌,遥感影像

    来源: 湖南师范大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 自然地理学和测绘学

    单位: 湖南师范大学

    分类号: P237

    总页数: 70

    文件大小: 18649K

    下载量: 96

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