成像光谱技术在土地动态监测中的应用

第一章 总论 1

第二章 成像光谱技术应用于土地动态监测研究发展趋势与研究设想 6

一、成像光谱技术及其发展 6

二、成像光谱技术应用于土地动态监测国内外研究现状与发展趋势 8

三、成像光谱技术应用于土地质量监测国内外研究现状与发展趋势 10

四、成像光谱技术应用土地动态监测的研究设想 12

五、成像光谱技术应用于土地动态监测的关键技术 14

（一）土地利用／覆被变化监测 14

（二）土地质量指标信息提取 15

六、成像光谱技术应用于土地动态监测研究方案 16

（一）成像光谱数据用于土地动态监测的地物光谱特征数据库研究 16

（二）土地利用／覆被类型的成像光谱定量识别技术与土地利用变化信息提取技术研究 17

（三）成像光谱遥感技术土地质量指标信息提取方法研究 19

（四）利用成像光谱技术的土地动态监测应用示范研究 20

第三章 数据获取与地面调查 22

一、试验区概况 22

二、成像光谱数据获取 23

三、地物光谱数据获取 23

四、土壤有机质含量测定 26

五、土壤水分含量的测定 26

第四章 高光谱数据预处理 27

一、数据评价与波段选择 27

（一）最佳波段选择步骤 27

（二）面向分类识别目标——土地利用／覆被类型的波段选择 35

二、边缘辐射畸变纠正 37

三、辐射定标 38

四、几何纠正 41

（一）OMIS图像几何畸变特征分析 42

（二）OMIS影像几何校正流程 44

（三）试验与结果 47

五、光谱数据预处理 48

（一）光谱曲线平滑 48

（二）水吸收峰波段的剔除 49

（三）光谱吸收特征峰参数定量分析 49

第五章 面向土地利用／覆被类型的成像光谱定量分析识别技术 51

一、示范区典型地物波谱及其特征分析 51

（一）地物波谱特性及其机理 51

（二）地物光谱特征分析方法 53

（三）示范区典型土地利用地物光谱特性 53

二、成像光谱数据特征提取技术 59

（一）光谱特征提取方法 59

（二）光谱维特征提取技术 64

三、成像光谱数据的分类识别技术 64

（一）光谱角制图（SAM）的分类技术 65

（二）面向土地利用的多级分层决策树分类技术 67

（三）精度评价 72

四、利用成像光谱数据的土地利用／覆被变化信息、提取方法 78

（一）基于图斑单元的变化信息提取技术 78

（二）基于两个时相成像光谱数据的变化信息提取技术 82

（三）基于成像光谱数据与常规全色遥感数据的变化信息提取技术 86

（四）基于光谱参数的变化信息提取技术 87

（五）基于成像光谱数据遥感监测技术流程 88

第六章 基于高光谱遥感技术的土地质量指标信息提取方法研究 91

一、土壤有机质含量光谱信息提取 91

（一）光谱分析 92

（二）单相关分析 93

（三）逐步回归分析 98

（四）小结 102

二、土壤水分含量光谱信息提取 103

（一）国内外研究概述 103

（二）水吸收峰特征提取 104

（三）与光谱反射率相关分析 106

（四）与水吸收峰特征值相关分析 106

（五）小结 108

三、基于成像光谱数据的土地质量评价指标参数成图 109

第七章 高光谱影像土地利用／覆被信息提取与分类技术示范应用研究 111

一、基于高光谱影像的典型地类光谱库 111

（一）典型地类感样区选取 111

（二）基于光谱纯化技术提取纯净像元 112

（三）示范区典型地类波谱图库 112

二、基于影像质量和典型地类光谱可分性的波段选择 116

三、基于分层方法的土地利用／覆被一级自动分类 117

四、矢量数据辅助下的人机交互土地利用／覆被二级分类 122

（一）土地利用／覆被二级类型自动分类 122

（二）土地利用／覆被二级类型人机交互式分类 123

五、高光谱影像土地利用／覆被分类精度评价 124

（一）土地利用／覆被类型一级地类自动分类精度评价 124

（二）土地利用／覆被类型二级地类自动分类精度评价 128

六、小结 128

第八章 基于成像光谱数据土地利用动态遥感监测应用示范 129

一、变化信息检测 129

二、监测结果分析 131

结束语 136

参考文献 137