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基于组分反演的高光谱潮间带表层沉积物自动分类研究 总被引：4，自引：2，他引：2
利用星载高光谱遥感影像数据Hyperion并结合现场采样粒度分析资料,对潮间带表层沉积物类型的自动分类进行了研究.根据低潮位下沉积物的短波红外光谱反射率与沉积物组分(沙、粉砂、黏土)含量之间的强相关关系,选择2102nm为特征波段,建立了高光谱定量遥感反演模型,获取初步的逐像元沙、粉砂和黏土含量,然后采用线性均衡化处理方法对初步反演结果进行修正,并结合Shepard三角分类法建立对照表,自动确定出每一像元对应的沉积物类型,得到研究区潮间带表层沉积物的空间分布特征,总体分类验证精度为87.9%.研究结果表明,研究区分布着三种沉积物,分别为粉砂质砂、砂质粉砂和粉砂,所占比例分别为18.9%,64.6%和16.5%,它们的空间分布趋势与研究区内的植被分布状况、水动力条件以及沉积物来源密切相关. 相似文献
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潮滩沉积物含水量是表征潮滩地物信息的一个重要特征量,它影响着遥感提取潮滩地物信息的准确性。利用含水量-反射率指数衰减模式建立单波段模型,同时参考4种植被指数的形式构建含水量指数,建立适用于潮滩环境的含水量反演波段组合模型,实现了沉积物含水量的遥感反演。研究结果显示:对反射率数据利用干土反射率进行归一化处理后构建的NEWCI(Normalized Enhanced Water Content Index)归一化增强型含水量指数模型的含水量反演效果最佳。在含水量结果中,除了砂类别反演的确定性系数R2为0.675以外,粉砂、砂质粉砂、粉砂质砂、粘土质粉砂等4种沉积物类型反演的确定性系数均在0.83以上;当不考虑沉积物类型时,NEWCI指数模型的反演精度也达到0.8,RMSE为0.059,表明NEWCI指数模型对沉积物类型不敏感,且能够保持较高的含水量模拟精度,因而适合潮滩沉积物含水量的大范围预测。其反演结果可在潮滩地物信息遥感反演时有效削弱水分的影响,进而提高地物信息提取的效率。 相似文献
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出露潮滩上土壤含水量的遥感测量是潮间带地形地貌测量方法的一种新尝试,也是对潮滩生态环境深层次认知的一条途径。借鉴陆地土壤含水量遥感监测的经验,通过分析实测潮滩土壤含水量与其光谱值的关系,建立出露潮滩上土壤含水量遥感监测模型,并利用该模型对研究区影像的土壤含水量进行反演尝试。研究结果为:(1)潮滩土壤含水量与光谱反射率的关系,波段的相关系数以ETM+4的相关性最大;(2)从多元线性模型、单波段模型、比值模型、仿植被指数模型的应用比较看,对于潮滩土壤含水量的遥感反演模型选用单波段模型的误差最小。结果表明,通过遥感测量和监测模型的反演,可以迅速得到海岸潮间带露滩上土壤含水量分布。 相似文献
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以射阳河口南部潮滩为研究区,分别利用普通克里格插值和遥感反演得到潮滩表层的沉积物组分质量分数,进而获取沉积物类型,并对2种方法进行比较分析。结果表明,研究区分布3种沉积物,分别为粉砂质砂、砂质粉砂和粉砂。根据沉积物分类精度和空间分布特征的对比,空间插值获得的沉积物组分质量分数精度较高,沉积物类型总体分类精度均为87.9%,但高光谱遥感反演出的沉积物组分分布图能较好的反映出沉积物组分的空间异质性特征,沉积物类型的分布也具有更明显的空间变化规律,呈现出由低潮位向岸、由潮沟向滩面颗粒逐渐变细的趋势,这种空间分布特征与采样点粒度分析结果所表现的趋势基本一致,且与研究区的水动力环境特征及沉积物物质来源相吻合。 相似文献
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基于HICO波段的滨海土壤盐分遥感反演研究 总被引：1，自引：0，他引：1
本研究以黄河三角洲滨海盐渍土为例，尝试使用HICO （Hyperspectral Imager for the Coastal Ocean）高光谱影像结合现场实测高光谱数据进行表层土壤全盐含量的反演。采用波段组合的方法建立光谱参量，通过相关分析筛选出敏感光谱参量，以决定系数R2选出最佳模型；利用HICO影像反射率与实测高光谱反射率之间的关系，对模型进行修正，并应用于影像。研究发现，比值（RI）、差值（DI）波段组合方法建立的光谱参量与表层土壤全盐含量的相关性明显提高。DI（845，473）、DI（839，490）、DI（845，496）及DI（839，501）的幂函数模型效果最好，且验证决定系数R2均大于0.86，相对分析误差RPD>3，RMSE较小。此外，HICO遥感影像的模型反演结果较为一致，能够反映表层土壤全盐含量的分布。研究显示，利用高光谱数据进行表层土壤全盐含量的反演建模具有可行性，可为区域表层土壤全盐含量的定量反演提供参考。 相似文献
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基于2012~2014年期间江苏近岸海域实测遥感反射率、悬浮泥沙浓度及HJ CCD数据,建立该海域HJ CCD影像悬浮泥沙遥感反演模型。通过研究水体实测反射光谱特征,确定对悬浮泥沙浓度变化的敏感波段,并与悬浮泥沙浓度进行函数拟合分析。结果表明:将HJ CCD Band3的等效遥感反射率、HJ CCD Band3与Band2等效遥感反射率的比值分别作为敏感因子,并采用对数函数模拟低值区、指数函数模拟高值区获得的叠加模型表现最为突出。通过卫星应用发现,第2、3波段比值模型的遥感反演结果与实际情况相符,可有效削弱大气校正、表观反射率到遥感反射率的转换方法以及HJ CCD辐射分辨率较低等一系列问题的干扰,为江苏近岸海域HJ CCD悬浮泥沙遥感反演的最优模型。 相似文献
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Characterization of the sediment composition of tidal flats and monitoring of their spatiotemporal changes has become an important part of the sustainable management of coastal environments. To accurately classify sediments through remote sensing, a comprehensive understanding of sediment reflectance spectra is indispensable. The present laboratory-based study explores the performance of the high spatial resolution (10?×?10 m) Advanced Land Observing Satellite (ALOS) launched in 2006. Relationships between reflectance spectra (bands 1 to 4) and four typical mass physical properties were investigated under wet and dry experimental conditions for intertidal sediments sampled near the Ba Lat Estuary in northern Vietnam. Reflectance in the near-infrared region corresponding to ALOS band 4 (0.76–0.89 μm) was found (1) to have a strong negative correlation with sand content (dry wt%) under both wet and dry conditions (linear correlation coefficient r?=?–0.7859 and –0.8094, respectively), (2) to increase with decreasing relative water content (%) in a given sediment type (r?=?–0.7748 to –0.9367 for mud, sandy mud, muddy sand, and sand), (3) to have a positive correlation with organic matter content (r?=?0.7610 and 0.6460 under wet and dry conditions for contents >0.20 dry wt%), and (4) to be insignificantly correlated with mineral composition assessed in terms of contents (wt%) of quartz, clay minerals, and mica group minerals. Positive relationships between reflectance and water content for the pooled data of all sediment types (r?=?0.6395) or organic matter content contrast with previous findings, and can be attributed to close interrelationships between these properties and the predominance of sand content as controlling factor of reflectance. This study clarifies that ALOS band 4 provides the most useful imagery for intertidal monitoring because its reflectance, as simulated using the laboratory data, shows the strongest correlation with sand content. In a next step, these experimental findings should be verified by identifying the reflectance relationships at satellite image scales, and also considering the effects of other tidal flat features on reflectance, such as microtopography and biological surface characteristics. 相似文献
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基于高光谱的射阳河口悬浮泥沙浓度定量反演研究 总被引：1，自引：0，他引：1
通过提取高光谱遥感信息,对射阳河口悬浮泥沙浓度与实测光谱及Hyperion影像光谱反射率进行了相关性分析,结果表明：射阳河口含沙水体对实测光谱反射率的敏感波段为898～904nm,对光谱分辨率为10nm的Hyperion影像敏感波段正好位于896nm处,以此构建的指数模型,其相关指数达到0．89。模型的检验显示,相对根均方差值为38．78％,表明单波段896nm对预测射阳河口的悬沙质量浓度具有良好的精度。由于试验取样时间与Hyperion影像的成像时间相匹配,此时水流场较稳定,河口水体中的泥沙运移与扩散规律与影像解译结果相似,即：近岸悬沙质量浓度高,远海浓度低;河口南侧由于属于淤长性海岸,悬沙质量浓度比北侧高。研究结果为利用高光谱分析技术构建海洋悬沙含量的定量反演模型提供了可靠依据,也为海洋水体其他物质成分的定量反演奠定了基础。 相似文献
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1Introduction The sediment dynamics of intertidal flats in-volves erosion, transport, and settling processes. A-mong these, the mechanisms of sediment transportare a key question. Progress has been made in awide range of associated areas, including sedime… 相似文献
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研究发现,Hyperion高光谱影像的中心波长为1215和2133nm的波段反射率组合与沉积物粒度参数(平均粒径、偏态和中值粒径)之间以及平均粒径和中值粒径之差与分选系数之间有显著的线性相关特征,据此构建了线性回归模型,反演并分析了江苏省射阳河口南侧潮滩沉积物粒度参数的空间分布规律。经独立样本的检验显示,粒度参数反演的总体平均相对精度和平均绝对精度分别在75.70%和72.17%以上。从粒度参数的空间分布来看,具有明显的空间变化特征,总体变化趋势为:平行于岸线走向由北向南颗粒逐渐变细,分选变差,偏态由近对称转为正偏;垂直于岸线走向从陆向海沉积物颗粒逐渐变粗,分选性变好,偏态由正偏转为近对称,但是在中潮位附近,沉积物颗粒粗细交替分布,平均粒径较大,分选性表现为大致由中潮位附近向海、向陆变差。这种变化趋势与研究区的水动力环境及沉积物物质来源吻合良好。 相似文献
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利用遥感技术估测水体中的悬浮泥沙的浓度已经成为一门成熟的技术，但将其应用于河口地区悬浮泥沙的监测仍然存在一些限制。限制之一是遥感数据（例如MODIS）的空间分辨率太低，不适合应用于河口等狭小水域的监测。相比较而言，Hyperion高光谱遥感数据有196个波段，覆盖400-2500nm的光谱范围，光谱分辨率为10nm,空间分辨率为30m，其高光谱分辨率及高空间分辨率，显示了其在河口水体悬浮泥沙遥感中的巨大潜力。利用2006年12月4号的Hyperion数据、同步实测的高光谱数据及悬浮泥沙浓度数据，对珠江口海域悬浮泥沙浓度进行了研究。利用混合光谱分解模型计算了珠江口悬浮泥沙浓度的分布。分析结果表明，混合光谱分解模型可以作为遥感监测水体悬浮泥沙浓度的定量模型。 相似文献
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青岛灵山湾潮间带沉积物粒度参数高光谱定量反演 总被引：1，自引：0，他引：1
潮间带表层沉积物粒度参数不仅是研究现代海岸动态和变迁的参照,也是评价人类活动可持续发展的依据。本文以灵山湾潮间带野外实地采集潮滩表层沉积物及其表面实时光谱信息为研究对象,分析高光谱用于粒度参数识别的能力。针对高光谱信息提取的困难,对光谱数据进行数学变换,利用多层感知器神经网络建立沉积物粒度参数与光谱反射率之间的关系模型,探索了利用表层沉积物反射光谱特性进行沉积物特征定量反演的可行性。结果表明:基于高光谱对沉积物粒度参数的定量预测是可行的,建立的预测模型可以较准确地反映潮间带沉积物粒度特征,其快速、准确的优点为测定潮间带表层沉积物粒度参数提供了一种新方法。该模型的建立为进一步提高潮间带变化监测和预测的研究提供了参考借鉴。 相似文献
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一、序言 从遙感信息中提取海洋信息是海洋遙感应用的核心问题。 从遙感数据提取海洋数据,现在已经有很多方法与模型。各种方法都有它们的长处和短处。从目前发表的遙感文章来看,大多还是使用数理统计模型。它的优点是方法比较简单,且比较精确。缺点是有很大的局限性,它的结果只有在特定的海区、特定的大气条件和飞行 相似文献
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This paper focuses on the use of imaging spectroscopy for the mapping of sediment characteristics on a tidal sandbank in the Westerschelde, called the Molenplaat. On June 8, 2004, during low tide, a HyMap™ scanner recorded the Molenplaat at 4 m pixel resolution. The hyperspectral data were radiometrically calibrated, geometrically corrected, and atmospherically corrected to give apparent surface reflectance data. On the calibrated and corrected dataset a supervised binary classification was performed, based on linear discriminant analysis. Simultaneous to the flight, 25 sediment samples were collected in the field and analysed in the lab to define the median grain size, the water content, the total organic matter content and the chlorophyll-a concentration. These four parameters play a crucial role in sediment stability and macrofaunal habitat definition. Prior to the classification, a feature selection, based on sequential floating forward search (SFFS), was performed. For each of the four parameters two to three bands were retained for the classification. These bands were most frequently selected in the visible and near infrared parts of the spectrum, except for the organic matter content where also SWIR bands were used. The overall classification accuracy was highest for the water content (88%), the median grain size (88%) and the chlorophyll-a concentration (84%). The organic matter content, for which three instead of two classes were distinguished, scored somewhat lower but still reached 80%. The classifications were limited to a small number of classes in order to obtain reliable statistics with a small number of training samples. The spatial patterns in the classified images indicated that the four parameters under study are highly correlated. In most cases coarse sediment coincided with dry conditions, low organic matter and low concentrations of chlorophyll-a. The wet and muddy parts of the Molenplaat were in general characterised by a notably higher amount of organic matter and chlorophyll-a. The individual classification results for the median grain size, the water content and the chlorophyll-a concentration were combined to generate a sediment ecotope map. The presented study illustrates how airborne hyperspectral data can be used to achieve accurate classified maps of intertidal sediment ecotope types, applying feature selection and a binary classification approach. 相似文献