植被信息提取
发布网友
发布时间：2022-04-22 09:05
共1个回答
热心网友
时间：2022-05-13 02:55
不同类型的绿色植物都具有相似的反射光谱特征。植物在可见光波段0.55μm附近有一个反射率的峰值；在红光波段0.65μm左右有一强烈吸收、低反射峰；在近红外波段0.8～1.0μm间有一个反射率为50～80的宽反射坪，这与其他类型的地物明显不同。虽然不同类型植物的反射特征的变化趋于一致，但在各光谱段上，不同植物反射率的数值却有明显的差异，尤其是在近红外波段更为明显，如在可见光波段，落叶阔叶植物比常绿阔叶植物的平均反射率高1.9%～2.3%，而在0.7～1.05μm的近红外波段，前者比后者的平均反射率要高16%～21%。
在遥感应用领域，植被指数是广泛应用于定性和定量评价植被覆盖及其生长活力的指标。植被指数反映了不同波段间的不同组合方式，不仅用于植被提取、植被识别和植被分类，而且还可用来反演植被生物物理参数，如叶面积指数、植被覆盖率、生物量、光合有效辐射吸收系数等。在各种植被指数中，规一化差异植被指数（fNDVI）应用最广泛。
工矿区环境动态监测与分析研究
其中，RNIR、R分别为植被在近红外波段和红波段上的反射亮度值。
就彩红外图像而言，由于在摄影过程中存在着中心投影、太阳高度角影响、大气的湍流效应、摄影设备中光学系统的绕射、光学系统的像差、感光材料的非线性影响等，使得同区域的各幅图像之间的色差、色彩均匀度不一致。彩红外图像的上述问题可以认为是对地物光谱反射成像的非线性扰动。因此，若直接套用fNDVI，会造成偏差，不利于区域植被的遥感定量研究。
造成彩红外遥感图像间光谱差异的原因大体可分成三类：①系统光谱的差异；②太阳光照射角度的不同及光强差异；③不规则的背景亮度。因此，可根据以上原因给出若干修正系数：用和差倍率调节系数K来调节图像间的系统光谱差异，主要调节高亮度值部分；用对数调节系数P调节由太阳光照射角度不同及光强差异造成的图像间的色偏，主要调节低亮度值部分；用线性常数J调节不规则背景亮度造成的饱和度差异。由此构造通用植被指数fGDI:
工矿区环境动态监测与分析研究
式中，Ki为光谱倍率调节系数；Pi为光谱对数调节系数；Ji为调节方程的截距；Qi为波段间的平衡系数；C为确保分母不为零的常数。
在彩红外遥感图像上，用像元的红、绿、蓝分色亮度值分别代表该像元所表达地物的近红外、红和绿波段的反射亮度值。则式3-35中的Bandi分别代表R、G、B值，Ki、Pi、Ji分别对RGB值进行调节。
令K2=-1、P2=0、Q2=1。由于Ji为线性系数，令J1+J2+J3=1，于是有：
工矿区环境动态监测与分析研究
由于在求取fGDI的诸参数中，B值反映植被特征不明显，借鉴fNDVI对绿波段的处理方法，在公式中可不考虑。令K3=P3=Q3=0;K1=Q1;C=1。于是通用植被指数fGDI演化为修正的彩红外航空遥感图像植被指数fCNDVI：
工矿区环境动态监测与分析研究
显然，fCNDVI的取值范围为0＜fCNDVI＜1。取其极限条件带入式3-37，可得：
工矿区环境动态监测与分析研究
式中Rmin,Rmax,Gmin,Gmax分别为植被在某一图像上表现的R、G中的最大、最小值，通过图像统计得到，视为已知，J值由R、G散点图读出截距。于是由式3-38可解出P1、K1：
工矿区环境动态监测与分析研究
将解出的P1、K1带入式3-37，就可以求取各幅图像上每个像元的fCNDVI值，实现植被信息的提取。
在计算fCNDVI后，得到的是一幅灰度图像，在该图像上，植被呈亮白色，而其他地物呈暗黑色。通过线性拉伸和密度分割处理，即可得到彩色的植被分布图像，其中不同色彩表示不同的fCNDVI大小。实验证明，通过计算fCNDVI，植被的提取率可达95%左右。
