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IKONOS影像在城市绿地提取中的应用II

2011-12-29 11:59:55来源:《地理研究》 编辑:wenzi浏览:

  2、研究区影像分析

  IKONOS 影像的多波段图像产品有两种选择, 可以将红绿蓝三波段存放在同一数据文件中, 也可以将红绿蓝和近红外存在4 个不同文件中, 本文使用的数据属于后一种。南京城市IKONOS 影像的成像时间为2001 年6 月, 其中1m 分辨率IKONOS 影像为黑白全色波段数据, 4m 分辨率IKONOS 影像为多光谱数据。考虑绿地提取研究的对象是整个城市,空间相对较大, 基于多光谱特征的分类提取方法对全色波段还不适用, 本文对4 m 分辨率的多光谱数据彩色合成后进行绿地提取。

  2.1、绿地特征分析

  在南京图像上可知, 南京市总体绿地率较高, 但分布不平衡, 主要表现在:首先, 紫金山、幕府山和雨花台及其以南为林地, 三处林地占南京城市绿地面积的绝对优势。其次, 城区绿地相对来说占据的面积较少, 但绿地类别较多, 主要有以公园为主的园林绿地, 还有分布于道路两侧的交通绿地和居住区绿地。

  郊区绿地主要为农用蔬菜地, 这类绿地景观随季节更替变动很大, 由于城市化过程中城市扩张和农村城镇化, 部分农用地由于规划待建而暂时成为荒地。

  南京绿地在不同的环境中表现出不同的光谱特征, 即同物异谱现象, 主要为: 地形起伏导致阳坡和阴坡绿地的光谱特征有差异, 阴坡绿地的色调相对较暗; 城市建筑物的高低起伏造成阴影存在, 使得阴影区绿地与非阴影区绿地具有不完全一样的光谱特征。同时也存在异物同谱现象, 主要表现为绿地与少量屋顶、沥青路面和混有少量绿地的阴影光谱特征近似, 使得在进行绿地信息提取时存在误分现象。

  2.2、数据处理及试验区选择

  首先对影像进行几何校正处理, 将影像转换成同一坐标系中, 然后进行4 个波段合成。IKONOS 影像多光谱数据的文件用的是11 位GeoTiff 格式, 不是通常的8 位, 在合成时应注意色彩的合理拉伸, 选择各波段最佳的光谱组合, 避免光谱分辨率的降低。通过目视判读与光谱特征对比分析对比整个影像, 将影像分层分割成各亚分类区并选择某一亚分类区为试验区。通过分层形成的亚分类区影像减少了每一区域的类别数, 同时将相似光谱特征的不同类别分为不同类型区, 这样可改善分类结果, 提高分类精度。

图1 试验区IKONOS 321 影像

  通过比较分析, 选择的试验区位于南京玄武湖以南(见图1), 合成后影像的灰度值在394~668 之间, 大小为415 ×240 个像元。试验区绿地类型主要为园林绿地、交通绿地和居住区绿地, 其中色调较明亮绿地易与其它地类区别, 色调较暗绿地与部分道路和老式建筑顶部的光谱特征相似, 难以识别。因此, 绿地信息提取主要考虑如何将与绿地容易混分的道路和屋顶剔除。试验区的选择具有代表性, 在整幅图像中分类难度大, 容易存在误分。

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