遙感監(jiān)測林火和洪澇系統(tǒng)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-25 05:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 間比例分配及空間結(jié)構(gòu)特性的綜合反映。 因此,為有效的識別土地利用類型,并動態(tài)監(jiān)測其變化情況,需要從遙感圖像與地學(xué)規(guī)律的綜合分析入手。對TM的7個波段進行圖像數(shù)據(jù)分析之后,發(fā)現(xiàn)其光譜信息具有3~4維結(jié)構(gòu),其物理意義相當(dāng)于亮度、綠度、熱度和濕度。亮度指數(shù)、植被指數(shù)被分別定義為BI=[(TM2)2+(TM3)2+(TM4)2]1/2/3。 NDVI=(TM4—TM3)/(TM4+TM3)式中BI為亮度指數(shù)。 TMi (i=2, 3, 4)為TM圖像第Ⅰ波段的亮度值。 NDVI為歸一化指數(shù)。TM5波段對水體反映敏感,其數(shù)值的變化常常表現(xiàn)出地物含水量的差異,因而TM5在某種意義上說,代表了地物的濕度分量, TM5可以作為濕度的指示波段。為充分利用TM圖像的多波段信息,常采用多波段的組合分析,即基于三基色原理的假彩色合成和基于數(shù)字圖像處理原理的計算機自動分類。由于不同土地利用類型的植被季相變化規(guī)律是有差別的,所以,我們還可以利用不同時相的植被信息來研究土地利用的識別及其動態(tài)監(jiān)測。不同生活型的植物,其生活節(jié)律、生命周期的不同可以由植被指數(shù)(NDVl)真實地記錄下來。不同的NDVI值反映了植物光合作用的強度和生命力的大小,也是植被類型差異的一種表現(xiàn)。一個時相的NDVI可以獲得成像時刻植被的空間分布信息,多個時相NDVI可以獲得植物生命節(jié)律和生命周期的完整描述,即通過整個生長期中各生長階段的NDVI圖像,能有效的擴大各植被類型間的差異,從而將它們區(qū)分。將NDVI圖像同地學(xué)分析相結(jié)合,就可以對土地利用類型進行識別。同TM原始資料相比,植被指數(shù)的圖像可選擇范圍要大得多,因而研究可以更深入一些,獲得的土地利用類型將更精確。 具體處理方案(1) 預(yù)處理 預(yù)處理與淹沒范圍圖制作中的預(yù)處理過程基本一致。(2) 分類判別 在土地利用類型的識別中,以上所述的監(jiān)督分類方案同樣適用。在參照NDVI值作類別合并時,僅對相對洪災(zāi)損失評估無甚意義的的小類別予以合并,再實施監(jiān)督分類。(3) 專題制圖 參照實地調(diào)查資料,標(biāo)明類別圖例,并賦上行政區(qū)劃。 屬性數(shù)據(jù)庫的建立將圖像處理結(jié)果輸入ARC/INFO中,針對每一類別塊鏈接若干地物屬性數(shù)據(jù)庫,樣式設(shè)計為二維表格,表頭為地物類別名稱、面積、季節(jié)性特點等。此表為分析地區(qū)地表覆蓋特點提供數(shù)據(jù)。 數(shù)字地面高程模擬選擇1∶100 000、1∶20 000等大例尺的地形圖為底圖進行數(shù)字化,將等高線或離散高程信息輸入計算機,可以運用相關(guān)軟件進行地形圖的三維顯示,直觀的觀察地形的起伏。 確定淹沒水深及淹沒范圍與土地利用類型圖的迭加分析在淹沒區(qū)的各個連通區(qū)域里,視水面為水平面(實際上,當(dāng)洪水勢頭穩(wěn)定或退水時期才接近這種情況),在淹沒區(qū)的邊界上,可近似認為水深為零,則邊界點的高程值即是該區(qū)域此刻的水位值。由該區(qū)域的數(shù)字高程模型可知區(qū)域內(nèi)各點的地面高程,那么,水位值即水域邊界點高程值與內(nèi)部各點的地面高程之差,即是相應(yīng)內(nèi)部點的水深值。具體的操作需先將遙感淹沒范圍圖和數(shù)字高程模型迭合,得到包含地面高程信息的淹沒范圍圖。然后搜索洪水連通區(qū)域個數(shù)及各自的邊界點坐標(biāo),分別在各連通域內(nèi)部計算淹沒水深,相應(yīng)小于某一水位的蓄水量也可以得到。在此迭合分析中,可先將淹沒范圍圖中的未淹沒區(qū)置為白色,然后,以行政區(qū)劃邊界為控制點,進行幾何配準(zhǔn),迭加合成后,各土地利用類型上顏色未變的即是未淹區(qū),顏色變化了的即是已淹沒的部分。在此圖上,哪些地物被淹,及淹沒范圍就一目了然了,淹沒面積也可方便地勾畫統(tǒng)計計算。最后,也要制作一個二維表格式的屬性統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫,包括拍攝成圖時刻淹沒的地物類別、面積、淹沒水深等數(shù)據(jù)。2. 森林火害遙感檢測分析(l) 人工識別。利用三通道合成圖判識，從局地投影數(shù)據(jù)集中提取通道3的數(shù)據(jù)，并分別賦予3通道以藍、綠、紅三種顏色，植被和地表呈現(xiàn)綠色，火點呈紅色，云呈現(xiàn)白色l3]。這種方式比較直觀，是識別大范圍草場和森林火災(zāi)的主要手段。(2) 計算機自動判識。利用高溫源(可能是火點)在燃燒等發(fā)熱狀態(tài)下，發(fā)射輻射的波長等光譜特性與一般物體的發(fā)射輻射特性在各指定波段(即各通道)的不同，并根據(jù)不同背景設(shè)置合理的門檻值，再由計算機自動查詢相應(yīng)通道探測的物理值，與背景對比，判別找出“特異點”的識別方法。(3) 計算機自動判識和人機交互相結(jié)合。它是目前森林林火監(jiān)測采用的主要方法。森林面積相對我國東北、西南地區(qū)來說不大，分布也不集中，主要分布于山地、丘陵地帶，如鄂東北大別山、鄂東南幕阜山及周邊大J陪、黃阪、新洲、羅田、英山、陽新、大冶、咸寧通山等地，另外，林種各異，地表植被不均一。鑒于這種分布格局，森林火情的遙感監(jiān)測僅用人工方式識別是不可取的，因此，我們采用計算機自動識別和人機交互相結(jié)合的方法。首先進行圖象處理，打開經(jīng)預(yù)處理和單軌回放處理的文件，分析本地區(qū)在圖像上的位置和圖像質(zhì)量，確定遙感資料是否可繼續(xù)應(yīng)用，再在資料經(jīng)預(yù)處理完成定標(biāo)定位訂正后，進行含本地區(qū)在內(nèi)的局地投影(“N，“E)，生成局地文件(含湖北省)，選取具有本地特征的地表邊界(如長江、漢江河道)與圖像中的觀測邊界比較，進行定位偏差的再次訂正，直至基本吻合為止，保存資料。(著火區(qū)產(chǎn)品)生成火情判識條件的各項物理意義如下。chl(用于白天):可見光反照率，反映被探測物的亮度，主要用于區(qū)分云和地表，云的反照率較高，而地物則較低。ch2一chl(用于白天):被探測物的綠度指數(shù)，反映地表植被覆蓋狀況。正在燃燒的植被綠度值一般不會太高，但較裸露地表和過火區(qū)大，隨季節(jié)也有較大變化。ch3:3通道亮溫(白天包含兩部分:可見光反射輻射部分和紅外輻射部分，夜間僅紅外輻射部分)，常規(guī)時與ch4相近，出現(xiàn)高溫點或明亮的云體時，其值較高。ch3一ch4:根據(jù)火情監(jiān)測原理，比較火區(qū)與背景輻射值，通道4的差異達到一
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