利用改进的归一化差异水体指数MNDWI提取水体信息的研究(5)

2021-02-21 08:16

!"#$河流水体

河流水体提取以闽江中游某段为实验区,影像为%&&&’&!’&(的)*+,-*./012影像。实验区的背(3))。用公式(4)和公式(%)分景以植被为主(图#别生成了"#$%和!"#$%影像(图#(5),(6))。

从图中可以看出,用两种指数生成的影像差别不大。这是因为该影像的背景多为植被,少有建筑物。两(表%),幅影像中的水体和植被的反差值皆为&789所以二者除了影像上方一条小路在"#$%影像中仍然作为噪音显示出来外,其余无太大差别。因此,在以植被为主的地区,这两种指数都可以使用。

表#$河流水体及其背景地物的亮度均值、!"#$均值和%!"#$均值

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4波段

河水建筑物植被

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!";$海洋

海水的提取以环厦门海域为实验区,影像为4"9"’&;’4!的)*+,-*.01影像。实验区的背景兼有建筑物和植被(图#(>))。在用公式(4)和公式(%)分别生成的"#$%和!"#$%影像中(图#(?),),"#$%影像同样具有很多的建筑物噪音,如厦(@)

门岛西部的建筑物信息几乎全被显示出来。但在!"#$%影像中建筑物的信息则基本上被抑制。从表#中可知建筑物在!"#$%影像中呈较大的负值(<&7%4),因此与海水的反差可达&7";,增大了海水与背景地物的差距。而在"#$%影像中,二者的反差值只有&7!(,所以水体的增强效果远不及!"#$%影像。

表;$海水及其背景地物的亮度均值、!"#$均值和%!"#$均值

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4波段

海水建筑物植被

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$$本次实验还发现!"#$%影像比"#$%或其它单波段可见光影像具有更丰富的信息,可以探测到更多的水质微细变化信息。图#(A)就是对环厦门海域的!"#$%影像进行简单的拉伸变换处理后所揭示的海水污染情况。图#(>)中原本貌似洁净的蓝色海洋显示出受污染的情况。污染严重的海水呈红色,未受污染的海水呈蓝色。对"#$%影像或其它单波段影像进行同样的处理无法获得这么明显的效果。影像揭示了呈同心环带状分布的环岛污染海水,尤以中、北部表现得最为明显。其中紧靠厦门岛的内环呈红色,污染最严重。从这种环状分布的特征,以及厦门岛的中北部在4"9"年以农业为主的情况分析,这是一种农业活动造成的非点源污染。由于缺乏同步数据,所以未对污染物成分作进一步分

析。另外,对闽江入海口和罗源湾外海进行的类似实验,也表明了!"#$%可以探测到更微细的信息。闽江口的污染物及其运移情况一目了然(图#(B));罗源湾外海的!"#$%影像(图#(C))所揭示的悬浮沉积物及其运移方向则比"#$%影像(图#(+))清晰得多。同样,图#(D)的八一水库!"#$%影像揭示了湖泊中部的一些水质变化,而这也是"#$%影像(图#(E))所无法揭示的。!"#$%所具备的这种探测微细变化的优势,可以从以下三方面加以解释:(4)通过比较!"#$%,"#$%和可见光波段的统计数据,可以发现!"#$%影像的标准方差大于"#$%和其他单波段可见光影像(表(),因此,它含有比其它波段更丰富的光谱信息;(%)从图(和表#可以看出,污染导致了水体均值的升高,但


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