%&#的均值显然要大于%&!,因此由公式(’)计算出来的!"#$值要小于由%&!计算出来的%!"#$值(公式(())。这样,!"#$增强水体信息、抑制背景信息的能力就要小于%!"#$,从而在解释微细信息方面逊于%!"#$;())污染水体的光谱曲线在%&#和%&!波段中的表现也不尽相同(图#)。%&!的曲线起伏变化明显,而%&#则比较舒缓,有的地方甚至为水平直线,无法体现水中的物质变化。因此,由其构成的!"#$指数在揭示水体微细变化信息方%"!#$指数影像由于具有比!"#$影像及其它可见光波段更丰富的信息,所以可以探测到许多水体的微细变化信息。将其用于水污染监测,可比!"#$影像或常规的可见光波段取得更好的效果。
%!"#$影像由于采用了归一化的比值运算,所以它可以消除地形差异的影响,从而解决了水体信息中杂有阴影的问题。在本次实验研究中,并未刻意地去做消除阴影的处理,但在结果影像中,水体信息都不夹杂有阴影的信息,免去了复杂的去阴影处面就必然不如由%&!波段构成的%!"#$指数。
表!"厦门市影像的可见光波段、!"#$影像与
%!"#$影像的统计数据
#$%&’!"(’$)*$&+’,-./+&01,2’304$&%$)5,,!"#$,$)5
%!"#$-.06’71$/’)1/$8’
’波段
(波段)波段!"#$%!"#$最小值!*&++’*&++’(&+++&+++&++最大值(!!&++(#(&++(!!&++(!!&++(!!&++均值*’&,,)#&*+)+&’!’))&-’’!(&!!标准差
’’&*,
"&#-’-&!-,*&-!
*’&,*
注:!"#$和%!"#$影像都已经做了+—(!!的线性拉伸处理。
图#$厦门影像的%&#与%&!波段的污染水体
光谱曲线(上:%&#曲线,下:%&!曲线)
./01#$2/03456789:;<:==658>?458778<7898358>@A%&#(6<<87)
43>%&!(=:?87):;B/4C83/C408
!$结$论
利用中红外波段替换近红外波段构成的改进水体指数%!"#$可用于快速、简便和准确地提取水体信息。它比&D;885879的!"#$指数有着更广泛的应用范围。%!"#$除了与!"#$一样,可用于植被区的水体提取以外,还可以用于准确的提取城镇范围内的水体信息。而!"#$由于其所提取的水体信息中含有许多建筑物信息的噪音,影响了提取精度。因此难于用于城镇建成区范围内的水体信息提取。
理过程[)]。
本次实验也发现有的建筑物的%!"#$值呈较小的正值,这多见于以瓦片为主的老建筑区。由于这类建筑物在中红外波段的反射率较低,有时甚至低于(波段,所以会出现%!"#$为正值的情况。但是这类正值一般都较小,因此在进行水体提取时,将阈值由+作适当提高,就可以取得很好的效果。
由于%!"#$的构成采用了中红外波段,因此不适用于无中红外波段的传感器影像,如2EF%’—)系列、GHFIF2和J6/DKL/7>等。对于2EF%#—!系列及M2%NO等具有中红外波段的影像,本次研究也进行了实验。其中在2EF%#中同样取得了比!"#$指数好的提取效果。在2EF%!和M2%NO影像中,%!"#$的目视效果也好于!"#$,但是由于这两种传感器的中红外波段与绿光波段的分辨率不一致(2EF%!:绿光波段为’+C,中红外波段为(+C;M2%NO:绿光波段为’!C,中红外波段为)+C),在提取结果中会出现类似混合像元的问题,影响提取精度。
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