喬木樹種遙感監(jiān)測波段窗口研究.pdf

1、隨著高光譜技術的不斷發(fā)展，高光譜遙感在樹種識別方面的應用越來越廣泛。傳統(tǒng)遙感只能識別植被、水體、裸地等差異較大的地類，無法滿足喬木樹種的精細識別要求。高光譜數(shù)據(jù)具有光譜分辨率高、波段數(shù)目多、數(shù)據(jù)量龐大的顯著特點，為喬木樹種的精細分類與識別提供了可能。
　　喬木樹種的分類一直是林業(yè)遙感監(jiān)測研究的一個技術難點，為尋找便于識別喬木樹種高光譜數(shù)據(jù)的最佳監(jiān)測窗口。本文以黃豐橋國有林場為主要研究區(qū)，以杉木、馬褂木、馬尾松和樟樹為研究對象，以J

2、M(Jeffreys-Matusita)距離和變換離散度為最佳監(jiān)測波段的篩選算法，然后使用馬氏距離判別法對計算所得的最佳波段窗口進行驗證，從而確定最佳波段區(qū)間的范圍。此外，利用MATLAB軟件GUI界面構(gòu)建框架，結(jié)合開發(fā)組件與高光譜數(shù)據(jù)處理算法，開發(fā)相應的數(shù)據(jù)處理軟件，實現(xiàn)對高光譜數(shù)據(jù)的一鍵式處理，快速、高效的得出最佳監(jiān)測波段窗口。
　　本文歷時2年多，對杉木、馬褂木、馬尾松和樟樹進行定點定期觀測，共采集數(shù)據(jù)2000多條，利用以上

3、觀測數(shù)據(jù)，進行高光譜數(shù)據(jù)的預處理、相關性分析和相對輻射校正，然后使用JM距離算法和變換離散度算法計算樹種之間在所有光譜區(qū)間(340nm～2500nm)上的區(qū)分距離值，以大于等于1.9的波段區(qū)間為最佳監(jiān)測窗口，再用馬氏距離判別法對得到的最佳波段窗口進行驗證和精度評價，最終確定喬木樹種遙感監(jiān)測的最佳波段窗口。為快速、高效處理高光譜數(shù)據(jù)提供一定的參考，為喬木樹種遙感監(jiān)測提供最佳的波段窗口。主要研究結(jié)果有:
　　(1)對于實測喬木樹種地面

4、高光譜數(shù)據(jù)最佳監(jiān)測波段的選擇，研究得到高光譜數(shù)據(jù)濾波、相關性分析、相對輻射校正等比較成熟有效的高光譜數(shù)據(jù)預處理方法。
　　(2)對于實測喬木樹種地面高光譜數(shù)據(jù)最佳監(jiān)測波段的選擇，研究得出JM距離算法作為喬木樹種遙感監(jiān)測波段篩選算法比較理想。
　　(3)研究得出喬木樹種遙感監(jiān)測最佳波段窗口為:杉木與馬褂木為1572～1591nm;杉木與馬尾松為993～1013nm;杉木與樟樹為2139～2159nm;馬褂木與馬尾松為729～7

5、42nm，1601～1606nm;馬褂木與樟樹為1710～1729nm;馬尾松與樟樹為1596～1625nm。
　　(4)研發(fā)了一套一鍵式、快速管理與分析高光譜數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。通過可視化界面，實現(xiàn)研究人員對數(shù)據(jù)的快速、高效處理，以及數(shù)據(jù)對人的及時響應，形成人與數(shù)據(jù)之間的直接價值連接，將數(shù)據(jù)存儲管理與數(shù)據(jù)處理分析集成到一起。使得系統(tǒng)可以完成高光譜數(shù)據(jù)的管理與存儲，又能完成對高光譜數(shù)據(jù)的深入處理和分析，形成一個數(shù)據(jù)管理與分析處理的