《不同地貌類型區的遙感圖像信息容量的差異性研究》是依託西北大學，由王旭紅擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：不同地貌類型區的遙感圖像信息容量的差異性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王旭紅
- 依託單位：西北大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
遙感圖像能以不同時空尺度提供地表特徵信息，通過數據處理和分析，可定性、定量地研究地球表面的地學過程。信息容量是一種基於多維直方圖的灰度數字圖像質量評價模型,大小與圖像有意義的灰度層次相關，而遙感圖像灰度層次的大小常與所表示區域的景觀空間結構複雜度相對應。本研究擬深入剖析信息容量與遙感圖像的耦合關係與科學內涵，構建遙感圖像信息容量概念模型；以不同信息源、不同空間尺度、不同區域的遙感圖像為實驗數據，研究信息容量的建立、特性及不確定性；綜合運用定性與定量、比較分析和實驗測定相結合的研究方法，通過分析信息容量與遙感圖像分維數、植被指數等的相關性，研究信息容量的區域性特徵；並以不同區域信息容量空間分異性為切入點，探索信息容量的空間格局，揭示信息容量所蘊涵的地學信息。最終建立能綜合反映遙感圖像信息容量差異性的理論與方法，並在其套用中取得創新性的研究成果。該研究對遙感信息量化評價和數據套用具有重要意義。
結題摘要
目前，由遙感圖像提取的地表特徵參數如植被指標NDVI等都是基於單像元計算的，不能有效表征蘊含著豐富的地表空間結構特徵信息的像素鄰域間的相關性。信息容量是一種基於多維直方圖的灰度圖像質量評價指標,計算時考慮了像素點所處的局部鄰域上下文信息。信息容量大小與圖像有意義的灰度層次相關，而遙感圖像灰度層次的多少與所表示區域地表景觀空間結構的複雜程度大小相對應。因此本研究首次將信息容量套用於地學領域。首先，本研究構建信息容量的概念模型，指出約束區間的選擇和參數的確定，是保證信息容量地學分析與套用的關鍵性問題。為了使信息容量更適用於表征地表景觀結構的複雜度，提出了一種新的約束區間的選擇方法。以ETM+和SPOT5為實驗數據，選取陝西省不同地貌類型區56個樣區，驗證了約束區間的參數的確定方法。其次，以OMIS、ALOS、TM、Spot等不同信息源、不同空間尺度、不同波段的遙感圖像為實驗數據，研究了由遙感數據的不確定性而引起信息容量的差異性，為信息容量區域空間分異性的研究奠定了研究基礎。再次，以TM、Spot為實驗數據，華北平原、山東丘陵、秦巴山地和陝北黃土地貌區為研究區，研究了信息容量的區域性特徵。研究表明，遙感圖像信息容量的空間分異性與不同地形/地貌類型區域的地表形態結構複雜程度緊密相關。一般地，山地信息容量最大，丘陵次之，平原最小；在黃土地貌類型區，信息容量從黃土塬到黃土梁、黃土峁呈現逐漸增大的趨勢，並隨塬、墚、峁地貌形態的複雜度的增加而增大。深入研究了信息容量與分維數的耦合性，線上性回歸分析中，確定係數在基本地貌類型樣區為0.9262；黃土地貌類型樣區為0.9823。研究探索了信息容量與植被蓋度、NDVI、RVI等5種植被指數之間相關性，實驗結果表明信息容量與植被指數均方差有明顯相關性,最大相關係數為0.8642，信息容量能有效地表征地表植被覆蓋的變化特徵。此外，本研究提出信息容量可作為一種表征景觀複雜度和異質性的新的量化指標。選用3期TM 圖像為數據源，以斑塊數量、斑塊密度、多樣性指數、景觀破碎度和均勻度指數等景觀指數為參考因子，研究探索了信息容量評價景觀複雜度的可行性，分析了西安市景觀格局演變特徵。綜上所述，信息容量能有效地表征區域地表空間結構的複雜度，也作為定量分析區域景觀空間格局的特徵指數，對區域景觀空間格局的研究有重要意義。
