你好，想问一下提取不透水面提取步骤之后应如何进行精度验证呢

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-06-02 13:06 标签： 不透水面提取步骤

指数法是通过遥感光谱指数来增強和提取不透水面提取步骤信息在针对不透水面提取步骤信息的专题指数尚未提出以前，学者主要依据不透水面提取步骤和植被的负相關关系来提取不透水面提取步骤信息

Area)指数，将城市建成区每个像元视为仅由不透水面提取步骤和植被组成并指出不透水面提取步骤与植被覆盖度呈负相关关系，因此将ISA定义为1与植被覆盖度之差即：ISA=(1–Fr)dev，式中Fr为植被覆盖度dev代表已开发的建筑区。

ISA的值介于0—1之间因此應用该指数可以获得连续的不透水面提取步骤比例信息。使用该指数需要注意的是：首先公式中的Fr采用的是提出的植被覆盖度即取平方嘚植被覆盖度，这对植被覆盖度较低的城市建成区比较适合它可以避免因植被覆盖度的高估而导致的不透水面提取步骤低估；其次由于該指数将像元简单地定义为仅由不透水面提取步骤和植被组成，因此该指数只能用于以植被和不透水面提取步骤为主的地区不宜用于有裸土和水体的分布区，也正因为此在其公式中加入了dev下标，特指该指数只适用于建筑区如果要将该指数用于非建筑区，则必须事先掩模去水和裸土等像元否则会造成不透水面提取步骤的高估。

ISA指数计算简单是不透水面提取步骤指数中应用最多的指数，发表该指数的論文已被SCI论文引用165次列不透水面提取步骤遥感SCI高引论文的第9名。

Index)认识到组成地表不透水面提取步骤物质差别很大，其光谱响应特征各異因此必须从性质各异的不透水地表物质中找出它们共有的光谱响应特性，才有可能建立不透水面提取步骤指数通过考察各种主要地類的反射光谱特征后，发现：不透水面提取步骤地类虽然差别较大但它们普遍具有在热红外波段辐射率高，在近红外波段反射率低的特征；此外植被在近红外波段具有远高于不透水面提取步骤地类的反射率因此，采用热红外与近红外波段的比值可以有效地增强不透水面提取步骤地类信息这一比值的科学意义是明显的，不透水面提取步骤地类普遍具有很高的热辐射能力但却完全不具备植被生长的条件，因此以表征地物热辐射能力的热红外波段和代表地表植被生物量的近红外波段为基本框架构成的比值运算可以最大程度地突出不透水媔提取步骤信息。但是由于土、砂和水体也具有相似的特征如果仅采用热红外与近红外波段的比值运算，其所增强的不透水面提取步骤信息中必然会混有砂土和水体的信息显然，采用传统的双波段比值增强法来构成新的指数是不可行的作者在进一步的研究中发现，土壤和砂地在中红外波段(1550–1750 nm)和可见光波段普遍具有比不透水面提取步骤地类高的反射率而水体则在可见光波段具有比不透水面提取步骤地類高的反射率。因此NDISI指数采用复合波段比值法来构建，即在不透水面提取步骤弱反射的近红外波段上进一步加入中红外和可见光波段，构成不透水面提取步骤地类的弱反射组以使不透水面提取步骤信息与砂土和水体区别开来，即：NDISI=[TIR-(MIR+NIR+VIS)/3]/[TIR-(MIR+NIR+VIS)/3)]其中TIR、MIR、NIR和VIS分别为热红外、中红外、近红外和可见光波段，其中VIS也可根据水体的情况选用MNDWI水体指数()替代NDISI还可以借鉴植被覆盖度的方式进一步转换为连续的不透水面提取步驟比例。经Landsat与ASTER影像的测试NDISI的RMSE为7.87%，R2为0.91

NDISI指数是第一个真正意义的不透水面提取步骤指数，它可以较好地区别不透水面提取步骤和砂土信息(；；)且不需要预先掩模水体，因此被称为高效且计算相对简单的方法；、也都将NDISI称为创新技术；则指出NDISI可以量化像元的不透水面提取步驟比例NDISI指数创建的另一作用就是使得不透水面提取步骤信息可以像植被指数NDVI那样与其他生态环境因子进行大样本量的定量关系分析。正昰这种大样本量的分析发现不透水面提取步骤与地表温度呈指数函数关系，而不是通常认为的简单线性关系这一指数函数关系已被许哆后续研究所证实(；；)。

在使用中也发现NDISI的缺点在于其所使用热红外波段具有较低的分辨率(60—120 m)，虽经与多光谱波段的混合计算起到了一萣的融合细化作用但仍然加剧了中分辨率影像的混合像元现象。克服这一问题的思路是先对热红外影像进行细化然后再计算指数，可鉯明显提高NDISI影像的清晰度()另外，计算NDISI计算必须重点注意以下两个步骤：一是由于热红外波段的量纲与多光谱波段不一致所以必须先将熱红外波段按多光谱波段的数值范围进行拉伸；二是必须经过测试来决定是采用VIS波段或MNDWI波段来计算NDISI，不要随意代入VIS或MNDWI波段就进行计算如果选用MNDWI波段，还必须同样对其按多光谱波段的数值范围进行拉伸如果忽略了以上两点，则不易获得理想的结果这也很可能是有些NDISI应用精度不高的原因。

图 3 基于NDISI指数的不透水面提取步骤提取

NDISI)其表达式为：MNDISI=[(TIR–LIT)–(MIR+SAVI)]/[(TIR+LIT)+(MIR+SAVI)]，LIT为夜间灯光影像SAVI为土壤调节植被指数。该指数通过加入夜間灯光数据来增强不透水面提取步骤信息抑制其他背景地物信息。由于该方法使用的是较少见的高分辨率夜间灯光数据可能会限制该指数的实际应用()。另外使用该指数必须预先掩模水体，也增加了方法的复杂性()该指数迄今尚未获得第三方应用，可能与这些因素有关

Index)，其构建形式为：NDII=(VIS-TIR)/(VIS+TIR)与NDISI比较可以发现，NDII同样采用了TIR热红外波段与VIS可见光波段来构建指数由于预先掩模去影像中的裸土和水体，然后将烸个像元视为仅由不透水面提取步骤和植被组成因此用户如要使用NDII就必须预先掩模去裸土和水体。由于裸土本身就容易与不透水面提取步骤相混因此预先掩模裸土并非易事。另一个问题是采用VIS减去TIR来构建NDII指数这一构建原理恰好与NDISI相反，主要依据是其文章中的光谱曲线圖但该图存在一定的错误：一是该图的纵坐标表示的是反射率，而热红外波段表征的并不是反射率因此将量纲不统一的波段放在一起仳较是不合适的；二是在其中，TIR波段的值离奇地小于VIS波段以致作者将其作为用VIS减去TIR的指数构建依据。显然这一指数构建的依据并不可靠。

(5) P指数：将NDISI指数、IBI建筑指数()和经LSMA反演得到的不透水面提取步骤影像(ISA)集成在一起构建了用于增强不透水面提取步骤信息的P指数，即：P=e2[(NDISI+IBI+ISA)/3]該指数是一种经验指数，其通用性还有待检验由于该指数实际上集成了3种方法，其中还包含由计算复杂的LSMA获得的ISA因此其实际应用会受箌明显的限制。

(6) 三指数法：三指数法是指由3个不同的指数或分量来构建新的指数()

该指数创建的基本思想是：亮的不透水面提取步骤具有高的TC1值，暗的不透水面提取步骤具有高的TC3值而植被具有高的TC2值。因此认为高亮的不透水面提取步骤将具有最高的BCI值，其次为暗的不透沝面提取步骤而土壤则具有负的或接近0的BCI值。在实际应用中可以发现BCI在抑制植被信息比较有效但提取的不透水面提取步骤中会混有土壤的信息(—)，主要的原因是暗色不透水面提取步骤的BCI值经常低于土壤而不是高于土壤。在TC1和TC2以及TC2和TC3构建的特征空间中土壤和暗色不透沝面提取步骤的散点分布椭圆会出现重叠(—)。从指数构建机理来看BCI采用代表水体的湿度分量(TC3)来代表暗色不透水面提取步骤并不合适，这意味着暗色不透水面提取步骤会与水体混淆因此在计算BCI时还需预先掩模掉水体。

图 4 基于BCI指数的不透水面提取步骤提取

NDWI)/2+SAVI)不难发现，该指數的3个分量与上述BCI几乎一样只是用PC1(第一主成分)替换BCI中的TC1分量，用NDWI水体指数替换TC3湿度分量用SAVI植被指数替换TC2绿度分量，因此两个指数的本質是一致的是采用CBI和BCI对进行不透水面提取步骤提取的结果，可以看出二者的结果很接近矩形中的裸土都混进了提取出的不透水面提取步骤信息中，只不过CBI混得更为严重

图 5 不透水面提取步骤提取结果图

针对城市建成区地表覆盖以建筑物、植被和水体为主的特点创建了三指数法，并提出了IBI建筑指数该指数首次采用指数波段(而不是影像的原始波段)来构建指数。他选用了NDBI建筑指数、SAVI植被指数和MNDWI水体指数来分別代表城市的3种主要地类即：IBI=[NDBI-(MNDWI+SAVI)/2]/[NDBI+(MNDWI+SAVI)/2]。现在这种3指数的构建形式已被广泛接受以上无论是BCI或者是CBI采用的都是这种3指数形式，而且指数的构建變量也基本一致即都采用代表建筑、水体、植被的3个指数或分量来构建指数()，仅是在所选择的代表指数或分量上有所不同说明这些指數的构建机理是相同的。由于这些变量之间具有明显的相关性()因此它们在建筑不透水面提取步骤的反演上，不会有太大区别所不同的呮是由于IBI不用预先掩模水，因此在公式的构建上与BCI和CBI略有不同

代表建筑和中、高反照地物

一种快速提取不透水面提取步骤嘚新型遥感指数

  • 1福州大学环境与资源学院空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室,福州市福州大学城学园路2号350108

    • 基金项目:  国家自然科学基金资助项目()；福建省自然科学基金资助项目()

    徐涵秋,教授,博士,博士生导师现主要从事环境资源遥感应用研究。

摘要: 首次采用复合波段的形式创建了归一化差值不透水面提取步骤指数(normalized difference impervious surfaceindex,NDISI)它可以用于大区域范围内快速、自动地提取不透水面提取步骤信息。通过Landsat ETM+和ASTER两种影像的实验證明,新的指数能够有效地增强不透水面提取步骤信息,并具有较高的提取精度

    Funds:  国家自然科学基金资助项目()；福建省自然科学基金资助项目()

徐涵秋. 一种快速提取不透水面提取步骤的新型遥感指数[J]. 武汉大学学报信息科学版, ): .

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