基于遥感影像图像类推法提高湖泊水量监测精度的研究.pdf

Classificd Index:P237 : Y2576237 Southwest Jiaotong University MasterDegree Thesis STUDYING ON IMPROVING LAKE WATER MONITOR【NG PRECISION BASED ON REMOTE SENSING IMAGE ANALOGIE S Grade:2011 Candidate:Liu Changrong Academic Degree Applied for:Master Speciality:Surveying Engineering Supervisor:Associate Professor Feng Dejun May’2014 西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索, 可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于 。在年解密后适用本授权书; √使用本授权书。(请在以上方框内打“、产’) 学位论文作者签名:曲幅兼日期:hf咋.≮t≥6 石暇粼“ S ≯驴名炒戤渺师期老日导剧西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下: 1、介绍了几种常用插值法的特点并对其进行精度对比,通过图像类推原理与立方卷积插值法相结合实现了超分辨率图像,然后利用平均梯度、信息熵、峰值信噪比、结构相似性等指标对超分辨率图像进行质量评价。 2、分析了单波段阈值法、水体指数法、谱间关系法提取水体信息的特点,通过对湖泊水体边界的提取发现,在对浅水湖泊的水体提取中用单波段阈值法提取的精度要高于水体指数法和谱间关系法。 3、分析坡度与高差的关系,通过在湖泊坡度平缓地区的水位变化来监测水量变化, 将水位的垂直变化转换为水平方向的变化,根据等深线生成的DEM在坡度平缓地区通过内插计算水体边界的平均水位线。 4、为了解决较低空间分辨率遥感影像监测湖泊水量存在误差问题,本文利用图像类推技术提高影像空间分辨率,并且通过提取湖泊在坡度平缓地区水体变化信息来监测水量变化,最终通过这两个步骤提高了湖泊水量的监测精度。论文对多幅影像进行试验,实验表明类推放大图像提取的水量比原图提取的水量更接近湖泊的真实水容量。分别对湖泊水位线和水容量进行精度分评定,分析影响水位线精度的因素。本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、己公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均己在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名:夸l嚼景日期:h c￥.公.≥6 西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要湖泊不仅是城市水资源的主体,还是农业灌溉的重要水源。然而,由于气候的变化及人类的过度开发,导致湖泊生态环境受到严重破坏,水量急剧萎缩。因此i对湖泊水量变化的实时监测将会对城市、农业用水起到重要的作用。 Landsat卫星遥感影像具有范围大、周期短、现势性强、获取免费等特点,在湖泊水量监测方面具有不可比拟的优势。然而,TM影像的空间分辨率仅可达到15m或30m, 这就会给水量的实时监测带来很大的误差。国内针对TM影像进行湖泊库容监测方面已经有了一定的研究,但如何提高监测精度方面还涉及较少。因此,在低空间分辨率影像的前提下提高湖泊水量的监测精度将成为研究的关键。鉴于此,本文开展基于图像类推法的湖泊库容提取研究。首先,联合图像类推原理与立方卷积插值法生成超分辨率影像,从而有效提高TM影像的空间分辨率。然后, 通过分析超分辨率影像中水体的特性,开展水体信息提取试验。分析坡度与高差的关系,通过在湖泊坡度平缓地区的水位变化来监测水量变化,将水位的垂直变化转换为水平方向的变化,并利用区域内插法提取水位线信息。最后,通过结合由湖泊等深线所生成的DEM模型,有效获取湖泊的库容信息。论文以Lake Jackson为实验对象,利用该方法对多期影像进行试验,结果表明,,。该方法可以在相同空间分辨率影像的条件下提高湖泊水量的监测精度,对湖泊库容量的评估更为精确,将会对水资源分配、利用以及政府的管理和决策起到一定的现实意义。关键字:图像类推;水体;插值法;遥感影像;库容; 西南交通大学硕士研究生学位论文第1l页 ABSTRACT Lake