CANFET方法在遥感诊断中的应用研究

来源 :北京师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chen95127
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
土地覆盖分类一直以来都是一个重要的问题,而遥感则能省时有效地提高土地覆盖分类的时空精度,分类的准确性是遥感科学领域的研究热点。随着计算机存储容量和计算速度的不断提升,先进的机器学习方法(MLs),特别是监督学习用于处理海量遥感数据已成为现实。已有的研究成果表明,监督机器学习算法在各种分类和回归问题中相比传统方法得到了更广泛和有效的应用。然而,对于不同的应用场景和数据类型,其适用的机器学习的算法也不同,难以解释的复杂性和海量的参数成为制约机器学习发展的主要原因。  本论文主要围绕新型土地覆盖分类器CANFET(基于模糊逻辑和DS证据理论的卫星数据安德鲁曲线分类)的构建和精度分析及其在遥感诊断中的应用展开研究。CANFET模型是基于数据可视化的分类器,具有较高的精度,较少的参数,易于解释。自从安德鲁斯在1972年提出了安德鲁斯方程以来,本研究首次将其应用于卫星遥感领域。经过安德鲁斯方程的变换后,不同类别的Landsat影像数据的光谱曲线之间具有显著差异,进而可以进行分类。为了处理卫星影像每个像素位置上的大量安德鲁曲线,本研究改进了常用的模糊逻辑和Dempster与Shafer证据理论(DS理论),开发了一个新型土地覆盖分类器,并将其命名为“基于模糊逻辑和证据理论的卫星数据安德鲁曲线分类”,简称为CANFET。  本论文的主要研究内容有以下几点:  1、CANFET算法的构建  首先将输入数据和训练数据标准化,然后代入安德鲁斯方程转换为曲线。从训练数据中选择训练曲线并将曲线分成100个离散值,然后算出每个离散点的平均值和标准差,进而计算得到每组100个高斯隶属函数。然后将模糊化过程应用于所有数据以获得模糊隶属度等级。在不同的训练样本中重复该过程,直到获得每个样本的所有模糊隶属度等级。由于模糊推理在复杂的重叠隶属函数中变得非常复杂,本研究采用DS理论代替了模糊推理。为了进一步提高分类的准确性,此处引入了安德鲁斯曲线动态类型(TAD)和置信区域及权重两个特征。本研究还开发了简化的CANFET(Simplified CANFET)和直接匹配CANFET(Direct-matching CANFET)。  2、CANFET在遥感诊断中的应用及与传统分类器的比较  基于Landsat-8OLI卫星影像数据,CANFET的遥感诊断应用研究选取了泰国素叻他尼省的落叶作物巴西橡胶(Hevea brasiliensis)和非落叶作物油棕榈树(Elaeis guineensis)及泰国Kumphang~Phet省的水田、甘蔗田等地物类型进行了分类。分类结果表明,原始CANFET在这些作物分类中取得了良好的效果。此外,通过对大兴安岭地区1987年特大森林火灾事件后火烧迹地的提取进一步拓展了该分类器在林业行业的实际应用。简化CANFET分类的结果表明该分类器可准确分离出烧毁植被、健康植被(未烧毁)和建筑物区域,分类总体精度大于90%。三个区域的示范应用研究结果表明,原始CANFET和简化CANFET在的性能在许多方面优于最大似然分类(MLC),最小距离法分类(MD)和马氏距离法分类(MH)。  3、CANFET在遥感诊断中的应用及与机器学习分类器的比较  基于泰国东南部的Srinakarin大坝地区的Landsat-8OLI影像,应用直接匹配CANFET方法提取地表信息。分类结果显示该分类方法的准确性较高,信息的遗漏率低,误差小。因此,直接匹配CANFET与三种基本机器学习分类器(反向传播神经网络BPNN),支持向量机(SVM)和随机森林(RF)相比具有竞争力。  本文创新点:  (1)研发了三种新型分类器,分别命名为原始CANFET、简化CANFET和直接匹配CANFET。  (2)首次将安德鲁斯方程应用于卫星遥感研究领域。  (3)CANFET是一种测量曲线相似性的新方法。
其他文献
写好“一撇”和“一捺” ,共同打牢企业的支撑点。“搞好一个企业 ,关键要有一个好班子 ,特别是班子中的党政一把手要配合好。”这是我们已故党委书记、老经理王权同志生前经
顾问张静如周一兴徐俊德彭咏梅会长吴家林常务副会长谢荫明副会长张承钧罗运鹤侯且岸贾凯林秘书长徐达副秘书长冯金录刘苏李谷山李德平张兆民韩朴理事会理事(按姓氏笔划排序)于
自20世纪80年代末以来,广州市经历了社会转型和经济的快速发展,众多新型零售商业业态涌现,零售网点增多,零售商业中心的数量、规模、职能和等级都发生了巨大变化,制衡零售商业空间
陆面数据同化是集成模型和观测这两种基本陆面科学研究手段的方法论,其核心思想是在陆面过程或分布式水文模型的动力框架内,通过数据同化算法融合时空上离散分布的不同来源和不
当前 ,机关会海、农村会荒的现象仍然严重存在 ,致使党在农村的一些方针政策难以很好地贯彻到基层群众中去。一些基层干部反映 ,难开群众会。笔者认为多开农民盼开的会议 ,这
调查分析了东帝汶国水稻生产的现状和利弊因素,总结了中国杂交水稻组合在东帝汶的品比试验和示范种植结果,并对东帝汶发展杂交水稻、实现粮食自给的可行性进行了分析论证,提
前不久,海南省乐东黎族自治县九所镇新庄村的读者邢孔明在给本刊来信中说,“我是1998年10月7日,通过村民投票当选为新庄村村民委员会委员的。1999年11月23日,我被九所镇党委书记黄泽雄在全镇
日益加剧的水资源危机给农业带来了两个挑战,一是粮食需求压力因人口持续增长而加大,二是需要在日益短缺的水资源条件下满足不断增长的粮食需求。在生态脆弱的干旱缺水地区,这种
学位
江泽民总书记关于“三个代表”的重要思想,入仅是全面加强党的建设的伟大纲领,也是企业“两个文明”建设的指导思想。因此,认具学习、贯彻“三个代表”的重要思想,关键是要深刻领
陆面表面温度(LST)是地表与大气相互作用过程中的重要物理学参量。遥感地表温度场在全球变化、区域水文、农作物精确估产和旱情监测方面都具有重要意义。由于遥感所观测到的