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大气校正对遥感获取的水域面积最优阈值的影响

宋平  刘元波  叶春  彭建  赵东波  
【摘要】:水体是遥感影像中最容易辨识的地物。水体最直接的物理特征是水域面积,其获取的精确程度直接关系到水体其他物理量的反演精度(如水深、蓄水量、径流量等)。目前一般通过归一化差异植被指数(NDVI)及归一化差异水指数(NDWI)设定阈值来获取水域面积。大气校正前后,对应的遥感影像直方图发生一定程度偏移,使得提取水体的最优阈值也随之改变。值得注意的是目前阈值的选取大多是经验性的,大气效应对阈值的影响程度尚属未知。为了定量探究大气等因素对最优阈值的影响,本文选取鄱阳湖区2008年33景MODIS影像,通过NDVI及NDWI两种方法分别获取水域面积。其中MOD02及MOD09分别表示大气校正前后数据;MOD03地理定位数据获取的气溶胶光学厚度(AOT)、太阳高度角及卫星高度角等参量,分别表征大气、太阳-地物-卫星几何关系所带来的影响。通过分析大气校正前后水体提取最优阈值与时相因素的关系表明:在NDVI及NDWI法中,经过大气校正所确定的最优阈值与AOT相关性均随之降低,表明了大气校正在水域面积提取中一定程度上消除了大气的影响。另外,NDWI法中经过大气校正的影像所确定的最优阈值与AOT的相关性大大降低(R2=0.03),优于NDVI方法(R2=0.27)。以上研究初步表明,大气效应对于水域面积信息提取存在一定影响,且经过大气校正后的影像运用NDWI法能更好的消除大气、卫星高度角及太阳高度角间所带来的影响,进而成为提取水域面积变化的较优方法。

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