2 研究区概括及地面试验测量
2.1 研究区概括
根据图像特点及实地考察情况, 决定将南宁市宾阳县作为研究区. 宾阳县位于南宁市东 北部,是南宁地区所属的一个县.东经 108°32′~109°15′,北纬 22°54′~23°37′, 处在北回归线南缘.县境受海洋暖湿气流调节,高温多雨,夏长冬短,年平均气温为 28.8 ℃,日照 1566.6 小时,雨量 1589.2 毫米,蒸发量 1569 毫米,相对湿度 81%,霜日 5 天, 为南亚热带气候区,又寓有中亚热带气候.宾阳县主要农作物有甘蔗,蔬菜,桑蚕,木薯, 花生,玉米等. 发现宾阳县王灵镇地区地面平坦, 植被类型均一, 2007 年 11 月 8 日对宾阳县进行考察, 每种地物的面积可达到 300 米×300 米以上,适合开展 CBERS-02B 场地试验及真实性检验 研究,选定甘蔗,水稻,木薯和茉莉花作为本次试验的研究对象.
2.2
地面实地测量
地面实地测量工作主要在 2007 年 11 月 9 日和 10 日进行, 对宾阳县王灵镇地区的甘蔗,
水稻,木薯和茉莉花进行光谱测量(见图 59-1) .光谱测量仪器为野外光谱辐射计 ASD FR (350-2500nm) .
3
甘蔗
木薯
茉莉花 图 59-1 甘蔗,木薯,茉莉花,水稻光谱测量过程
水稻
为减少地面测量误差,应尽可能获取多点植被光谱.但是,由于实验区的这几种植被高 度都超过 1 米,需要站在梯子上进行测量.尤其是甘蔗,高达 3 米,只能站在房顶对边缘的 甘蔗进行测量,多点测量实现很困难.结合当地的具体情况,本次采用了如下的测量方法: 1)每一种地物选择两个采集点,尽可能位于植被中心区域. 2)每个采集点从三个方位进行测量,分别为太阳主平面,90 度(东侧),270 度(西侧) 3)每个方位分别进行垂直和倾斜(约 45 度)测量,每个角度测量五次 4)在测量前须对仪器进行优化及参考板测量 5)在测量过程中,分别从不同方位不同观测角度对研究区进行拍摄,并记录下测量点 的具体经纬度. 将测量的植被曲线同参考板曲线相比, 并乘以太阳天顶角对应参考板的绝对反射比, 最 后得到各植被的光谱曲线如图 59-2 所示:
4
不同植被光谱比较 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 400 600 甘蔗 水稻 800 茉莉花 1000 木薯 1200
图 59-2 不同植被光谱比较
3 研究区图像处理
研究区图像获取日期为 2007 年 10 月 6 日,距野外试验提前一个月,图像的轨道号为 4-74,成像时间为 11 点 30 分.表 59-1 为卫星经过研究区上空时的太阳及观测角度.
表 59-1 卫星过境时刻太阳及观测角度 太阳天顶角 31.8591° 太阳方位角 149.7361° 观测天顶角 0.6° 观测方位角 278.5°
3.1
图像预处理
CCD 系统校正误差较大,需要进行几何精校正.本文采用二次多项式算法,选择 15 个
控制点,其最大误差小于 1,平均误差小于 0.5.结合宾阳县矢量数据,将宾阳县的遥感图 像进行提取,并合成假彩色图像.
5
图 59-3 广西南宁市宾阳县假彩色合成图
3.2
实测地区子图像截取
王灵镇
桂海高速
图 59-4 实测地区具体位置
实际测量点位于宾阳县王灵镇到桂海高速沿路. 根据实地测量时记录的经纬度数据, 从
6
图像上分别截取甘蔗,木薯,茉莉花和水稻四种作物对应的区域.如图 59-4 所示: 其中,红色区域为甘蔗,绿色区域为木薯,青色区域为茉莉花,黄色区域为水稻.各区 域大小为 10×10 个像元(面积为 195 米×195 米) .具体位置根据实地调查获取,且每个地 物的范围都大于 300 米×300 米.因此,可确保选择区为纯像元.
3.3
图像平均 DN 值提取
表 59-2 四种植被 CCD 不同波段 DN 值均值 均值 甘蔗 木薯 茉莉花 水稻 波段 1 90.74 88.48 90.74 89.50 波段 2 69.52 69.89 70.19 70.13 波段 3 72.46 68.89 69.98 72.66 波段 4 134.74 160.88 145.63 148.09
可以看出,水稻和茉莉花的 DN 值比较一致,差别小于 3, (在第二波段仅差 0.06) .而 木薯在第四波段的 DN 值最大,可达到 160.88.甘蔗第四波段的 DN 值最小,为 134.74.其 它波段的光谱比较接近,相差小于 3.通过上述分析,可得出如下结论: 1)四种植被的光谱特征在可见光波段都非常接近,很难根据光谱区分开. 2)四种植被的光谱在近红外的差别较大,其中木薯的 DN 值最大,甘蔗的 DN 值最小, 水稻和茉莉花 DN 值位于中间,且两者比较接近.

上一页下一页