知识库构建

如题所述

遥感图像解译知识库是生态环境因子定量分析和信息自动提取的基础,几乎所有大型的和有影响的遥感综合实验中都有地物波谱的观测项目,人们尝试在遥感像元和地面观测的不同尺度上建立地物波谱测量数据的对应关系。而主流遥感图像处理商业软件都挂接了光谱库,如在PCI软件的高光谱分析模块中提供了基于USGS光谱库发展的高光谱地物库,同时提供用户各种光谱分析能力,自动地物判识能力。ERDAS软件中提供了USGS的500种地物光谱和JPL的160种矿物波谱(0.4~2.5μm)。ERMaper中也同样挂接了USGS光谱库。这些光谱库与相应软件模块在遥感应用分析中都发挥了巨大作用。

但由于搭载卫星、飞机的多光谱遥感器和地面观测情况各异,而遥感数据的应用又有不同的地域、不同的需求,目前尚无规范的地物光谱与环境参数配套的数据库应用与服务体系(苏理宏等,2003)。

通过野外实地考察,根据土地利用、植被类型、植被覆盖、土地沙漠化、土壤盐渍化的分类系统要求和不同遥感图像特点即色彩、影纹结构、纹理图案等要素,对调查对象使用GPS进行定位,将地物的时空特征按一定的描述手法记录下来,对比影像图,进一步采集地物的光谱特征,然后输入计算机,在遥感影像判读系统内,建立新的样本信息知识库或是更新、增加已有的信息库。随着知识库知识量的积累,以及样本信息精度的提高,进行遥感影像的监督分类将更加容易、更加迅速、更加准确可靠(陈志伟,2004)。

遥感解译知识库的建设应该综合考虑地物的空间特征、地物的时间特征、地物的光谱特征,综合考虑上述因素针对特定应用目的而建立的知识库在国内为数甚少,并且建设内容大多很简单。在调查了国内建设情况后,调查整理了300多个样方点数据,并对其进行了各种属性的划分,并对浏览和更新知识库的程序模块进行了调整,实现了对知识库各属性项、地物样方、地物光谱、解译标志的浏览(图5-5)。

图5-5 遥感解译知识库浏览界面图

1.知识库属性项设置与说明

样方点:按类型统一编号。命名规则:分类名称()+编号(从01开始)。如土地利用中的灌溉水田第一号样方点,命名为“灌溉水田01”。

位置描述:具体描述该样方点所在的位置,如果能具体尽量具体。如某个样方点的地理位置为:某流域某县某某团场附近。

X坐标:野外记录的采集点的精确经度坐标(经纬度坐标系)。

Y坐标:野外记录的采集点的精确纬度坐标(经纬度坐标系)。

高程:样方采集点的高程值。

采集时间:野外样方采集的具体时间。

风向:该样方点常年风向。

降雨量:该样方点多年平均降雨量。

影像类型:解译标志所对应的遥感影像类型。

波段数:该影像数据的波段数。

合成方案:解译标志的波段合成方案。如ETM数据:5,4,3合成。

时相:采用的影像数据的时相(影像数据获取的具体时间)。

影像特征:从色调,纹理,形状,大小,分布规律等角度进行文字描述。要求简洁准确(100字符以内)。

样方特征:从植被的覆盖,类型,生长状况等,以及实际野外该类地物的特征描述。

影像光谱:从影像上提取的某个地类的影像特征光谱。

野外光谱:野外光谱仪测得的光谱值,数据格式为野外光谱仪提供的数据格式。

分类名称:具体采用的分类名称。

分类代码:具体采用的分类代码。

2.地物光谱数据

不同的地物类型由于其光谱反射率的强弱差异而在遥感图像上表现出灰度(亮度)值的不同,地物的光谱特征是地物分类的标准和依据。

地物光谱的来源有两个:一是实测各类地物的光谱特性数据;二是采用图像区内已知地物类别的图像光谱数据作为训练区。前者的光谱数据是有限的,且由于卫星成像过程中往往受到大气、辐射等的影响,其光谱值是地表植被、土壤、水分等的综合反映,与实测值有很大差异,因此使用比较困难;后者是从图像上量取的光谱值用于相同的图像进行分类,因而是一种比较实际比较方便的数据来源。

本系统地物光谱库的数据来源主要是从图像内训练区量取,以及少量野外实测光谱数据。

3.地物样方数据

地物样方数据主要存储遥感图像上典型地物类型的实地照片和文字说明,与所划分的生态环境因子类型一一对应。地物样方数据采集的内容包括类型、时间、照片、坐标,通过野外调查验证实地采集而获取,遥感数据更新时,地物样方数据亦同时更新。

4.解译标志数据

解译标志数据是人工交互解译的基础,尤其是对于用户遥感解译经验较少,往往难以建立遥感图像与地物类型的对应关系。解译标志库的建立,使用户可以参照地物的解译标志,在遥感专题信息自动提取的基础上,进行人工交互解译,补充自动提取精度上的不足。解译标志包括典型地物遥感图像、时相、文字说明等。遥感图像更新后,由于不同时期卫星的大气辐射等有一定的差异,且采集的卫星图像的时相也不尽完全相同,因此典型地物图像也需同时更新。在生态环境监测过程中,由于采用的遥感图像不同,以及相同图像在不同时间成像的条件不同,其知识库中各属性项和解译标志、地物样方数据、地物光谱数据也将不同,因此遥感解译知识库内容将不断补充更新。

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第1个回答  2021-04-01

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