光学与微波相结合的崇明东滩湿地植被分类研究(2)
2.2.2.2 多时相决策树。首先用4月VV极化对水体进行分类,VV<-14.5则为水体。然后用5月VH极化分光滩和植被,VH<-19.5为光滩。用4月VH极化分互花米草,VH<-20.3的为互花米草。用2月VV极化区分芦苇和海三棱藨草。
3 结果与讨论
3.1 相同时相不同植被的光谱曲线特征对比
崇明东滩的三个优势中有着不尽相同的物候期。2月、3月芦苇与互花米草都处于枯萎状,反射光谱曲线形状相似。直到4月初,有零星的海三棱藨草开始萌发,枯萎的互花米草底部也有少量新生的低矮互花米草。然而到了5月,芦苇和互花米草的光谱反射率出现了极为明显的区别,芦苇的光谱出现了典型植被的特征,具有在近红外区域的高反射率,互花米草的光谱特征与4月相似。7月、8月两种植物都处于迅速生长的状态,在颜色上都为健康的绿色。9月海三棱藨草明显枯萎,互花米草有抽穗现象,而芦苇依然处于营养生长期,芦苇在该区域内的反射率高于互花米草。10月中旬芦苇抽穗开花,海三棱藨草完全枯萎,互花米草抽穗末期且植株偏黄。至12月,三种植物都枯萎了。
3.2 多时相不同极化不同植被的曲线特征对比
VV极化的曲线中,2月、3月、4月三种植被的后向散射强度差异比较明显,因3种多年生的植被刚结束枯萎期进入萌芽期,萌芽顺序为芦苇的3月中旬,海三棱藨草的3月下旬,最后为互花米草,芦苇在4—5月大量发生,所以在VV极化中芦苇的峰值出现在4月。在VH极化曲线中,同样在2月、3月、4月,三种植被存在一定差异,但相对于VV极化,差异要小。在5月之后,该时间段植被都处于绿叶期,植被叶冠茂密,雷达波主要发生了体散射/面散射,无论是VV还是VH极化,3种植被后向散射强度差异都很小,且很混乱,难以区分比较,这里以8月的分类结果为例,经过采样点的精度评价的总精度仅为40%左右。经过多时相的分类之后,结果更加准确。
3.3 结果展示
3.3.1 基于光学的植被分类结果。光学分类结果精度评价如表1所示。
表1 光学分类结果精度评价月份3 5 9总精度/%58.17 77.07 52.20 Kappa系数0.32 0.62 0.32
3.3.2 基于微波的植被分类结果。微波分类结果精度评价如表2所示。
表2 微波分类结果精度评价月份2348总精度/%79.14 64.15 65.31 39.40 Kappa系数0.59 0.52 0.55 0.28
3.3.3 光学与微波微波的植被分类结果。多时相分类结果精度评价如表3所示。
表3 多时相分类结果精度评价时相微波多时相光学与微波多时相结合总精度/%91.77 92.56 Kappa系数0.88 0.89
3.4 结果分析
根据采集点所做的ROI进行精度评价,从好到劣,评价结果依次为光学与微波多时相结合、微波多时相、光学单时相、微波单时相。光学相较于微波容易受环境、天气的影响,由于云的影响,所以选择了部分Landsat8的影像做出一个完整的周期。光学影像中的NDVI、MNDWI可以有效地区分光滩与河流,又选择微波影像区分出误分为光滩的高泥沙含量的海水。无论光学还是微波都能很好地区分出芦苇,但是在光学中难以分辨出海三棱藨草,所以选择用微波的D B值进行区分。但是,由于微波以点成像,所以单时相内会出现较大的误差。多时相微波影像已有较高的精度,但是对内陆河流的区分不太理想,结合了光学后才能清晰地区分河流与光滩。部分区域由于人为影响,所以生长较为整齐。
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文章来源:《光学与光电技术》 网址: http://www.gxygdjs.cn/qikandaodu/2021/0302/420.html
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