基于Sentinel–2影像特征優化的于橋水庫水生植被提取

張佩瑩, 張方方, 李俊生, 謝婭, 張兵, 3

基于Sentinel–2影像特征優化的于橋水庫水生植被提取

張佩瑩1, 2, 張方方2,*, 李俊生2, 3, 謝婭2,4, 張兵1, 2, 3

1. 上海海洋大學信息學院, 上海 201306 2. 中國科學院空天信息創新研究院數字地球重點實驗室, 北京 100094 3. 中國科學院大學, 北京 100049 4. 中國地質大學, 北京, 100083

水生植被分布情況、結構和演變趨勢對濕地生態環境變具有重要的指示意義和科學研究價值。基于Sentinel-2遙感數據, 綜合應用光譜信息、水體植被指數、最佳指數法(Optimal Index Factory,)計算的紋理特征, 結合隨機森林分類法, 構建特征優化后的隨機森林水生植被提取模型, 對于橋水庫進行水生植被提取。結果顯示: 該方法能有效的提取出水生植被, 總體精度為93.22%, Kappa系數為0.91。進一步與最大似然和支持向量機(SVM)方法進行對比分析, 結果表明本算法的總體精度分別提高了19.96%、8.53%, Kappa系數分別提高了0.25、0.11。基于水生植被全年提取結果, 分析了于橋水庫的水生植被年內變化, 發現于橋水庫水生植被在五月份最繁盛, 隨后逐漸消減, 直至十月份基本消亡。實驗表明: 特征優化后的隨機森林分類法在Sentinel-2影像水生植被提取中具有較好的適用性。

隨機森林; 特征優化; 于橋水庫; 水生植被; 變化趨勢

0 前言

濕地被稱為“地球之腎”[1], 是極具生物多樣性的典型生態系統。作為濕地的重要構成要素, 水生植被的分布、結構、生物量及其演變是表征濕地環境變化和人類活動的綜合反應[2]。近年來, 伴隨著人類活動范圍和強度的持續增加, 濕地環境遭受到了不同程度的變化, 水生植被大面積縮小。……