第34卷，第4期 2014年4月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 34 ,No. 4 -pp1075-1080
April,2014
高光谱与多光谱遥感影像反演地表不透水面的对比
一以Hyperion和TM/ETM十为例
唐菲，徐涵秋
福州大学环境与资源学院，福州大学通感信息工程研究所，
福建省水土流失通感监测评估与灾害防治重点实验，福建福州350116
摘要不透水面遥感信息的反演是近十年来遥感领域的一个热门课题，但是利用高光谱影像反演不透水面信息的研究较少，高光谱和多光谱影像反演不透水面的对比研究也少有报道。重点研究广高光谱E0-1 Hyperion和多光谱LandsatTM/ETM十数据在反演不透水面信息方面的特点，首先在福州、广州和杭州选取了三个实验区，利用线性光谱混合分析模型反演Hyperion和TM/ETM+十影像的不透水面信息。对于多达242个波段的Hyperion影像，进一步利用判别分析从中选取了11个特征波段构成新的Hyperion'影像，以考察是否可用缩减波段的方法来取得较好的反演效果。结果表明，Hyperion高光谱影像反演不透水面的能力优于多光谱影像TM/ETM十，而利用特征波段构成的Hyperion的反演精度最高，这主要得益于Hy-perion具有更高的光谱分辨率和辐射分辨率，使其可以更有效地区别不同地物在光谱特征和输射特征上的微细变化，从而可以更好地区分不同地物。而由特征波段构成的Hyperion'影像由于大幅减少了高光谱影像波段的元余度，所以获得了更高的反演精度。
关键词线性光谱混合分析；不透水面；高光谱；多光谱；Hyperion；遥感
中图分类号：TP79
文献标识码：A
引言
DOI: 10, 3964/j. issn. 1000-0593(2014 )04-1075-06
影像中获取了日本Kasumigaura湖流域的不透水面信息，总均方根误差减少到5.2%，但在高、低反照不透水面区仍存在低估、高估现象3]；Lu等利用LSMA模型从多时相Land
世界范围内的快速城市化使得地球表面发生了巨大变化，其显著特点之一就是以不透水面为主的建筑用地逐渐取代了以植被为代表的自然景观，从而引发了地表蒸腾蒸散减少、热力交换受阻、生物多样性被破坏等一系列严重的生态环境间题。因此，及时掌握不透水面地表分布的准确信息，对环境资源保护、政府科学决策都有极为重要的意义
自前，国内外众多学者对不透水面的提取方法展开广产泛的研究，其中线性光谱混合分析（linearspectralmixture analysis，LSMA）是进行城市不透水面提取的主要技术。该技术主要基于Ridd提出的V-I-S模型，即将城市遥感影像中的每个象元都视为不透水面、植被和土壤这三种地类的线性组合"。在此模型的基础上，Wu等利用LSMA模型估算了美国Columbus地区ETM十影像中的不透水面信息，总均方根误差为10%，但其前提是必须预先剔除土壤和水体信息]；Yang等采用了归一化多端元光谱混合分析法从TM
收稿日期：2013-07-01，修订日期：2013-10-25
sat和QuickBird影像中提取了城乡边缘区的不透水面，结果表明在城乡边缘区不透水面的高估值达到了50%～60% 在国内，也有部分学者利用TM/ETM十影像，采用高反照率、低反照率、植被和土壤4端元的LSMA模型开展了不透水面的提取研究，他们都发现低反照不透水面中容易混人水体、植被阴影等信息，而高反照不透水面中则会混人沙地、裸土等地物[-T]
以上国内外基于LSMA的研究都不同程度地存在着无法将不透水面和土壤、水体、植被阴影区别的问题。现有研究大部分都基于TM/ETM十和ASTER等多光谱遥感数据，这类影像光谱分辨率较低，不透水面与其他地物的光谱特征难以准确地体现出来，会造成误分的现象。显然，这一间题的解决要从提高光谱分辨率人手，而目前基于高光谱遥感影像提取不透水面的研究还较少。鉴于此，本研究将以E0-1 Hyperion高光谱影像和LandsatTM/ETM十多光谱影像为
基金项目：国家科技支撑项目（2013BAC08B01-05），福建省自然科学基金项目（2011J01269)资助作者简介：唐菲，女，1987年生，福州大学环境与资源学院博士研究生
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