亚热带人工林高分光学影像的纹理特征研究

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在高分光学卫星影像的应用中,纹理发挥着十分关键的作用。然而,现存大部分研究对于纹理变量的优选以及相应输入参数的优化配置均未给予充分重视;混交度被用于表征混交林中树种空间隔离情况,它在某种程度上也反映空间分布状况,但到目前为止还未见人工林混交度与影像纹理之间的关系研究。本文以此为基础进行探究,研究区选为福建省将乐国有林场,首先以不同坡向上不同龄组的杉木人工林为例,基于Quick Bird影像的全色波段计算灰度共生矩阵(GLCM)纹理,采用可分离度J值优选出适合进行龄组区分的纹理变量及其相应的参数配置范围,并进一步阐明各纹理量随输入参数的普适性变化规律。其次,提取出针阔混交林样地的GLCM纹理变量,得到不同混交度人工林高分影像的纹理特征,并最终确定各纹理特征值与混交度之间的相关关系。研究结果表明:(1)除了GLCM均值之外的所有纹理量对阴坡的三个龄组的区分能力均比阳坡强,证明了纹理有可能还原一部分被阴影所掩盖的光谱信息。(2)窗口大小是统计组和有序组纹理最关键的输入参数,合适的窗口大小与影像的分辨率以及研究对象的空间尺度有关,比如本研究的亚米级高分光学影像在进行人工林龄组划分时最好设置窗口为29以上的较大窗口。对比度组纹理完全独立于窗口大小,可以随意设置。(3)应用统计组和有序组纹理时,无需关注像元间距,而应用对比度组纹理时,需要关注像元间距的设置。应用统计组纹理,像元间距较大时需要关注计算方向;而应用对比度组和有序组纹理,像元间距较小时需要关注计算方向。(4)GLCM纹理与传统意义上的混交度间尚未发现明显的相关关系,与理论推测相悖的原因需要在今后的研究中进一步分析。本文的研究结论能够为高分光学影像纹理信息的优化应用提供实用的参考借鉴,并初步探究了影像纹理在混交林上的应用情况,具有一定实践价值。
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