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国土资源遥感  2018, Vol. 30 Issue (4): 176-181    DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.04.26
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基于面向对象法艾比湖卤虫信息提取
李微1,2, 刘伟男1, 贾越平1, 刘洪洋1, 汤勇1,2()
1. 大连海洋大学海洋科技与环境学院,大连 116023
2. 辽宁省高校近岸环境科学与技术重点实验室,大连 116023
Information extraction of the Ebinur Lake artemia based on object - oriented method
Wei LI1,2, Weinan LIU1, Yueping JIA1, Hongyang LIU1, Yong TANG1,2()
1. Institute of Marine Science and Technology and the Environment, Dalian Ocean University, Dalian 116023, China
2. The Nearshore Environmental Science and Technology Key Laboratory of Liaoning Province Colleges and Universities, Dalian 116023, China
全文: PDF(2549 KB)   HTML  
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摘要 

选择艾比湖为研究区域,以ZY-3多光谱影像为数据源,经正射校正、辐射定标和大气校正等预处理,分析湖区内不同水体覆盖的光谱特征,确定并构建各类水体的解译标志。综合运用光谱、纹理和形状信息等解译标志,采用定性与定量结合的规则,建立基于面向对象法的艾比湖卤虫卵虫条带信息提取模型,并对分类结果进行精度评价。研究表明,分类结果的总体分类精度达到91.74%、Kappa系数为0.89; 与基于像元法进行对比分析显示,针对卤虫卵虫高、中密度及潜在覆盖区域,面向对象法的分类精度分别达到95.08%,92.30%和91.26%,而基于像元法的分类精度分别为90.16%,87.18%和86.40%; RIartemia指数与形状特征结合可以有效提取不同密度分布的卤虫卵虫信息,相比基于像元法,面向对象法更为有效; 由分类结果图可知,面向对象法大大避免了“椒盐”现象,卤虫卵虫区分度高。本研究探索了高空间分辨率图像不同密度卤虫卵虫信息提取的技术方法,可为准确掌握和预测卤虫卵虫的分布与强度提供有效手段,对揭示卤虫的繁殖过程和资源评估具有实用意义。

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李微
刘伟男
贾越平
刘洪洋
汤勇
关键词 面向对象法卤虫卵虫多尺度分割解译标志    
Abstract

With the Ebinur Lake as the research area and the ZY-3 multi-spectral image as the data source, the authors preprocessed the data by such means as ortho-rectification, radiometric calibration and atmospheric correction. The authors analyzed the spectral characteristics of different water bodies, found interpretation signs for artemia information extraction, and built the oriented-object artemia information extraction model by the spectral, texture and shape information. The classification results were validated using the confusion matrix, with the overall classification accuracy being 91.74% and Kappa coefficient being 0.89. In addition, classification accuracy between object-oriented method and pixel based method was analyzed and compared for the artemia water of different densities. The classification accuracies of object-oriented method for high density, medium density and potential regions were 95.08%, 92.30% and 91.26%, respectively, whereas those of pixel based method were 90.16%, 87.18% and 86.40%, respectively. The results show that the object-oriented method is more effective than the pixel based method. The object-oriented method greatly avoids the phenomenon of “salt and pepper” and can distinguish the artemia densities. The study can provide the effective method for monitoring the distribution and intensity of artemia and has great significance for scientific and reasonable artemia fishing.

Key wordsobject-oriented    artemia and artemia cyst    multi-scale segmentation    interpretation signs
收稿日期: 2017-05-26      出版日期: 2018-12-07
:  X87P96  
基金资助:国家自然科学基金项目“单体鱼目标散射强度测量的研究”(编号: )和辽宁省自然科学基金项目“基于GOCI数据的北黄海叶绿素浓度反演模型研究”(编号: 201602100)共同资助(10774021);辽宁省自然科学基金项目“基于GOCI数据的北黄海叶绿素浓度反演模型研究”共同资助(201602100)
通讯作者: 汤勇
作者简介: 李微(1980-),女,博士,副教授,主要从事滨海湿地遥感研究。Email: liwei2009@dlou.edu.cn
引用本文:   
李微, 刘伟男, 贾越平, 刘洪洋, 汤勇. 基于面向对象法艾比湖卤虫信息提取[J]. 国土资源遥感, 2018, 30(4): 176-181.
Wei LI, Weinan LIU, Yueping JIA, Hongyang LIU, Yong TANG. Information extraction of the Ebinur Lake artemia based on object - oriented method. Remote Sensing for Land & Resources, 2018, 30(4): 176-181.
链接本文:  
https://www.gtzyyg.com/CN/10.6046/gtzyyg.2018.04.26      或      https://www.gtzyyg.com/CN/Y2018/V30/I4/176
Fig.1  ZY-3艾比湖真彩色合成影像
载荷 波段 光谱范
围/nm
空间分辨
率/m
幅宽/
km
重访周
期/d
多光谱相机 B1 450~520 5.8 51 5
B2 520~590
B3 630~690
B4 770~890
Tab.1  ZY-3多光谱相机有效载荷参数
Fig.2  不同水体的反射光谱曲线
Fig.3  RIartemia分布直方图
对象层
(尺度)
父对象 子对象 阈值参数
第1层
(40)
湖区 NDWI≥0.1
浅滩 NDWI<0.1
第2层
(10)
湖区 高亮度水体 Br≥0.2
高密度覆盖区域 RIartemia≥1,L/W>4.5
中密度覆盖区域 1>RIartemia≥0.93,L/W>4.5
潜在区域 0.93>RIartemia≥0.9
Tab.2  分类规则
Fig.4  面向对象法卤虫卵虫信息提取结果
Fig.5  基于像元法卤虫卵虫信息提取结果
预测类别 参考类别
高密度覆盖区域 中密度覆盖区域 潜在区域 湖区 浅滩 总数 用户精度/%
高密度覆盖区域 58 2 0 0 0 60 96.67
中密度覆盖区域 3 72 1 0 0 76 94.74
潜在区域 0 4 94 6 3 107 87.85
湖区 0 0 5 77 1 83 92.77
浅滩 0 0 3 2 32 37 86.49
总数 61 78 103 85 36 363
生产者精度/% 95.08 92.30 91.26 90.59 88.89
Tab.3  面向对象法分类精度
预测类别 参考类别
高密度覆盖区域 中密度覆盖区域 潜在区域 湖区 浅滩 总数 用户精度/%
高密度覆盖区域 55 4 0 1 0 60 91.67
中密度覆盖区域 5 68 5 0 0 78 87.18
潜在区域 1 3 89 11 5 109 81.68
湖区 0 0 7 68 0 75 90.67
浅滩 0 3 2 5 31 41 75.61
总数 61 78 103 85 36 363
生产者精度/% 90.16 87.18 86.40 80 86.11
Tab.4  基于像元法分类精度
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