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新疆师范大学2013届毕业论文132013届本科毕业论文(设计)题目：基于合成孔径雷达和多光谱遥感数据相结合的城市信息提取研究应用—以乌鲁木齐为例院（系）名称:地理与旅游学院专业班级:地理科学08-2班学生姓名:阿依尼萨.吾斯曼指导老师：阿里木江.卡斯木答辩时间：2013年5月6日新疆师范大学2013届毕业论文23目录1.研究区概况..................................................................................................................2数据来源与数据处理过程:.........................................................................................2.1.数据来源；..............................................................................................................2.2数据处理；...............................................................................................................2.2.1雷达影像噪声的去除...........................................................................................2.2.2雷达影像的校正...................................................................................................2.2.3雷达影像和多光谱影像的融合...........................................................................4.城市信息提取的分析:................................................................................................5.结论和展望:................................................................................................................新疆师范大学2013届毕业论文33基于合成孔径雷达和多光谱遥感数据相结合的城市信息提取研究应用—以乌鲁木齐为例摘要：多光谱遥感数据已经被广泛用于土地覆盖映射以及城市研究。地面物体识别的机理是主要基于其反射光谱特征。然而,在大多数情况下,它有一定的局限性,在地面物体识别的准确性。合成孔径雷达(syntheticapertureradar,SAR)具有特殊特点，由于这些优秀性,可以提供可见光、红外遥感所得不到的某些新信息。所以，通过两者的结合多光谱遥感和微波数据,精度分类是增加了很多。多光谱遥感造成一些错误造成的误分类ALOS/AVNIR-2数据是通过使用ALOS/PALSAR纠正。本文利用2008年的合成孔径雷达ALOS/PALSAR数据和同时的多光谱ALOS/AVNIR-2遥感数据相结合进行了雷达图像的专题信息提取研究，以乌鲁木齐市为试验区域。关键词:AVNIR-2；PALSAR；城市信息提取；乌鲁木齐新疆师范大学2013届毕业论文43Abstract:Multispectralremotesensingdatahavebeenwidelyusedinlandcovermapping,andurbanstudies.Themechanismofthegroundobjectrecognitionismainlybasedonthespectralreflectancecharacteristics.Inmostcases,however,ithascertainlimitation,theaccuracyofobjectrecognitionintheground.SAR(syntheticapertureradar,SAR)withspecialcharacteristics,duetothegood,canprovidevisiblelightearninglessthansomeofthenewinfraredremotesensinginformation..Sobyacombinationofbothmultispectralandmicrowaveremotesensingdata,theprecisionofclassificationistoincreasealotofmultispectralremotesensingcausesomeerrorcausedbythemisclassificationALOS/AVNIR-2dataisthroughtheuseofALOS/PALSARcorrected.BasedonsyntheticapertureradarALOS/PALSARdatain2008andatthesametimethemultispectralALOS/AVNIR-2combinedwithremotesensingdataforradarimageresearch,thematicinformationextractioninUrumqiasthetestarea.Keyword:AVNIR-2；PALSAR；Cityinformationextraction,；Urumqi新疆师范大学2013届毕业论文531.引言随着空间技术和信息技术的发展，雷达遥感技术将会得到更广泛的应用。对星载SAR图像的研究和应用成为九十年代以来遥感的前沿领域之[1]。近年来,先进陆地观测卫星(ALOS)l型相控阵合成孔径雷达(PALSAR)数据集已经被成功地用于不同的环境和社会经济的研究。微波遥感是指遥感传感器工作在微波波段的遥感,其波长范围在1mm-30cm之间[2]。它利用微波传感器非接触地探测微波与物体的相互作用,包括辐射、吸收、透射、反射、散射等[3]。合成孔径雷达(syntheticapertureradar,SAR)是主动微波遥感的主要传感器，是一种高分辨率的成像雷达。合成孔径雷达(syntheticapertureradar,SAR)与多光谱，可见光、红外遥感相比，具有特殊特点，如它能全天候、全天时工作能力，对某些地物具有特殊的波普特征，对冰、雪、森林、土壤、云、具有一定穿透能力，对海洋遥感具有特殊意义，分别率较低，但特性明显，对某些地物具有特殊的波普特征，对水的和冰的辐射率等[4]。由于这些优秀性,可以提供可见光、红外遥感外遥感所得不到的某些新信息。专题信息可以不同的方式提取,包括手动、自动和以知识为基础的方法。然而,在大多数情况下,用户的空间信息喜欢应用复杂的和易于使用的自动方法为高质量的城市地图。微波遥感也存在一些不足之处,例如除合成孔径雷达外,微波遥感器的空间分辨率远比可见光和红外遥感器低，信息成象和数据资料的处理和解译比较困难，不能记录与颜色有关的现象，与可见光和红外遥感器获得的数据不能在空间上一致[5]。由于SAR影像成像的复杂性，单独采用一种方法进行处理难以取得理想的效果一般需要结合多种方法来改善处理效果[6]，通过使用多光谱影像和微波影像可以得到更好结果。本文利用微波数据ALOS/PALSAR,多光谱ALOS/(AVNIR-2)数据相结合提取乌鲁木齐市的城市信息并制作城市信息分布图用监督分类方法,目视观察，实地考察等方法对乌鲁木齐市城市信息进行分析与评价。实现最佳的结果，多光谱影像ALOS/AVNIR-2数据的真实性已通过使用微波影像ALOS/PALSAR为更正。2.研究区概况2.1地理位置乌鲁木齐市位于亚欧大陆腹地，地处北天山北坡，准噶尔盆地南缘，是世界上距离海洋最远的内陆城市[7]。地理坐标:东经86°37'33″～88°58’24″，北纬42°45'32″～44°08'00″南北最宽处约153km，东西最长约190km，辖7区1县，城市辖7区1县(南山矿区、头屯河区、新市区、东山区、沙依巴克区、天山区、水磨沟区及乌鲁木齐县)和7个国营农牧团新疆师范大学2013届毕业论文63场总面积12000km2，城市规划控制面积10800km2。它位于天山北麓、准噶尔盆地的南缘,地处欧亚大陆之腹地,其海拔高度为680~920m[8]。2.2：自然地理概况乌鲁木齐是新疆维吾尔自治区的首府,是全疆政治、经济、文化、科技的中心,南北疆交通的枢纽,也是第二座欧亚大陆桥中国西段的桥头堡,我国西部对外开放的重要门户[9]。乌鲁木齐市远离海洋，空气较干燥属中温带半干旱大陆性气候。市中心区座落于乌鲁木齐河中下游河谷,北部为广阔的冲积平原.土地面积大、利用率低,其特点是:光照充足，寒暑变化剧烈，昼夜温差较大，降水少且不均，年平均温度7·3℃,年平均降水量236mm,，春季升温快且多大风，夏季炎热，冬季寒冷而漫长年平均日照2775h,无霜期为105~168d,春秋两季较短,冬夏两季较长[10]。巴音郭楞蒙古州和田地区哈密地区喀什地区塔城地区阿克苏地区阿勒泰地区吐鲁番地区伊犁地区昌吉回族自治州克孜勒苏柯尔克州博尔塔拉蒙古州乌鲁木齐市克拉玛依市伊犁哈萨克自治州新疆直辖行政单位µ012024036048060Kilometers图例其它区域乌鲁木齐市95°0'0E90°0'0E85°0'0E80°0'0E75°0'0E70°0'0E45°0'0N40°0'0N35°0'0N图2-1研究区的地理位置Fig.2-1Thelocationofstudyarea新疆师范大学2013届毕业论文733.研究方法与数据处理过程3.1研究方法本文2008年的ALOS卫星影像和2008年的ALOS/AVNIR-2遥感影像作为主要数据源.收集各种资料和图件并通过利用遥感图像处理软件ENVI对两种遥感影像进行城市信息提取，先ALOS/AVNIR-2研究区进行预处理即合成，剪切，分类。再用ENVI软件把ALOS/PALSAR进行雷达影像噪声的去除，陪准，阈值。最后用PCI软件ALOS/AVNIR-2和ALOS/PALSAR相结合。利用ALOS/PALSAR数据显示在不同的亮度是成比例地后市区域，提取城市信息。3.2研究方法技术路线阈值阈值图3-2总体技术路线流程图Fig.1-1FlowchartofthisstudySUBST合成原数据ALOS/PALSAR(HH,HV,LED)（微波遥感数据）ALOS/AVNIR-2(1,2,3,4波段)(多光谱遥感数据）合成几何纠正SUBSET值分类相结合提取城市信息新疆师范大学2013届毕业论文833.3.数据来源ALOS卫星是日本于2006年1月24日发射的目前世界上先进的地球观测卫星。ALOS卫星有3个传感器，分别为全色遥感立体测绘仪(PRISM)、可见光与近红外辐射计AVNIR-2和相控阵型L波段合成孔径雷达(PALSAR)。其中ALOS/PALSAR微波遥感数据是分辨率为12.5米的目前世界上先进的地球观测卫星,可广泛应用于测绘、区域环境观测、灾害观测以及资源调查等诸多领。AVNIR-2数据为四波段多光谱影像，其中光谱范围在0.42～0.69μm分为蓝、绿、红三个可见光波谱段，空间几何分辨率为10m；光谱范围在0.76～0.89μm为一个近红外波谱段，空间几何分辨率也为10.00m[7]。表3-2使用数据表数据观察日期分辨率结构供应者ALOS/AVNIR-2（多光谱遥感数据)2008年8月10m1