基于決策樹算法的遙感影像海冰檢測技術(shù)研究與應(yīng)用

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1、摘要近些年，海洋災(zāi)害頻發(fā)。我國北部海區(qū)地處高緯度地區(qū)，海冰災(zāi)害時有發(fā)生，海冰分布信息的獲取成為渤海的環(huán)境、資源和災(zāi)害等研究領(lǐng)域的重要內(nèi)容之一。檢測海冰的分布狀況對于研究海冰結(jié)冰規(guī)律，預(yù)測海冰結(jié)冰范圍，進(jìn)而降低災(zāi)害損失等方面具有重大實際意義。海冰檢測本質(zhì)上可以看作是將海冰和海水作為兩個類別的分類問題。海冰和海水之間光譜特征的差異為分類提供了依據(jù)，通過衛(wèi)星遙感技術(shù)獲得的遙感影像可以提供這些光譜數(shù)據(jù)。作為一種重要的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，決策樹算法可以有效地完成分類任務(wù)，并可發(fā)現(xiàn)決定分類的關(guān)鍵因素。為此，本文研究了基

2、于決策樹的遙感影像海冰檢測方法，并搭建了海冰檢測系統(tǒng)，主要工作包括：本文將遙感影像中的海冰檢測問題轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)挖掘分類問題，基于數(shù)據(jù)挖掘決策樹分類算法，給出了遙感影像中海冰檢測的方法及流程，通過對MODIS遙感影像相關(guān)波段的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)了MODIS影像中與海水及海冰反射率相關(guān)的主要波段，在此基礎(chǔ)上，利用發(fā)現(xiàn)的相關(guān)波段構(gòu)建了用于海冰檢測的決策樹，得出了MODIS影像中海冰檢測的相關(guān)規(guī)則，并將相關(guān)規(guī)則應(yīng)用于渤海遼東灣地區(qū)的海冰檢測，結(jié)果證明了該方法的有效性。此外，將該方法推廣應(yīng)用于LandsatTM影像和

3、HJ影像的海冰檢測中，也獲得了相似的檢測結(jié)果，表明了決策樹分類算法對遙感影像中海冰檢測的適應(yīng)性?；趯１鶛z測方法的研究，設(shè)計并實現(xiàn)了基于決策樹的遙感影像海冰檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊、數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、信息提取模塊、數(shù)據(jù)輸出模塊。關(guān)鍵詞：遙感影像；分類；C4．5；海冰檢測Abstraet黜㈣Intherecentyears，marinedisastershaveoccurredfrequently．AsChina’Snorthernseaarealocatedinthehighlatitudes

4、．theseaicedisastershappensometimes，whichmakesitanimportantresearchfieldsonBohai’Senvironment．resourceanddisastertoacquirethedistributioninformationoftheseaice．ItiSofgreatsignificancetodetecttherangeoftheseaicedistribution,whichwillcontributetostudyonthe

5、seaicefreezinglawandpredictthescopeoftheseaice．therebyreducingthelOSScausedbytheseaiCedisaster．Essentiallythedetectionoftheseaicecanbeconsideredasaclassificationoftheseawaterandtheseaiceintotwoclasses．Thedifferencesbetweenthespectralcharacteristiesofthe

6、seaiceandtheseawaterprovidethebasisfortheclassificationandthesespectraldatacanbeprovidedfromRemoteSensingimages．Asanimportantdataminingtechnology,thedecisiontreealgorithmCaneffectivelycompletetheclassificationtaskandfindthecriticalfactorsthatwillaffectt

7、heclassificationprocess．T}liSPaperstudiesthedecisiontree—basedremotesensingimagesseaicedetectionmethods．a(chǎn)ndaseaicedetectionsystemiSbuilt．ThemainworkinthisPaperisasfollows：Theremotesensingimages．basedSeaicedetectionistransformedintotheclassificationofthe

8、seawaterandtheseaice．Basedonthedecisiontreealgorithmofdatamining．themethodanditsprocessaregiven．ThroughthestatisticsofthebandsofMODISremotesensingimage．thekeybandsintheMODISimageassociatedwiththeseawaterandtheseaicearefound．Based