基于Landsat 8影像的城市蓝色顶面建筑物提取光谱模型构建

蓝色顶面建筑物作为基础地理数据库中重要的人工目标类型之一,对其进行提取对城市环境监测、违章建筑监测、城市规划和管理具有重要意义。已有的建筑物提取方法准确性低、边界不完整,且存在同谱异物和同物异谱现象。本文以洛阳市为研究区,根据不同地物光谱特征的不同原理,构建一种能增强蓝色顶面信息和弱化其他非目标地物信息的新光谱模型。首先,对待检测的Landsat 8影像进行辐射定标和大气校正等工作,获得地物去除大气影响后的地表反射特征值影像;然后,对影像中的蓝色地物和与蓝色地物较难区分的其他干扰地物,分别采集一定像元数的样本并生成光谱曲线,利用波段相加、差值及正负处理构建一个能增强蓝色地物信息和弱化其他干扰地物信息的新光谱指数;最后,采用密度分割法获得提取蓝色顶面建筑物最合适的阈值范围,进而提取影像中的蓝色顶面建筑物。与最大似然法提取结果进行对比分析及精度评价。结果表明,构建的新光谱指数模型的总体分类精度为94.46%,Kappa系数为0.8892,准确率为91.95%,召回率为95.19%,均优于最大似然法;根据提取结果计算出洛阳市市区范围内蓝色顶面建筑物的占地面积为16.28 km2,占研究区面积的0.564%,占洛阳市总面积的0.107%。可见本文方法相比最大似然法具有更好的提取效果和提取精度,有一定的优越性和实用性。