地物波谱数据库设计与开发

论文摘要

由于高光谱数据可以获得地物的连续光谱曲线,具有精细探测地球表面、定量分析地球表层生物物理化学过程与参数,精确解译遥感图像等优势,已越来越受到业内人士的欢迎和重视。随着高光谱研究的深入,建立地物波谱数据库渐渐成为关注的核心。由于应用领域、光谱采集仪器等因素的影响,地物的属性参数、仪器参数会发生很大的变化。因此,必须针对不同的研究领域建立不同的地物波谱库。尽管我国已建立了土壤、植被等波谱数据库系统,但针对地形图测绘与更新中地形要素属性信息分类提取的实用化波谱数据库系统还未见报道。本文以此为切入点,通过研究国内外地物波谱数据库的发展现状,设计和实现了一个符合测绘级应用要求的地形信息波谱数据库,并对其中关键技术做了研究。主要的研究内容有以下几个方面:1、通过阐述高光谱遥感的技术特点以及技术优势,对地物波谱特性在地形图测绘与更新中的潜力进行了详细分析,并结合国内外地物波谱数据库的发展现状,论述了建立地形信息波谱数据库的必要性和可行性。2、根据系统需求分析,详细讨论了系统设计原则与开发方法,研究了开发本系统的关键技术,确定了系统开发的技术路线,包括系统体系结构设计、数据管理平台设计、数据访问引擎设计等。3、分析了地面波谱数据模型和影像数据模型,实现了波谱数据与影像数据的高度整合,优化了系统性能。4、总结了地物分级分类原则,首次提出了基于地形图测绘与更新地物分级分类体系。并对入库前的数据进行了标准化处理,使其符合入库规范。5、将高光谱分析方法整合到本系统中,实现了光谱特征可视化、分析等功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 本文研究的背景
• 1.1.1 引言
• 1.1.2 地物波谱特征研究的重要性
• 1.1.3 高光谱影像地物属性信息探测潜力
• 1.2 波谱数据库的研究现状
• 1.2.1 国外波谱数据库
• 1.2.2 国内波谱数据库技术研究现状
• 1.2.3 存在问题
• 1.3 本文研究的目的和意义
• 1.4 论文内容和组织结构
• 第二章 地物波谱数据库系统结构设计
• 2.1 需求分析
• 2.2 系统特点
• 2.3 系统设计要求
• 2.3.1 系统设计原则
• 2.3.2 系统开发方法
• 2.3.3 系统流程设计
• 2.4 系统结构设计
• 2.4.1 概念结构设计
• 2.4.2 体系结构设计
• 2.4.3 物理结构设计
• 2.5 系统开发环境
• 2.5.1 数据库平台与运行环境
• 2.5.2 数据访问引擎
• 2.6 波谱数据结构设计
• 2.6.1 设计原则
• 2.6.2 设计流程
• 2.7 数据模型分析
• 2.7.1 波谱数据存储管理方法
• 2.7.2 波谱数据模型
• 2.7.3 高光谱影像数据模型
• 2.8 本章小结
• 第三章 地物波谱信息采集与处理
• 3.1 地面非成像（野外）光谱仪
• 3.1.1 技术指标
• 3.1.2 光谱仪的要求及设置
• 3.2 地形要素分类
• 3.2.1 地形要素分类原则
• 3.2.2 地形要素分类标准
• 3.2.3 地物命名编码规则
• 3.3 波谱数据获取
• 3.3.1 数据要求
• 3.3.2 波谱数据收集与整理
• 3.3.3 野外波谱数据采集
• 3.3.4 野外数据质量评价
• 3.4 数据库中典型地物的波谱特征分析
• 3.5 数据预处理
• 3.5.1 波谱数据反射率转换
• 3.5.2 数据格式转换
• 3.5.3 波谱曲线平滑
• 3.5.4 仪器增益波段的剔除
• 3.6 本章小结
• 第四章 数据库功能模块开发与实现
• 4.1 系统功能
• 4.2 数据库功能实现
• 4.2.1 系统用户身份验证
• 4.2.2 数据的备份与恢复
• 4.2.3 系统查询功能设计
• 4.2.4 数据输入输出功能
• 4.3 数据可视化分析功能
• 4.3.1 光谱重采样
• 4.3.2 包络线消除
• 4.3.3 导数光谱
• 4.3.4 光谱吸收指数模型（Spectral absorption index，SAI）
• 4.3.5 归一化差异植被指数
• 4.3.6 光谱数据的归一化处理与分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 进一步的研究内容
• 参考文献
• 作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作
• 致谢