遥感影像的不确定性及信息量的计算方法研究

摘要

本文以信息论中的信息熵为理论基础，通过对遥感影像信息量的计算，把遥感影像的不确定性问题提升到概率与信息理论的高度进行研究，建立遥感影像的信息量及不确定性的统一数学表达，用以解决遥感影像信息量及不确定性的定量评估问题。
　　本文对以往空间数据的不确定性和遥感数据的不确定性进行了系统的分析；对不确定性、不确定度和误差等基本概念及其相互间联系进行了对比；提出了新的不确定性研究方法——从信息论的角度来研究遥感影像的不确定性，并对不确定性、不确定度的涵义进行了新的界定：指出不确定性是信息；不确定度是对不确定性的一种量度指标，指完全消除的不确定性所含的信息量；最后给出了遥感影像信息量的计算方法和计算流程，并进行了大量的试验计算。
　　本文选取LandSat-TM影像，SPOT影像和IKONOS影像为主要的数据源，运用ERDAS IMAGING软件平台进行了遥感影像的裁切和数据的转换工作；并运用MATLAB软件平台，编写M－file文件进行了遥感影像信息量的计算工作。
　　本文首先在同一景TM影像上，选取像元个数均为231×231的四个不同的感兴趣区域，分别为城市区域，水体区域，耕地区域和林地区域，并对其进行了数据量、信息熵、噪声疑义度、邻元自相关系数、互信息量和平均信息量、波段间的相关性及影像的实际信息量的计算；其次选取嫩江区域三个时相的TM数据，进行了遥感影像信息量的计算；最后以TM影像、SPOT影像和IKONOS影像为数据源，选取相同像元个数的感兴趣区域，进行了不同空间分辨率遥感影像信息量的计算。
　　通过计算验证了灰度量化等级、色彩、噪声、邻元相关性、波段间的相关性和空间分辨率对遥感影像信息量的影响。研究结果表明：信息量可以作为一种不确定性的定量评价指标，用信息论进行遥感数据的不确定性研究是可行的。信息论中的方法论，不仅为解决不确定问题的理论困惑指明了新的方向，而且会为地学工作者引发新的思路，在地球空间信息科学领域将开辟更多、更新的研究空间。

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CONTENTS

1 绪 论

1.1 问题的提出及背景

1.2 遥感不确定性研究的意义

1.3 国内外研究现状及存在问题

1.4研究内容及技术路线

2 基于熵的信息论基础

2.1信息的渊源

2.2离散信源的信息熵

3空间数据的不确定性

3.1 一般的不确定性问题

3.2 空间数据的不确定性问题

4 遥感数据的不确定性

4.1遥感数据的不确定性形成机理

4.2 遥感数据及其不确定性流程

4.3 遥感数据及其不确定性来源

4.4 遥感信息的特征及其不确定性

5 不确定性、误差和不确定度

5.1 不确定性

5.2 误差

5.3 不确定度

5.4 不确定性、误差和不确定度小结

6 遥感影像信息量的计算

6.1应用平台简介

6.2 数据源的准备及研究区概况

6.3 遥感影像信息量的计算

7 结论与展望

7.1 主要结论

7.2 问题与展望

致谢

参考文献

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