基于主成分分析法的戈壁地表砾石粒径遥感估测模型研究

戈壁地表砾石粒径与遥感多光谱数据、植被指数及地学因子存在相关关系，但这些因子间可能存在着多重相关性，如利用这些因子直接建模估测戈壁地表砾石粒径，则可能出现病态模型。利用主成分分析法筛选因子，既可保留多个相关因子的主要信息，又可避免因子间共线性的问题，达到降维、简化模型的效果。因此，本文以新疆哈密市境内山前洪积扇戈壁地表砾石为研究对象，以2010年LandsatTM遥感影像及30m分辨率DEM为基本数据源，采用主成分分析法，从选择的43个遥感及地学因子（主要包括影像各波段信息、DEM、NDVI、GEMI，影像经K-T变换得到SBI、GVI、WVI三个分量，通过纹理分析得到的各个波段的均值、方差、信息熵、相关性及对比度等纹理因子，以及利用DEM提取的粗糙度等）中，筛选提取其主成分。结果表明，第一主成分至第五主成分的累计贡献率达98.0%，以前5个主成分作为自变量，借助SPSS软件中的多元回归分析功能，建立戈壁地表砾石粒径估测的回归模型，模型经方差分析及相关性检验，达到显著相关水平。基于建立的估测模型，进行了戈壁地表砾石粒径估测，经验证，实测值与估算值紧密相关。研究可帮助我们了解戈壁的特征，为戈壁区改造利用，认识沙粒迁移、沙漠扩展提供技术支持。