主成分分析在遥感影像数据中的实例应用

主成分分析(Principal Component Analysis)是根据变量之间的相互关系,尽可能不丢失信息地用几个综合性指标表示多个变量的方法。在多(高)光谱图像中,由于各波段的数据间具有相关性,因此包含许多冗余信息。通过主成分分析法可以把遥感图像中所含的大部分信息用少数波段表示出来,这样就可以几乎不丢失数据但可以减少数据量,消除冗余信息。在遥感数据处理时用主成分分析法作数据分析前的预处理,以达到数据压缩和图像增强的效果,更加有利于影像信息提取。文章对主成分分析在遥感图像处理中的实际应用进行了实例示范应用研究。     

主成分分析在双壳类软体动物研究中的应用

用主成分分析方法通过计算机把雌性青蛤的软体部干重和3个生化指标综合为肥满指标和能源物质指标,从而允许用二维图象来显示。14个样品明显地分为碳水化合物为主要贮存能源物质和脂类、蛋白质为主要贮存能源物质两类。两个新指标的累积贡献率达94％。     

主成分分析技术在遥感蚀变信息提取中的应用研究综述

主成分分析是目前遥感蚀变异常信息提取常用方法之一,该方法具有对影像大气校正质量要求不高、实现简单、提取效果好、效果稳健等优点,广受地质工作者的青睐。根据输入影像的数量及类型、主成分分析的次数等,本文将主成分分析分为标准主成分分析、特征向量主成分分析、定向主成分分析、二次主成分分析、不同影像间的主成分分析等5种类型。其中,特征向量主成分分析又可细分为4个波段特征向量主成分分析和3个波段特征向量主成分分析。在上述分类的基础上,系统介绍了各种主成分分析及蚀变信息主分量的选择,尤其是对特征向量主成分分析的Crosta技术和定向主成分分析的软落叶技术进行了详细阐述。并以TM/ETM+、ASTER影像为例,对部分应用主成分分析提取蚀变异常信息的实例进行了分析,认为：在基岩裸露区,不同主成分分析都可以很好地提取铁化、泥化蚀变信息;在中、低植被覆盖区,采用标准主成分分析、Crosta技术、改进的Crosta技术、软落叶技术、“掩膜/抑制干扰信息+主成分分析”等方法可以有效地提取蚀变异常信息;高植被覆盖区多采用主成分分析生成的蚀变信息主分量进行彩色合成,再通过对彩色影像进行目视解译的方式判断蚀变的类型和范围。其中,“掩膜+Crosta技术”、“掩膜+软落叶技术”、二次主成分分析等方法在高植被覆盖区也可以取得较好的应用效果;对于干扰信息种类众多、岩性复杂的地区,可根据干扰信息、岩性种类划分成若干个小区,再根据每个小区实际情况采用不同的蚀变提取方法,最后将每个小区内提取的蚀变信息进行合并。     

虾类微量元素含量的主成分分析

应用主成分分析法对湛江几种养殖对虾和海捕天然对虾的微量元素的含量进行综合评价。结果表明:虾体中微量元素含量均衡;综合排名依次为野生斑节对虾、野生凡纳滨对虾、养殖斑节对虾、养殖凡纳滨对虾,两种野生对虾的综合排名均高于养殖对虾;野生斑节对虾综合得分为1.6708,微量元素含量最均衡,营养价值最高,养殖凡纳滨对虾营养价值最低,综合得分为-1.20943。     

基于主成分分析的济宁市环境承载力研究

该文以济宁市环境承载力为研究对象,运用主成分分析法,从影响环境污染状况、环境治理状况、人口状况、经济发展状况、自然资源状况、物耗能耗状况等19个指标中,提取出影响环境承载力动态变化的3个主成分,对济宁市环境承载力年际变化进行了综合评价。结果表明:2006—2010年,济宁市环境承载力呈现逐年上升的趋势。该研究评价结果较好,可以为该地区的可持续开发规划提供理论参考。     

主成分分析法在地质灾害危险性综合评价中的应用

介绍了主成分分析法的分类原理和实施步骤以及多指标体系中指标的选取,针对地质灾害的危险性,建立了评价的多指标体系和分级特征,同时分析了该方法在地质灾害危险性综合评价中的应用方法与过程.并通过对某高速公路沿线地质灾害危险性进行分段综合评价,给出了建设工程可能诱发或加剧的地质灾害和建设工程本身可能遭受的地质灾害危害的程度.证明该方法在地质灾害危险性综合评价中是切实可行的.     

基于水化学数据的矿山涌水水源识别:主成分分析与残差分析

涌水是矿山安全生产的重要威胁之一,掌握涌水的水源是预防这类灾害的重要依据。基于多期次的水化学监测数据,提出了利用主成分分析(PCA)和残差分析来识别涌水的水源数量和水源类型。主成分分析能够充分提取高维数据的结构信息,消除变量冗余。残差分析利用主成分分析结果,提取不同的主成分个数重构离子浓度,得出重构离子浓度和原始离子浓度之间的残差,利用残差的结构性信息来判断可能的涌水水源数量和水源类型。结果表明:随保留主成分个数的增加,重构离子浓度的精度越高,离子残差的结构性得到消除且表现出随机性。在实例应用中,通过利用5个主成分重构离子浓度消除了所有主要离子残差结构性,保证了信息的最大程度提取,因此,确定研究矿山涌水水源数量为5个;同时,利用每个主成分对残差结构性的影响程度及离子相关性分析,确定了这5个水源类型为海水、第四系孔隙水、富钙基岩水、富镁基岩水和淡水。     

基于主成分分析的海东地区城镇建设用地集约利用水平评价

本文采用主成分分析法,对海东地区城镇建设用地集约利用水平进行评价,量化城镇建设用地集约利用水平。并从评价结果中分析出海东地区城镇建设用地集约利用的特征和存在的主要问题,评价结果表明：平安县处于集约利用状态,乐都县和互助县为中度集约利用状态,而循化县、民和县和化隆县处于粗放利用状态。     

利用主成分分析建立区域对流层延迟时空模型

提出一种基于主成分分析（PCA）的ZTD时空建模方法,并利用GNSS连续运行参考站获取的ZTD数据,建立香港、云南、中国3个区域范围的ZTD时空模型。结果表明,所建立的区域对流层延迟时空模型不仅精度明显高于Saastamoinen、EGNOS和UNB3m模型,而且建模过程简单,模型参数较少,使用方便。     

WATER EVAPORATION ENVIRONMENT IN TAIHU LAKE REGION

To the Taihu region water evaporation environmt of water surface with plants, intruded salt watersurface, shallow water surface in rice fields etc., polluted water surface and hot water surface havenow been added in recent years, as a result of economic development. This study on the regularitiesof evaporation from all the above water surfaces showed that evaporation will increase from some surfaces, but from the others.     

台湾连续GPS网主成分空间滤波分析

采用PCA方法提取台湾GPS区域网共模误差,进行空间滤波。结果表明,第1主成分在空间上表现出强烈的一致性,第2～5主成分在空间上呈现出局部响应的特点;滤波后残差时间序列的均方根（RMS）在N、E、U方向平均分别降低33%、31%、19%;滤波效果在水平方向好于垂直方向,东、西部存在明显的差异,这可能与台湾地区地形有关;幂律噪声振幅在N、E、U方向平均分别下降36%、43%、23%。     

太湖水污染扩散插件式模拟系统

插件式太湖水污染扩散模拟系统,基于三维水体污染扩散模型,结合GIS技术和三维可视化技术,再现了水体污染物运移扩散的时空分布特征与动态演进过程.为了保证系统的可扩展性,需要一种松散的耦合机制.插件技术可以有效地降低系统功能模块间的耦合,把插件技术引入GIS的二次开发可以赋予系统动态可扩展性.本文首先,介绍插件式系统的一般...     

共模误差PCA与ICA提取方法的比较

为消除共模误差CME,目前广泛应用的主成分分析法（PCA）基于观测数据的二阶统计量（方差和协方差）将观测网残差分解成一组不相关的随时间变化的模态和对应的空间响应,而GPS时间序列分布具有非高斯特征,二阶统计量不能完全描述其随机特性。本文假设区域网CME 与其他误差相互统计独立,则可以采用独立分量分析（ICA）法。采用模拟数据对ICA提取CME的精确性和有效性进行验证,并与PCA结果进行对比。结果表明,ICA能够有效地提取观测网CME。     

基于指标规范值的综合水质标识指数法

为了建立简单而又普适、通用的地表水水质评价模型,提出基于指标规范值的综合水质标识指数法,以便对水质进行合理的定量评价.该方法首先设定指标参照值和指标规范变换式和对指标数据进行规范化处理基础上,改进了传统水质标识指数评价法,采用超标法确定各指标权重,最后用各指标的单因子水质标识指数的加权和,求得基于指标规范值的综合水质标识指数,以此作为依据进行水质评价.将基于指标规范值的综合水质标识指数评价法应用于浮桥河水库水质评价,结果表明:该方法具有简单和普适、通用的特点.     

兖州煤田村镇饮用水水质评价

兖州煤田是我国重要的煤炭能源基地之一,区内煤炭资源丰富,煤质优良,煤炭资源的大规模开发极大地促进了鲁南地区乃至全省经济的快速发展,但也产生了一系列负面影响如地面塌陷、地裂缝、水环境污染、水源地破坏等地质环境问题。兖州煤田分布区地处汶泗河冲积扇地下水富水区,是农村经济发达、人口密集分布区。煤炭开采规模的不断扩大,使得周边地下水和土壤环境造成了严重污染,部分地区村镇饮用水水质已成为制约其生产发展和生活改善的难题。通过兖州煤田村镇饮用水水质调查分析,掌握区内村镇饮用水水质状况和地域分布,提出保证村镇饮用水水质安全和水源地保护的措施与建议,对于改善煤田居民饮水与健康状况,提高生活质量,构建和谐社会具有重要现实意义。     

太湖水质参数MODIS的遥感定量提取方法

本文利用MODIS数据的可见光、近红外波段和准实时的地面采样数据,分别利用线性回归模型和神经网络模型反演了太湖的叶绿素a和悬浮物浓度.结果表明,利用MODIS数据的波段组合(M2/M8)和(M2/M9)可估算太湖的叶绿素a浓度;而MODIS数据的波段组合(M12/M17)、(M13/M17)及MODIS(M4)波段能定量估算太湖的悬浮物浓度,但估算精度仍不能满足实际需要.因此,构建了一个以MODIS可见光及近红外波段为输入,以太湖水质参数为输出的2层BP神经网络模型反演太湖的水质参数,大大提高了反演精度.