黄河三角洲土地利用/覆盖信息遥感提取及最佳时相研究

来源 :山东农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:peter_wan
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土地是人类生存必不可少的资源,要实现土地资源的可持续利用,就必须了解土地资源的状况。遥感是资源调查、环境监测以及土地利用/覆盖信息提取及动态监测的重要技术手段。黄河三角洲由于其特殊的形成特点以及生态环境的典型性和脆弱性,一直都是学术界关注的重点区域。作为河流和海洋系统的连接地带,该区地类复杂多样,土壤盐渍化严重,耕地质量差且耕地、盐碱地、林草地等存在插花分布,地类光谱特征混杂,建设用地等小面积地类难以直接提取。近年来,随着人口的增长、社会经济的发展与自然资源的矛盾日益加深,水土环境质量受到严重影响,黄河三角洲生态系统遭到破坏,出现湿地萎缩、土壤盐渍化加重、水资源紧张且污染严重、植被减少、生物数量急剧减少等严重的环境问题,制约着该区社会经济的发展。在自然因素和人为因素的双重影响下,黄河三角洲地区的土地利用结构发生了较大的变化,影响着该区土地资源的健康发展。在以往的相关研究工作中,常见的做法是利用该区某一时相或者几个时相的遥感数据进行处理,提取土地利用/覆盖变化信息,但对于从宏观范围,横跨一年的短周期的研究较少。基于此,本文拟以黄河三角洲垦利县为研究区,以TM遥感数据为基础,将分类结果进行精度对比,对黄河三角洲一年来的土地利用/覆盖进行分类分析,探讨该区地类信息提取的最佳时相和方法,为保护黄河三角洲区域生态环境、合理可持续利用区域土地自然资源提供科学参考。本文以垦利县为研究区,首先就遥感技术在土地利用/覆盖信息研究中的国内外现状做了概述,接着在分析研究区自然和社会经济概况后,在ENVI软件的支持下,以2009年3月和6月、2010年9月和1月的TM遥感数据为基础,分别使用了监督分类、面向对象和基于知识三种分类方法对数据进行处理,对研究区主要地类耕地、林草地、盐荒地、水域、滩涂和建设用地进行了信息提取,利用垦利县2009年土地利用现状图、统计年鉴和土壤养分含量图等资料,对分类结果进行了对比分析,从而得到了研究区春、夏、秋、冬不同时相和不同方法的土地利用/覆盖信息分类精度。论文主要的研究成果和内容:(1)选取垦利县春夏秋冬四个时期的遥感影像,经图像融合、几何校正、图像增强、图像裁剪等处理后进行信息提取,根据现行土地利用分类体系和采用的遥感数据,结合研究区上地利用/覆盖特点,建立统一的分类系统,将研究区地类分为6种类型:水域(包括水库和河流)、林草地、建设用地、盐荒地、耕地(包括旱地和水田)、滩涂。(2)遥感是土地利用监测的重要手段,利用多时相的遥感数据能够很好的区分土地利用/覆盖类型,本文用四期遥感影像进行研究分析,总体看,采用3月份和6月份的遥感影像可较准确的提取出各土地利用/覆盖类型。(3)通过对黄河三角洲地区的垦利县四期遥感影像的处理,在分析各地类光谱特征的基础上,主要运用监督分类、面向对象和基于知识分类三种方法进行图像分类。结果发现,运用监督分类,面向对象和基于知识的分类方法提取地类信息,3月份的影像总体精度和Kappa系数最高,1月份最低,为滨海地区土地利用分类和变化遥感监测时相选择提供了依据。(4)通过对比3月、6月、9月、1月四期影像的分类精度,结果显示,运用基于知识的分类方法得到的总体精度和Kappa系数最高,总体精度分别为91.43%、89.71%、88.80%和79.71%,Kappa系数分别为0.8931、0.8649、0.8478和0.7239。(5)综合分析四期遥感影像分类处理的生产者精度、使用者精度、总体精度和Kappa系数,认为6月份的影像用基于知识的分类方法提取水域和建设用地最适宜,3月份的影像用基于知识的方法提取林草地、盐荒地、耕地和滩涂最适宜。(6)9月份影像由于耕地和盐荒地的光谱信息混淆非常严重,难以区分,故将二者合并。虽然采用面向对象的方法可以得到耕地和盐荒地合并后的较高地类分类精度,但由于二者的混淆,不宜选取9月份作为耕地和盐荒地信息提取的适宜时相。
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