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廖孝彦毕业论文终稿 毕业论文 学生毕业论文课题名称基于卫星影像的土地利用变化动态监测研究姓名廖孝彦学号060240119院系城市建设系专业地理信息系统指导教师熊立伟(研究生)xx年6月11日(四)xx届学生毕业设计(论文)材料专业文档,值得下载!湖南城市学院本科毕业设计(论文)诚信声明本人郑重声明所呈交的本科毕业设计(论文),是本人在指导老师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,成果不存在知识产权争议,除文中已经注明引用的内容外,本设计(论文)不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本科毕业设计(论文)作者签名二年月日专业文档,值得下载!基于卫星影像的土地利用变化动态监测研究廖孝彦(湖南城市学院城市建设系xx级地理信息系统专业,湖南益阳413049)摘要土地利用/土地覆被变化(land useand landcover change,简称LUCC)是全球环境变化的重要组成部分和主要原因之一,已成为地球科学的研究重点。 土地是人类社会生存和发展的重要资源和从事一切社会经济活动的基本场所。 没有了土地,人类将无法生存。 然而,随着人口的增长和经济的发展,相继出现了一些如植被减少,乱占耕地,土地盐渍化、沙漠化,环境质量下降等问题。 如何利用现有技术,实现土地利用/覆被的动态监测已经成为大家共同关注的问题。 随着计算机技术的发展,遥感、地理信息系统在土地利用/覆被动态监测方面已得到应用。 本文详细论述了利用卫星数据进行纠正、配准、融合,最终生成正射影像图的技术流程,研究了土地利用变化信息提取的方法,并对提取的变化信息进行土地利用分析。 通过利用高分辨率卫星遥感数据,进行对大中比例尺土地利用类型更新调查的实验。 论述了应用高分辨率卫星影像进行土地利用更新调查的基本技术流程,更新信息获取的关键技术。 实验结果表明高分辨率卫星遥感数据,供作土地利用更新调查与制图的基础图件,方法简便、直观动态信息强,完全能满足更新调查图件的精度。 区域土地覆盖模式是自然、社会经济因素以及人类活动在时间和空间上的综合结果。 由于巨大的农业和人口压力,土地正化成稀有资源。 因此,获取土地利用与土地覆盖的信息、合理使用土地、优化土地利用变得至关重要。 为了优化利用土地,不仅需要现有土地利用土地覆盖的信息,而且需要监控由于愈来愈多人口和自然作用力的影响所引起的土地利用动态变化的能力。 21世纪是信息时代,航天遥感器获取的高分辨力图像,势必成为现代各行各业专题制图的重要信息。 因此,各个遥感应用领域,都从不同角度深人探讨遥感信息识别分类与专题制图的理论与方法,寻找最佳的技术途径。 随着航天遥感技术的迅速发展,为我们展开全面研究地球表面提供了技术保障。 遥感技术的迅猛发展,使我们能够获取极其丰富的信息,但面临的挑战是如何处理和应用这些数据,使之转换为我们当前所需的信息。 由于我国的国土面积庞大,土地利用与土地覆盖类型复杂,如果完全采用传统传统的绘制土地利用图的方法是费时、费力,且很少变动的。 这些地图不久就过期,尤其对快速变化的环境。 事实上,传统的调查方法监测变化和进行时间序列分析是相当困难的。 在这种情况下,我国采用了先进的卫星遥感影像来监测我国土地利用变化,然后利用GPS到实地进行调查、检测、定位与测量,一来检测遥感的精度,二来具体确定变化发生的量。 这样,结合了先进的遥感技术与传统的调查手段,更好地服务于土地利用的动态监测任务。 随着遥感技术的发展、算法的改进、遥感信息源的日益丰富等,相信它能独自承担土地利用及其变化监测的任务,定性而且定量,将代替费事费力、完全依靠人工来完成的土地利用调查手段。 此技术以其更新迅速、现势性强、生动直观等优点可以为我们提供动态、现势、直观的分类数据以适应我国宏观管理、城市规划、湿地保护、动态监测和环境保护的需要。 它标志我国遥感技术的巨大发展。 从现今监测取得的成果来看,从影像几何精度和融合质量方面评价,影像数据可以作为国土资源大调查项目的影像专业文档,值得下载!数据源之一,在国土资源调查等领域将会得到广泛的应用近年来,卫星遥感技术的发展为精确绘制土地利用、土地覆盖图和监测相应时段提供了很好的手段。 在难以达到的地区,这种技术也许是节省成本和时间、获取需要数据的唯一有效方法。 1.1.2研究的意义土地是人类赖以生存的最基本的自然资源,土地利用状况及其变化,不仅影响着当地社会经济的持续发展,而且对区域乃至全球的生态环境有重要影响。 易与土地利用概念混淆的是土地覆盖,IGBP和IHDP定义为:“地球陆地表层和近地面层的自然状态,是自然过程和人类共同作用的结果”;文献1定义土地覆盖为“自然营造物和人工建筑物所覆盖的地表诸要素的综合体,包括地表植被、土壤、冰川、湖泊、沼泽湿地及各种建筑物”。 虽然土地利用和土地覆盖在学术界还没有统一的定义,但总的来说前者侧重于土地的社会属性,反映土地的人文使用属性,后者侧重于土地的自然属性。 土地利用变化是土地覆盖变化的原因,也是土地覆盖变化的响应,土地利用和土地覆盖变化之间的相互作用是一个自然学科和社会学科的交叉研究领域。 在土地利用遥感动态监测过程中,土地利用和土地覆盖常表现一致,因此在国际国内相关文献中常将二者统一考虑,常称为“土地利用土地覆盖”。 由于本文侧重于土地利用变化信息的自动提取及其管理分析,因此本文仅涉及土地利用部分。 由于自然和人类社会经济活动的剧烈作用,区域乃至全球的土地利用状况必然发生变化,如何快速有效地获取研究区域在某时间段内土地利用的变化信息,研究土地利用变化的过程、机理及其对人类社会经济与环境所产生的一系列影响,为全球、国家或区域的可持续发展战略提供决策支持,这也是为何当前利用遥感技术进行土地利用动态监测发展迅速的原因之所在。 土地利用遥感动态监测是指将具有广域性、周期性、经济性特点的遥感信息作为信息源,结合地面辅助资料,运用计算机图像处理技术,对土地利用状况及其动态变化进行全面系统地反映和分析的科学方法。 监测内容包括土地利用及变化的类型、数量、空间位置或区域,以及与土地利用相关的环境要素变化。 监测对象和监测目的表现为:对耕地及建设用地等土地利用变化情况进行及时、直接、客观的定期监测,检查土地利用总体规划及年度用地计划执行情况重专业文档,值得下载!点核查每年土地变更调查汇总数据,为国家宏观决策提供比较可靠、准确的土地利用变化情况:对违法或涉嫌违法用地的地区及其他特定目标等进行快速的日常监测,对违法用地查处及突发事件处理提供依据。 与早期的利用统计或实地调查进行变化信息提取的方式相比,利用遥感的土地利用动态监测在效率、精度等方面有极大的进步,但是现阶段变化信息的提取均是在变化信息自动发现的基础上,再结合现有众多的资料,采用人机交互的方法提取,必然存在信息提取漏错的现象,而且,自动化水平不高,这在大区域动态监测中是难以忍受的。 同时,还存在对监测数据管理粗放、应用深度和广度不高等问题。 本研究在结合项目实践的基础上,对技术处理流程和部分算法进行优化,力图在提高处理效率的同时得到较高精度的数据。 1.2国内外研究的状况及其发展方向1.2.1国内研究状况中国作为世界四大文明古国之一,千百年来,由于对土地的开发,使我国的土地覆盖发生了翻天覆地的变化,产生了多种多样的土地类型和土地覆盖类型,特别是改革开放以来,由于经济的快速发展和人口的大量增加以及生存环境压力的增大,使得在中国土地利用变化的深度、广度和速度较以前呈现出急剧增加的趋势,由此造成的对环境的影响已越出guo界。 可见,中国土地利用的变化已成为全球变化的重要组成部分。 我国有关土地利用内容的研究由来已久,最初的研究集中于分类、分区以及开发、管理等方面。 建国以来,我国科技工作者进行了许多土地利用方面的研究,20世纪80年代出版了1100万中国土地利用图集,2000年出版了与之相关联的专著中国土地利用,另外,还完成了全国土地利用详查等,积累了丰富的资料。 近年来,在利用卫星遥感和地理信息系统技术监测资源和环境动态变化方面也做了很多出色的工作。 如中国资源环境宏观监测研究,应用NOAA卫星数据研究土地覆盖变化、植被覆盖的变化及区域分异规律,国家环保总局于2000年完成了“西部遥感调查”项目,文献2开展了“国家资源遥感宏观调查动态研究”,并建立了中国资源环境数据库。 文献3阐述了在遥感技术与GIS技术的支持下,对中国近5年来土地利用的时间动态特征和空间动态特征进行了定量分析。 国内学者还从不同的角度出发构造了大量的适用于各种土地利用土地覆盖变化的模型。 如文献4所提出“中国土地利用的极地模式”;专业文档,值得下载!文献5应用统计学“Krige”内插技术模拟了我国土地利用程度的区域分异规律,为我国土地利用程度时空分布的模拟与预测提供可靠方法,细胞自动机(Cellular Automation,简称(CA)是一种“自下而上”的动态模拟建模框架,文献6把细胞自动机和灰色局势决策结合起来对土地利用变换机制进行模拟,文献7利用马尔科夫链模拟对土地利用空间格局的变化及动态的分析。 土地利用土地覆盖影响了区域内水分循环特征、气候、植被、生物多样性,土壤沉积物等,土地利用影响着土地覆盖。 而土地覆盖必然对全球的环境变化产生影响。 因此,土地利用僵盖对生态环境的影响是LUCC研究的主要内容。 目前国内学者已做了不少这方面的研究,如文献8以黄土丘陵区为例研究土地利用变化对生态环境的影响,文献9对深圳市土地利用土地覆盖变化与生态环境安全进行研究,文献1研究了土地利用土地覆盖对区域气候及大气质量的影响等。 在加强土地利用研究的国际合作方面也取得了很大的进展。 1998年3月,由中国生态系统研究网络主持召开的第二届东亚区域中心与有关国际组织酝酿,计划设立一条贯穿我国南北的样带开展土地利用和土地覆被变化研究。 此外,近年来,我国学者还与其他国家和有关国际组织在该领域开展了一些案例研究。 如原中国科学院自然资源综合考察委员会与美国和印度国家科学院在我国珠江三角洲和江西省台盆地开展的人口增长与土地利用变化的关系研究;中国科学院地理科学与资源研究所与国际应用系统分析研究所合作开展的欧洲与北亚土地利用和土地覆被变化研究等。 这些活动对于推动我国在土地利用和土地覆被变化领域研究工作的进展,促进我国土地利用变化研究工作与世界全球变化研究相衔接发挥了积极的作用。 总之,现在虽然有了一些区域性的研究工作,但总的来说,综合性、实质性的研究工作仍然比较缺乏。 1.2.2国外研究状况国外土地利用土地覆盖的研究至少可追溯到20世纪20年代,文献11中介绍美国的lee于1922年发表了从空中看到的地球表面,表述了自然景观和人类活动的关系。 但在20世纪90年代以前对于土地利用土地覆盖变化还缺乏真正系统性的研究。 20世纪90年代以来,在全球环境变化领域逐渐加强了对土地利用/覆盖变化的研究工作。 这主要与该领域具有全球影响的两大组织即“国际地圈与生物圈计划”(IGBP)和“全球环境变化人文计划”(IHDP)的推动有关。 专业文档,值得下载!1995年两组织共同拟定并发表了土地利用土地覆盖变化科学研究计划,使土地利用土地覆盖研究成为目前全球变化研究的前沿和热点问题。 联合国环境规划署(UNEP)于1994年启动了“土地覆盖评价和模拟项目”项目,旨在调查东南亚地区土地覆盖的变化,为区域可持续发展决策服务。 国际应用系统研究所于1995年启动了“欧洲和北亚土地利用土地覆盖变化模拟”的3年期项目,旨在分析1900年到1990年欧洲和北亚地区土地利用土地覆盖变化的空间特征、时间动态和环境效应,并预测在全球环境、人口、经济、技术、社会及政治等因素变化的背景下,该地区未来50年土地利用土地覆盖的变化趋势,为制定相关对策服务。 美国全球变化委员会将土地覆盖变化与气候变化、臭氧层的耗损一起,列为全球变化研究的主要领域之一,于1996年开展北美洲土地覆盖变化的研究工作。 日本国立科学院全球环境研究中心提出了“为全球环境保护的土地利用研究”(LUGEC)项目,研究土地利用土地覆盖的空间分布、时间动态和驱动因子,同时强调相应对策和技术的研究。 总而言之,当前国际上土地利用覆盖变化研究正深入研究,许多高等院校、科研机构和社会团体都已参与进去,这大大促进了土地利用覆盖变化研究的进展。 1999年,文献12IGBP和IHDP发表了土地利用土地覆被变化的人类影响,综合的全球和区域模型作为研究的主题,其中文献13提出了土地利用变化机制是LUCC研究的三大核心问题之一。 在南非举办的“xx年区域地理大会”上,有关LUCC脱的论文多达30余篇,无论是研究内容还是研究的范围都取得一定的进展。 目前国际上土地利用土地覆盖变化研究项目,其重点领域和研究方法大致归纳为三个方面,即土地利用的动力机制、土地覆盖的变化、土地利用与土地覆盖变化的区域与全球模型。 1.3本文研究的内容我国在卫星在多光谱数据的质量评价和分析、正射影像图制作、土地利用现状及变化信息的提取等关键技术的研究工作已取得了一定的进展。 本论文探讨用卫星数据制做土地利用图的过程、土地利用变化信息的发现和提取的技术流程及方法。 土地利用的变化是全球环境变化的重要组成部分,所以利用卫星影像研究土地利用变化有着十分深远的意义。 (1)首先是通过卫星传感器获取地球表面土地信息的数据,并做适当的分析专业文档,值得下载!来选择适当的卫星影像数据。 (2)介绍将收集到的多时相卫星影像进行几何纠正、影像融合等,生成正射影像图。 (3)采用多源数据的融合处理的方法来发现和提取监测区的变化信息,根据什人机交互的方法确定变化发生的位置、大小和范围,并将其从遥感影像中分离出来。 (4)介绍外业调核的作用以及后处理所要做的工作,并介绍土地利用图的作用和怎样利用它来分析监测区。 (5)对监测区的土地利用动态监测结果进行了分析和评价。 2研究的过程及方法2.1土地利用更新调查的技术路线与传统的基于中低分辨率遥感影像的土地利用调查方法相比,高分辨率土地利用遥感调查要求更高的精度和合理的效率,为达到这一目的,在制定技术路线时,主要考虑: (1)影像数据选取方面,强调时间效应,尽量选择各地类的影像特征差异最显著的时相。 (2)影像处理方面,采用合理的遥感影像处理方法,以获得更高的纠正精度和适当的影像增强效果。 (3)影像解译方面,采用合理的判读程序和方式以提高解译效率,同时保证解译的精度。 (4)强调解译和数据处理的自动化,充分利用计算机技术和GIS技术,以减轻操作人员的劳动强度,提高工作效率。 本研究中采用的技术框架图如图1所示专业文档,值得下载!2.2数据质量的分析2.2.1目视判读质量影像光谱信息丰富,判读数据质量主要看它的纹理结构清晰,是否存在脱带、漏带现象,几何性能好坏,有没有局部的几何失真变形,存不存在亮度突出的孤立点,明暗层次是否明显,光谱区分度明不明显.从中可清楚分辨出耕地、林地、草、地、城镇用地、农村居民点、水库和坑塘等地物类型.2.2.2光谱特性提取不同土地利用类型的光谱信息,分析影像光谱特性以图2示例分析,在波段1上水体的光谱值低于波段2和波段3,耕地、林地和草地在波段1最明显.从其所处的波段特性来看,波段1是绿色植被的高反射区;波段2对植物叶绿素的吸收敏感,是植被的低反射区.滩地及工交建设用地光谱值较高,易于提取。 图1土地利用图的成图流程专业文档,值得下载!2.3图像的处理2.3.1卫星影像的几何纠正卫星数据图像的校正包括两个过程,一是图像坐标的空间变换,二是灰度重采样。 由于遥感影像空中位置与姿态的变化、地面起伏大气折射、相机透镜畸变等因素影响,使得影像中各像点产生不同程度的几何变形而失真,数字纠正的目的就是要改正这种变形的影响,获得具有地理编码的数字正射影像。 2.3.2影像的增强影像增强是为了改善图像的视觉效果和增大目标地类之间的特征差异,主要增强处理方法是彩色增强。 彩色增强,分为伪彩色和假彩色增强两种。 伪彩色增强是对单波段影像的彩色增强方式,类别影像常采用这种增强方式,以不同的颜色表示不同地物类别;假彩色增强将在空间上进行了配准的不同波段输出为不同的颜色显示通道,将具有不同波谱特性的地物加以区分,以便于目视识别。 增强后的影像则比较接近自然色,信息丰富,目视效果好,可用来制作影像地图。 2.3.3影像镶嵌当一景图像不能覆盖整个监测区时,尽量选取时相接近的卫星图像进行镶嵌。 根据工作区的具体情况镶嵌的方法采用先镶嵌后校正或先校正后镶嵌。 ERDAS IMAGINE是一个功能强大的图像处理软件,支持数据存储与处理功能,其影像镶嵌工具,支持多重投影输入,具有不同投影参数的影像不需投影变换就可直接镶嵌。 2.3.4影像的融合遥感影像融合是一种通过影像处理技术来复合多源遥感影像数据的技术,其图2“北京一号”小卫星地物光谱特征专业文档,值得下载!目的是将一种传感器的多波段信息和不同类别传感器所提供的信息加以复合,产生比单一信息源更精确、更完全、更可靠的卫星影像图.它的优点是提高影像的空间分辨率和清晰度,增强解译和动态监测能力。 人眼对黑白图像的观察能力一般只能分辨20级左右,而对彩色的分辨能力则可达100多种,远远大于对黑白亮度值的分辨能力。 因此,进行不同波段图像融合,可以更全面的获取地物信息,利于解译。 例如TM影像的7个波段中,第2波段为绿色波段(0.52-0.60?m),第4波段是近红外波段(0.76-0.90?m),第3波段为红色波段(0.63-0.69?m),将卫星影像图通过 4、 3、2波段合成,就得到了假彩色合成图像。 2.4变化信息的发现与提取2.4.1变化信息的自动发现变化信息自动发现是指将两时相遥感影像经过融合等数据处理过程,使土地利用方式发生变化的地块自动从复杂的环境信息中区别出来,判别依据是:发生变化的图斑其灰度、亮度、颜色与周围环境有明显的区别。 光谱特征变异法是运用多源数据的融合技术,将不同传感器的遥感数据进行融合,使变化区域呈现特殊的影像特征的一种方法。 多源数据两者信息表现为不一致时,那么融合后影像的光谱就表现得与正常地物有所差别,此时就称地物发生了光谱特征变异。 这部分影像在整个的影像范围内是不正常和不协调的,可以通过目视的方法将它们选择出来。 这种变化信息提取的方法具有物理意义明显,简洁的特点。 2.4.2变化信息的提取当变化信息在图像上被增强显示出来以后,就可以通过一定的方法确定变化发生的位置、大小和范围,并将其从遥感图像中分离出来。 研究表明比较有效的方法为人机交互解译法。 人机交互解译最大优点是灵活,并且由于加入了解译者思维和判断,信息提取精度相对较高。 在目前计算机自动分类精度尚不能完全满足工作需要时,人机交互解译仍是一种非常重要的方法。 对该区变化信息提取的过程中分为以下的分类操作。 2.4.2.1分类系统划分专业文档,值得下载!分类系统的划分是根据全国农业区划委员会1984年公布的土地利用分类方案,分类的方法为监督分类,针对应用区土地利用类型和植被情况,确定的分类有乔木林、灌木林、旱田、水田、草地、水库、河流、坚硬表面、城市绿地和非线形建设用地10个大类,其中林地包括乔木林和灌木林,耕地包括旱地和水田。 2.4.2.2建立解译标志解译标志建立的准确与否,直接影响每一个图斑可信程度,好的解译标志能够提高判读的质量,因而解译标志的建立是整个判读系统中较为重要的一步。 解译标志能直接反映地物信息的影像特征,包括形状、大小、阴影、色调、颜色、纹理、图案、位置和布局等。 解译者利用其中某些标志能直接在图像上识别地物或现象的性质、类型和状况;或者通过已识别出的地物,进行推理分析,进一步弄清楚不易在遥感影像上直接解译的目标,例如根据植被、地貌与土地利用类型的关系,识别土地利用类型的分布。 2.4.2.3人机交互解译分类人机交互解译法即通过人机交互解译,从变化信息特征增强的图像中手工描绘出变化区域,并结合土地利用现状图和实地调查确定变化类型。 人机交互解译最大优点是灵活,并且由于加入了解译者思维和判断,信息提取精度相对提高。 在目前计算机自动分类精度尚不能完全满足工作需要时,人机交互解译仍是一种非常重要的方法。 一般来说,利用计算机进行分类速度要快一些,而且精度比较高,操作简单,而人工目视解译对研究人员的经验要求比较高。 研究中,先利用计算机事对获取的野外解译标志进行分类,然后根据遥感影像特征,对两幅不同年份的合成图像进行人工判读。 在ARCVIEW专业软件中对近年来,变化比较明显而计算机又没有解译出来或解译错误的地方进行了修改。 2.5外业调绘与复核卫星影像方法做出来的多是土地覆盖的变化,并不完全是对土地利用变化的绝对状态。 因此需要结合实地的植被、环境等特征发现当地的土地利用类型与土地覆盖类型间的对应关系,从土地覆盖的变化来得到土地利用的变化。 由于内业对于很多地类无法区分(如菜地和旱地等不容易区分),所以需外业进行补充性的调绘。 外业调查在具体实施时,对变更调查核查区和非核查区存在两种不同的方法,核查区调查重点在于复核变更调查。 对于非核查区,通过对照变更调查图斑专业文档,值得下载!与实地调查相结合的方式,逐个核查卫星影像上监测到的图斑,确定是否发生变化等。 外业调查目的是对室内判读提取的变化图斑给予检查验证,确定其变化真伪及其变化类型等,制作监测区内与变化图斑相对应的土地利用现状图及其变更调查记录表,为变化信息分类后处理提供依据。 这样会使卫星影像动态监测的变化结果更合理、可信。 在对监测结果做后处理时,必须非常熟悉当地的土地利用的特征。 2.6后处理外业资料和手簿所记录的基本要求是一个图斑只对应一个编号,编号前所冠字母正确;除伪变化图斑外,其他图斑都必须有明确的核查结果;对外业核查前一个编号对应多个图斑的,对每个图斑进行独立编号,编号原则上是在原编号后加支号。 要求 (1)分层规范、内容齐全。 (2)PSD(Photoshop的专用格式)影像覆盖完整辖区。 (3)保留的图斑及其编号与后的变化图斑外业核查记录表以及外业调查图、变更调查图上的相应图斑一致。 2.7土地利用更新调查图的制作将采集的各种数据在MAPGIS平台下利用数字成图系统,对变化图斑和新增图斑以及新增线状地物进行矢量勾绘,并建立完整的拓扑关系,利用软件相关功能计算出图斑变化面积,同时生成土地利用调查工作地图,再根据外业调查、量测情况及建立的解译标志,参照外业调绘图和外业记录表,变更和追加土地利用属性信息数据库,进而编绘生成土地利用更新调查图。 将不同时相(至少两个时相)的土地利用现状图与卫星遥感图像套合而成的影像现状图进行对比,从空间和数量上分析其动态变化特征和未来发展趋势,对检测区的耕地和建设用地等土地利用变化情况进行及时、直接的定期监测,检查土地利用总体规划及年度用地的情况,对违法或涉嫌违法用地的区域及其它特定目标进行日常快速监测,为土地利用是否合理提供科学依据。 3卫星影像对土监测区地利用变化的动态监测的分析3.1监测区土地利用总体分析专业文档,值得下载!3.1.1监测区图像的处理过程“北京一号”小卫星提供的xx年四川省绵阳市的卫星影像原始数据,对第二章的理论部分进行对应分析,经过目视判读质量分析xx年四川省绵阳市的卫星影像图可以看出纹理结构清晰,不存在脱带、漏带现象,几何性能好,没有局部的几何失真变形,不存在亮度突出的孤立点,明暗层次丰富,光谱区分度良好,所以影像能够满足目视解译要求,可判读性较好(见图4)。 原始的卫星影像数据(图3)在ERDAS IMANHE软件下经过图像坐标的空间变换和灰度重采样使得影像中各像点产生不同程度的几何变形而失真,卫星影像的几何纠正纠正了这种变形的影响,获得了正射影像图(图4)。 图3xx年四川省绵阳市的原始卫星影像图4xx年四川省绵阳市的几何纠正后的正射影像专业文档,值得下载!将卫星影像发的多光谱4,3,2波段分别作为红、绿、蓝通道合成的标准假彩色影像,可以突出植被,耕地等信息;而且3,4,2合成的假彩色影像则比较接近自然色,信息丰富,目视效果好,可用来制作影像地图。 影像增强后的图像如图5所示。 运用多源数据的融合技术,将不同时相得卫星影像进行融合,使变化区域呈现特殊的影像特征的一种方法。 相同的地物反映在前后时相影像上的光谱信息是对应的,将二者融合时,就达到了一种优势互补的融合,地物发生变化处的融合实际是一种信息的错误融合,融合后的影像上就会出现光谱突变异,并与周围地物在光谱上失去协调性。 将图6和图7通过波段合成就得到了如图8所示的高分辨率的伪彩色合成图像。 它的颜色更接近自然的颜色,很容易被计算机编译。 图6xx年卫星影像图7xx年卫星影像图5xx年四川省绵阳市影像增强后的图专业文档,值得下载!3.1.2监测区变化信息的发现利用光谱特征变异法将前后时相的影像进行融合时,若地物发生了变化,对应区域的光谱就会发生变异,与周围地物的光谱失去协调性,恰巧这种错误信息是土地利用发生变化的部分。 该研究地区2000至xx三年的TM多光谱影像、SPOT2全色影像、SPOT5全色和多光谱影像数据,对监测区范围内2000至xx年、xx年至xx年的土地利用进行动态监测。 图9是将xx年SPOT2全色与2000年的TM多光谱影像融合得到的结果,图9中红色区域表示2000-xx年土地利用发生变化的区域。 图10中为xx年的SPOTS多光谱影像,蓝色区域是2000年至xx年的土地利用变化信息,红色区域是xx年至xx年的变化信息。 图92000年至xx年的变化信息图8图6和图7的合成图像专业文档,值得下载!3.1.3监测区变化信息的提取在图9和图10中我们可以清晰的看出2000- xx、xx-xx年的土地变化信息在图像上被增强显示出来,采用人机交互解译法和计算机识别技术相结合的方法把检测区的分类系统分为乔木林、灌木林、旱田、水田、草地、水库、河流、坚硬表面、城市绿地和非线形建设用地10个大类,然后建立影像信息包含形状、大小、阴影、色调、颜色、纹理、图案、位置和布局等的解译标志。 再从变化信息特征增强的图像中手工描绘出变化区域,并结合土地利用现状图和实地调查确定变化类型,最后在ARCGIS中进行数据统计就达到提取变化信息的目的。 当2000和xx年的变化信息提取出来以后我们要根据变化信息图上显示出来的图斑,进行外业的调绘与复核,把不容易区分的土地类型加以区分,来保障提取到的变化信息的准确性。 对土地利用状况进行动态监测和评价的目的,是确定土地利用与社会活动尤其经济活动的关系,找出土地利用的状况与社会经济发展所存在的矛盾,给出解决这种矛盾的方法和措施,以便合理调整人们的生活方式和用地习惯,建立各种良好的用地生态模式,提高土地利用的质量,指导合理用地、科学用地,为解决人、地矛盾,协调部门用地关系,监测城镇扩展,保护生态环境,实现国民经济可持续稳定的发展提供有力工具。 在ARCGIS workstation中应用统计命令sumarea面积计算对xx年和2000年分类处理的影像进行统计获得数据,再根据各类土地利用的变化情况制作土地利用图。 土地利用图是表达土地资源的利用现状、地域差异和分类的专题地图。 它是研究土地利用的重要工具和基础资料,同时也是土地利用调查研究的主要成图102000年至xx年的多时相变化信息管理专业文档,值得下载!果之一。 以下是四川绵阳2000-xx年土地利用分类图见图11。 ARCGIS软件具备强大的大批处理数据能力,能很好的完成四川省绵阳市xx年和2000年卫星影像变化图斑面积计算的处理。 数据详情如表1土地利用类型2000年xx年2000与xx相比面积(公顷)构成(%)面积(公顷)构成(%)面积(公顷)构成(%)合计36405836405854203.614.89乔木林52773.514.4955622.415.272848.90.78灌木林15220241.812713634.92-25066-6.88草地18622.85.11419061.1523283.23.96旱地96808.826.594931.326.07-1877.5-0.43水田338329.3336629.24-170-0.06水库72.50.0276.80.024.30河流7536.92.077535.82.06-1.10.01坚硬表面145.50.04147.80.042.30非线性建设用地1471.40.42409.46.629386.22城市绿地250.0150.81.425.81.39图112000年至xx年的土地利用图表12000年和xx年土地利用面积统计专业文档,值得下载!根据表1此我们就可以利用得到的土地利用图和详细的数据面积表对四川绵阳两年来的土地利用的情况,并制作出了两年来各类土地分类结果的比较图见图12.
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