遥感影像土地利用与覆被变化监测方法研究与实现

遥感影像土地利用与覆被变化监测方法研究与实现第1页/共20页论文主要内容研究的意义取技术流程变化信息提取精度评价变化信息提结论第2页/共20页研究意义

1）传统的人工调查方法土地利用监测手段存在诸多局限（效率低、不能直接、快速、全面、准确地获取土地利用/覆被变化信息）。2）利用先进的遥感技术，可以对土地利用现状进行大范围的核查和更新。

3）建立和完善土地利用动态监测体系，及时、准确地掌握土地资源的数量、质量、分布及其变化趋势，对于提高土地利用率，增加土地的集约化程度，实施土地利用可持续发展有着重要的作用。第3页/共20页技术流程变化信息类型确定变化信息提取精度评价为保证变化信息发现的准确性，采用了四种不同的发现方法进行互补数据的融合几何校正（配准）变化信息的发现变化信息的提取原始数据以提取变化信息为目的以背景图制作为目的第4页/共20页原始数据本次实验采取的是胶州市2002年多光谱融合（分辨率为0.61m）的QuickBird影像；2005年全色分辨率为0.61m和多光谱分辨率为2.44m的QuickBird影像。2002年多光谱融合影像2005年全色影像2005年多光谱影像第5页/共20页几何校正（配准）

最邻近像元法双线性插值法三次卷积插值法像素坐标变换（多项式变换）像素亮度重采样精度评定基本环节第6页/共20页数据的融合线性复合与乘积运算

主成分变换效果检查后处理融合方法融合目的数据准备比值运算

融合效果对比第7页/共20页变化信息的发现人工发现方式自动发现人工与自动相结合在土地利用动态遥感监测中，大多采用人工与自动相结合的方法。对于变化信息的发现本文采取的方法是人工与自动相结合的方法。

第8页/共20页变化信息发现的方法总结变化信息的发现方法基于像元的分析分类后比较法光谱特征变异法数据融合法影像组合法波段间组合PCA变换后的组合主成分变换法差异组成分法多波段组成分变换法主成分差异法全色波段替换法差值法波段间差值植被指数相减法缨帽变换主成法第9页/共20页实验结果对比数据融合法波段间组合法主成分差异法波段间差值法第10页/共20页变化信息的提取人机交互解译法—通过人机交互解译，从发现变化信息的图像中手工勾绘出变化区域。图像分类法—变化信息的灰度值显示了变化信息的大致范围及变化的差异大小，在此基础上对该范围内的影像再进行局部分类，分类的结果进行进一步的比较分析，其结果即是变化信息。阈值法—影像中如果有的光谱信息发生了变化，那么相应的影像灰度值就会大于周围地物的值，可依据参照影像设定阈值将这些变化的部分突出显示出来。阈值法变化信息提取第11页/共20页变化信息类型的确定变化类型的确定方法可分为目视解译法和自动分类法。目视解译法是解译者依靠一定的经验和专业知识，充分利用影像的解译标志和其它辅助信息，判断出地表覆盖变化前后类型的一种方法。自动分类法是利用自动分类来确定变化类型的方法。当变化信息灰度值的情况指出了发生变化的大致范围以及变化的差异大小后，在此基础上还可以对变化范围内的影像进行局部分类。将影像作监督分类，由分类结果做进一步的比较分析，即可得到变化前后的地类。第12页/共20页第13页/共20页变化信息提取精度评价由于原始数据中没有土地利用现状图，而实验区影像范围不大，地物类别相对较少，人工判读相对容易，因此，本文采用了人工目视解译方式辅助变化信息提取精度评价。对监督分类后变化类型确定的影像进行精度评价，系统自动选取100个控制点，将这些点与02、05年原始影像同时比较，人工做出判定变化信息提取结果是否正确，最终生成精度评价报告。第14页/共20页精度评价报告第15页/共20页其中，总的变化信息提取精度为75%，一般用地变更为树木的Kappa系数为0.2513，变化信息提取精度一般，而一般用地变更为植被和建筑用地的变化信息提取精度非常好，其Kappa系数分别达到0.8208和0.4737。由此结果可以看出，在一定条件下，虽然人工目视分类判定存在一定误差，但仍满足精度评定要求。下表给出了Kappa系数与分类质量关系。K（Kappa系数）＜0.000.00~0.200.20~0.400.40~0.600.60~0.800.80~1.00分类质量很差差一般好很好极好第16页/共20页1）在变化信息发现所用到的几种方法中，光谱特征变异法具有简捷、明显的特点，但是这种方法容易漏掉较小的变化图斑，而且此方法受季节影响比较大；2）主成分差异法操作方便并且能够满足变化信息的精度要求，是变化信息发现的首选方法；3）变化信息的提取采用了阈值法，该方法可自动提取变化信息，自动化程度较高，但阈值的设定需要一定的人为经验。综合考虑，阈值法对本文变化信息的提取更为适合；4）利用监督分类方法对变化信息类型进行确定。通过实验操作并结合相关的精度评价结果，证实了所用方法的可行性。本文主要结论第17页/共20页1）对原始遥感影像进行几何校正、配准与融合等预处理；2）在深入分析了土地利用变化信息提取关键问题后，提出合适的更新技术流程；3）对目前主要的土地利用与覆被变化信息提取方法进行了系统的总结，并实现