面向?qū)ο蟮纳郴恋谿F-1遙感分類技術(shù)研究.pdf

1、當(dāng)前，我國防沙治沙形勢(shì)依然十分嚴(yán)峻，在干旱、半干旱及半濕潤地區(qū)，由于不合理的人類活動(dòng)與脆弱的生態(tài)環(huán)境相互作用造成土地生產(chǎn)力下降、土地資源喪失、地表呈現(xiàn)類似沙漠景觀的土地退化。我國是受土地沙化侵害最嚴(yán)重的國家之一，實(shí)時(shí)了解和掌握我國的沙化土地分布、范圍和動(dòng)態(tài)對(duì)于分析我國沙化土地的變化過程以及生態(tài)工程的成效等都有十分突出的作用。目前國家林業(yè)局全國沙化土地監(jiān)測(cè)多以地面調(diào)查結(jié)合遙感影像的目視解譯進(jìn)行，地面調(diào)查需要較多的人力、物力、財(cái)力，而目視解

2、譯的結(jié)果不僅與技術(shù)人員的水平相關(guān)而且這種目視解譯的方法并沒有充分利用遙感影像的信息，造成遙感影像極大的浪費(fèi)，這樣對(duì)于更加準(zhǔn)確地動(dòng)態(tài)分析我國沙化土地的發(fā)生發(fā)展過程造成一定的困難。沙化土地與其他土地覆被類型相比又呈現(xiàn)復(fù)雜的特征，它不僅與植被的覆蓋度相關(guān)同時(shí)還受到土壤類型的影響。因此，在多尺度上研究和發(fā)展針對(duì)沙化土地的遙感識(shí)別方法迫在眉睫。
　　本文以渾善達(dá)克沙地為研究區(qū)，以GF-1衛(wèi)星數(shù)據(jù)、GF-2衛(wèi)星數(shù)據(jù)和TM系列數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，以野

3、外調(diào)查的樣地信息為評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，首先比較了兩種遙感影像分割方法并提出了改進(jìn)的方法，然后在多尺度的遙感影像分割中研究了不同沙化土地類別最優(yōu)分割尺度的確定方法，然后針對(duì)多達(dá)60多種的遙感影像特征，本文提出了最優(yōu)影像特征選擇方法并形成了沙化土地類型遙感識(shí)別流程圖。在上述研究的基礎(chǔ)上，對(duì)遙感影像空間尺度上的尺度效應(yīng)和不同年份間渾善達(dá)克沙地沙化土地的變化情況進(jìn)行了分析，主要的研究結(jié)果如下:
　　(1)分形網(wǎng)絡(luò)進(jìn)化分割算法有較高的適用性，算法的實(shí)

4、現(xiàn)效率也較高，但是單一尺度下的分割效果不夠理想，需要多尺度分割。Full Lambda-Schedule算法是基于全局優(yōu)化的算法，分割的結(jié)果更好，但是運(yùn)算量巨大，效率較低，不適合大范圍遙感影像的處理，需要先將影像進(jìn)行過分割再用該算法進(jìn)行影像分割，這樣降低了運(yùn)算量，提高了運(yùn)算效率，具有一定的適應(yīng)性。為了確定在多尺度分割中每個(gè)地物類別的最優(yōu)分割尺度，本文將本來自動(dòng)選擇最優(yōu)分類特征的J-M距離運(yùn)用到最優(yōu)分割尺度選擇中再綜合運(yùn)用最終的分類精度來

5、確定每個(gè)地物類別的最優(yōu)分割尺度。
　　(2)基于GF-1數(shù)據(jù)特點(diǎn)共產(chǎn)生了60多種對(duì)象特征，并綜合運(yùn)用信息增益比、J48決策樹、隨機(jī)樹、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)等人工選擇影像特征?；谏鲜鲅芯拷Y(jié)果形成了沙化土地類型遙感識(shí)別流程圖并得到了渾善達(dá)克沙地的沙化土地分布圖。與傳統(tǒng)的基于像元的分類相比，該方法精度較高，達(dá)到了85.61％，椒鹽現(xiàn)象不太明顯;與其他面向?qū)ο蟮姆诸愌芯肯啾?，該方法整體的處理范圍更大，達(dá)到了200km×200km，具有較高的

6、可復(fù)制性，使更大范圍的基于GF-1衛(wèi)星的沙化土地類型遙感識(shí)別的研究成為可能。
　　(3)基于上述研究結(jié)果提出將評(píng)價(jià)類別間可分離性的J-M距離方法應(yīng)用到對(duì)遙感數(shù)據(jù)空間分辨率的研究得到了沙化土地的尺度效應(yīng)，結(jié)果說明遙感影像的空間分辨率越高并不一定分類的精度就越高，對(duì)于某個(gè)特定的沙化土地類別是存在一個(gè)最優(yōu)的空間分辨率，在此分辨率下，沙化土地的分類精度達(dá)到最高。此外，本文在2002年和2013年的沙化土地評(píng)價(jià)結(jié)果的基礎(chǔ)上完成了十年間的沙化

7、土地變化監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)分析。2002年和2013年渾善達(dá)克沙地總體的沙地面積分別為21740 km2和20542 km2，沙地總面積減少了約1192 km2，占原有沙地面積的5.48％。2002年和2013年的固定沙地分別為7116 km2和5613 km2，半固定沙地分別為10861 km2和10320 km2，流動(dòng)沙地分別為3763 km2和4609 km2。由此可以看出，渾善達(dá)克沙地的沙化土地類型主要以半固定沙地為主，固定沙地的面積次