基于MODIS數(shù)據(jù)的中國(guó)區(qū)域土地覆蓋分類(lèi)研究.pdf

1、土地覆蓋類(lèi)型識(shí)別是土地覆蓋/土地利用研究中的首要基礎(chǔ)性?xún)?nèi)容，而在區(qū)域及其全球尺度區(qū)域通過(guò)遙感手段獲取細(xì)致、準(zhǔn)確而實(shí)時(shí)的土地覆蓋數(shù)據(jù)已成為當(dāng)前全球變化研究中的熱點(diǎn)。中國(guó)作為全球變化研究的重要部分，在獲取大面積的土地覆蓋數(shù)據(jù)研究中則顯得相對(duì)滯后。本文在新一代MODIS(中分辨率成像光譜儀)遙感數(shù)據(jù)的支持下，采用國(guó)際上先進(jìn)的遙感理論技術(shù)和方法，對(duì)中國(guó)區(qū)域21世紀(jì)初的宏觀土地覆蓋分類(lèi)進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究和探討。 通過(guò)此次工作可以得到如下

2、結(jié)論： 1、對(duì)研究區(qū)域地學(xué)背景知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)等先驗(yàn)知識(shí)的獲取和了解有助于有效的分類(lèi)特征選擇，而基于MODIS數(shù)據(jù)從中選擇和提取的多種分類(lèi)特征能明顯提高區(qū)域尺度土地覆蓋分類(lèi)的精度，這些分類(lèi)特征包括了反射率、植被指數(shù)、濕度/水體指數(shù)、紋理特征及陸面溫度等特征，但分類(lèi)特征的加入并不一定能提高某些類(lèi)別的分類(lèi)精度。 2、良好分類(lèi)器和先進(jìn)技術(shù)的運(yùn)用對(duì)提高影象分類(lèi)精度具有重要意義。在本文分類(lèi)試驗(yàn)中，以概率統(tǒng)計(jì)理論為基礎(chǔ)的Parzen窗

3、分類(lèi)器表現(xiàn)最優(yōu)，徑向基RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也表現(xiàn)出良好效果，CART決策樹(shù)、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、C4.5決策樹(shù)表現(xiàn)則好于傳統(tǒng)的最大似然法MLC，而以良好性能著稱(chēng)的FuzzyARTMAP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)差于最大似然法MLC。同時(shí)在分類(lèi)樹(shù)中引入近年發(fā)展起來(lái)的一種機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域內(nèi)的增強(qiáng)技術(shù)-boosting技術(shù)，能明顯提高那些較難識(shí)別類(lèi)別的分類(lèi)準(zhǔn)確率。 3、總體上，非參數(shù)方法中Parzen窗能真實(shí)地逼近類(lèi)概率密度而顯出其對(duì)復(fù)雜形式分布數(shù)據(jù)的良好分類(lèi)能力

4、，有望在遙感圖像分類(lèi)中進(jìn)行推廣；CART決策樹(shù)則具有較好的彈性和魯棒性，但缺點(diǎn)是可能需大量樣本來(lái)探究各類(lèi)別屬性間復(fù)雜關(guān)系；RBF、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)器雖能達(dá)到較高精度，但缺點(diǎn)是一方面需較高質(zhì)量的樣本，另一方面由于其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)難以較優(yōu)確定其穩(wěn)健性較差，而FuzzyARTMAP則未能表現(xiàn)出理想結(jié)果。 4、考慮到樣本獲取的代價(jià)性，如何根據(jù)訓(xùn)練樣本的大小來(lái)選擇有效分類(lèi)器是實(shí)際分類(lèi)中需要解決的問(wèn)題。在本文試驗(yàn)中樣本大小對(duì)最大似然法MLC的

5、分類(lèi)精度影響最小，不足5％；對(duì)Parzen窗、C4.5決策樹(shù)、FuzzyARTMAP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)影響居中，在5％-10％之間；而對(duì)CART決策樹(shù)、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分類(lèi)精度較大，均在10％以上。 5、從生態(tài)系統(tǒng)觀點(diǎn)出發(fā)，依據(jù)MODIS數(shù)據(jù)而重新構(gòu)建的22類(lèi)中國(guó)土地覆蓋分類(lèi)體系具有可信性和可行性，與國(guó)內(nèi)外其它分類(lèi)體系相比，不管在類(lèi)型上還是定義上都有了更深的發(fā)展，并且在中國(guó)區(qū)域的分類(lèi)試驗(yàn)中能較好地反映中國(guó)土地覆蓋的實(shí)際情況。