1990-2016年神农架国家公园土地覆盖变化检测与分析

为了开展神农架国家公园土地覆盖动态演变过程研究,揭示土地覆盖时空变化规律为神农架国家公园的环境保护、生态文明建设提供理论基础。利用1990-2016年的遥感影像数据,采用监督分类的最大似然分类器对影像进行分类,从土地覆盖类型变化和土地覆盖时空变化两方面分析神农架国家公园土地覆盖变化检测。结果表明:(1)神农架国家公园近30年来土地覆盖类型以植被为主,植被面积一直处于增长趋势,占土地覆盖总面积的比重逐年增加,由1990年的80.58%增长到2016年的94.20%;(2)近30年神农架国家公园植被面积不断增加,非植被面积不断减少且动态度依次增大,土地覆盖变化缓慢,但植被覆盖面积呈上升趋势,植被增加重心主要集中在中部,植被减少重心比较分散。     

吉林省长白山地区土地利用/土地覆盖遥感动态监测分析

利用TM影像数据,通过遥感解译的方法得到长白山地区不同年份(2000、2004、2007年)的土地利用/土地覆盖数据,经过统计分析,得出长白山地区各种土地类型在监测时段内动态变化及相互转化的信息,并对长白山地区的生态保护与经济发展提出了建议。     

综合应用多源遥感数据的面向对象土地覆盖分类方法

【目的】针对国家森林资源宏观监测业务对区域森林资源空间分布信息的迫切需求,发展一种基于国家森林资源连续清查固定样地数据,可充分发挥GF-1宽幅多光谱数据、MODIS遥感数据相应空间和时间分辨率优势的面向对象土地覆盖分类方法,以提高林地和森林资源的监测精度和自动化程度。【方法】以黑龙江省小兴安岭某林区为研究区,主要数据源包括GF-1宽幅多光谱数据、MODIS NDVI(250 m,8天合成)时间序列遥感数据、国家森林资源连续清查固定样地数据以及少量外业实地调查数据等。首先,基于GF-1宽幅多光谱数据进行多尺度影像分割,将研究区划分为许多区域性的分割对象;然后,以分割对象为分析单元,分别提取GF-1宽幅多光谱遥感影像的光谱特征、纹理特征、形状特征等以及MODIS NDVI时间序列遥感数据的时序特征,并采用随机森林算法进行特征选择;最后,利用训练样本建立基于分类回归树分类器完成面向对象的土地覆盖分类方法研究,分别比较单一GF-1 16 m宽幅多光谱数据、单一MODIS NDVI时间序列遥感数据以及综合多源数据的分类结果,并基于混淆矩阵对分类结果进行分析。【结果】精度检验和分析结果表明,面向对象的综合多源遥感数据分类方法总体分类精度达89.46%,Kappa系数为0.874,明显优于仅基于GF-1宽幅多光谱数据、MODIS NDVI时间序列遥感数据的分类方法。【结论】综合应用多源遥感数据的面向对象土地覆盖分类方法适用于综合GF-1与GF-4数据的土地覆盖类型分别制图,可有效提高主要土地覆盖类型的分类精度。针对国家森林资源连续清查的业务需求和特点,本文所发展的方法在分类对象生成、特征提取、特征选择、分类器训练和精度检验等关键环节均进行了优化设计,有利于提高森林资源连续清查业务中主要林地类型遥感分类制图的自动化、标准化程度。     

遥感影像分类研究

指出了随着遥感技术的发展，遥感影像技术分类成为获取信息的来源。介绍了遥感影像的分类原理方法，利用Envi遥感数据处理软件，基于T M遥感影对土地覆盖进行了监督分类与制图。     

面向对象的GEO遥感影像分类与信息提取

对GEO卫星遥感数据的特性进行了评价,并在envi zoom软件中采用边缘分割算法进行影像分割,获取影像对象,综合运用对象的光谱、空间特征和纹理特征,提取了张家界森林公园研究区域内土地覆盖与土地利用信息,对基于像素的最大似然法与这种基于对象的分类方法进行了对比分析,结果表明:基于对象分类方法,能很好地利用高分辨率卫星图...     

基于RS闽江流域土地利用结构变化及其驱动力分析

以RS为主要技术手段,以Landsat TM遥感图像为主要信息源,采用分类后比较法对闽江流域1986～2003年土地利用进行动态监测,研究结果表明:闽江流域最主要的土地利用/覆盖类型是林地和耕地;1986～2003闽江流域土地利用变化速度较快,为4.79%;17年来,林地面积有一定的增加,耕地大幅减少.对闽江流域土地利用结构变化进行驱动力分析,其结果可为闽江流域土地可持续利用提供有效的决策支持.     

多极化星载SAR森林覆盖变化检测方法

【目的】利用多极化星载SAR数据,分析后向散射强度比值影像的概率密度分布特征,融合后向散射强度信息和影像空间上下文信息,提出一种具有较高检测正确率及较低虚警率和漏警率的森林覆盖变化检测方法,为多极化SAR卫星数据的业务化应用提供技术支撑。【方法】将"2期分别分类森林覆盖变化检测法"(CBFC)与"贝叶斯最大期望-马尔科夫随机场(EM-MRF)变化检测法"相结合,首先采用阈值分割法分别对2期多极化SAR影像进行森林-非森林分类得到初始森林覆盖变化图,然后以初始森林覆盖变化图作为训练数据对多极化比值影像进行Fisher特征变换和EM-MRF分类处理,2个时相的HH、HV极化比值影像经Fisher特征变换转化为一个综合差异影像,输入EM-MRF进行迭代分类得到森林覆盖变化检测结果。以黑龙江省逊克县为试验区,以2期ALOSPALSAR双极化数据为SAR遥感数据,以对2期Landsat-5影像、高空间分辨率遥感影像进行目视解译得到的森林覆盖变化图为参考,对本研究提出方法的有效性与CBFC方法及直接用CBFC提取的森林覆盖变化检测图掩膜EM-MRF地表覆盖变化检测图方法(CBFC-EM-MRF)进行比较评价。【结果】通过Fisher特征变换得到的差异影像可有效增强森林覆盖变化、未变化类别的对比度;CBFC通过阈值分割法进行森林-非森林分类,提取的森林覆盖变化图中出现很多面积很小的虚警检测,漏警率也很高,而本研究提出方法通过MRF加入影像空间上下文信息,提高了检测结果的空间连贯性,森林覆盖变化检测虚警率为1.58%,漏警率为11.87%,正确率为98.36%,检测效果和精度明显优于CBFC和CBFC-EM-MRF。【结论】多极化星载SAR森林覆盖变化检测方法具有收敛性好、检测结果可信度高、需要用户交互较少等特点,对我国高分三号及未来其他多极化SAR卫星的森林资源监测业务应用具有重要参考价值。     

基于遥感的城市绿地信息监测分析——以扬州市为例

以正在高速发展的扬州市城区为例,利用不同时相的CBERS-02的CCD数据和中国资源卫星二号星的全色数据,选用合适的方法对城市主要地物信息进行自动(半自动)提取,对扬州市城区绿地系统的变化进行动态监测及分析.结果显示: 2006年扬州市建成区绿地率为37.0%,绿地分类精度达99.3%.     

基于Sentinel-2A数据的森林覆盖变化研究

【目的】利用Sentinel-2A卫星重访周期短和波段信息丰富的特点,精确高效地获取森林覆盖变化信息,提高森林覆盖变化监测的时效性和精度。【方法】采用Sentienl-2A遥感影像作为数据源,以沅江市为研究对象,结合实地调查数据,选取地物训练样本,利用各地物的光谱指数特征和纹理特征来构建决策树模型进行地物分类,光谱指数包括NDVI、NDWI、NDBI和光谱反射曲线,纹理特征包括均值、方差、信息熵和对比度。对沅江市2016年8月1日和2017年5月18日的两期Sentinel-2A遥感影像数据进行地物分类,计算各地物面积并将两期分类结果中的森林覆盖区域提取出来,分析森林覆盖变化情况。【结果】1)利用光谱指数特征结合纹理特征构建决策树模型对沅江市进行地物分类,其地物总体分类精度为83.62%,Kappa系数为0.825 7,森林制图精度为84.28%,森林用户精度为82.43%,比最大似然法的总体分类精度提升了11.27%,Kappa系数提高了0.133,森林制图精度提高了10.59%,森林用户精度提高了9.58%。2)在2016年8月1日至2017年5月18日期间沅江市森林面积减少了771 hm~2,有854 hm~2森林变为耕地,589 hm~2森林变为芦苇地,412 hm~2森林变为建设用地,105 hm~2森林变为水体。另外,有636 hm~2耕地、257 hm~2芦苇地、243 hm~2建设用地和53 hm~2水体变为森林。【结论】基于Sentienl-2A遥感影像数据,利用光谱指数特征和纹理特征构建决策树模型进行分类,能够有效提升地物分类精度;同时能够提高森林覆盖变化监测的时效性和精度,较为准确地分析森林覆盖变化情况,可为洞庭湖流域地物分类和森林覆盖变化监测提供决策支持。     

基于ENVI和GIS技术的龙川江流域植被覆盖度动态监测

在ENVI和GIS技术支持下,利用1989年、1999年、2007年的TM和2013年的ETM’遥感影像数据,运用归一化植被指数（NDVI）方法对龙川江流域植被覆盖度进行估算,并划分为5个不同盖度等级。根据盖度等级的空间分布特征,比较分析了龙川江流域植被覆盖度的变化情况。结果表明：龙川江流域植被覆盖度在1989～2007年呈逐渐增加趋势,2007～2013年又出现退化趋势。对龙川江流域植被覆盖变化的原因进行了分析。     

基于TM影像的土地利用动态变化分析研究——以烟台市六区为例

以烟台市1989、1996和2002年3期TM遥感影像为基础,对经过MNF变换后的影像采用面向对象分类方法提取了烟台市土地利用类型信息,研究了烟台市土地利用的总量变化特征和土地利用类型动态变化特征。研究结果表明：烟台市城乡建设用地由1989年的12．4％增加为2002年的20．35％,增加了近8％,主要由农田和有林地转化而来,表明城市扩张占用耕地现象严重。通过对土地利用结构的单一和综合土地利用动态度分析,表述了烟台市土地利用动态呈现1996～2002年度的变化小于1989～1996年度变化特点,说明了当前采取一些措施的有效性。     

利用迁移学习进行长时序遥感影像分类的影响因素和策略

长时间序列遥感影像分类是研究区域自然资源和土地利用时空变迁的重要基础.传统的区域长时序遥感影像分类,需要逐景影像选取样本进行分类,存在样本复用性低、人工工作繁复等问题;而迁移学习作为一种将已有知识应用到不同任务中的机器学习方法,可以实现遥感影像特征信息的重复利用.但长时序遥感影像由于时间跨度和物候等差异,地物光谱存在不...     

基于RS与GIS的哈尔滨市土地利用格局演变及其预测研究

以哈尔滨市1989年、2007年2期Landsat TM遥感影像为主要数据源,在RS和GIS的支持下,分析土地利用格局的动态演变,并应用马尔可夫模型完成对研究区未来土地利用的定量预测。研究结果表明:林地、水域和草地发生了扩张,耕地、居民工矿用地和未利用地减少;耕地和林地具有较高的保留率,草地和未利用地具有较高的转换率;2007年以后土地利用变化的趋势是林地逐年增加,其它土地利用类型逐年减少,该变化持续到2079年后,区域土地利用达到相对稳定状态时,耕地占57.79%,林地占25.24%,草地占2.80%,水域占3.98%,居民工矿用地占9.28%,未利用土地占0.91%。     

基于TM遥感影像的森林类型分类方法比较

以吉林省汪清林业局为例,基于Landsat5-TM影像,充分利用遥感影像光谱信息,分别采用动态聚类法和组合监督分类法对该林区的森林类型进行分类,并对分类结果的精度进行比较分析.研究结果表明,利用组合监督分类的精度比动态聚类法分类的精度要高,总体分类精度高11％,其中针叶林、阔叶林、混交林和其他用地的分类精度分别高8％、11％、17％和10％.     

面向对象的退耕还林造林效果遥感特征提取技术研究

以河北省张家口市2002年的退耕还林地为研究对象,以高空间分辨率(以下简称高分辨率)遥感(Quick-bird-快鸟,分辨率0.6m)为信息载体。运用严格的传感器物理模型对快鸟预正射影像进行正射处理,采用Median滤波、Gaussian滤波和均值滤波三种滤波技术对图像进行增强处理。采用面向对象的图像信息提取技术,提取退耕还林地树冠特征值,进而计算退耕还林造林保存率。研究结果表明:由遥感数据自动提取的树冠尺寸(直径)在1.2m以上,平均保存率为85.11%,精度达到了89.837%。     

国家级森林资源遥感监测业务运行系统的设计

国家级森林资源遥感监测业务运行系统是在林区遥感影像高精度几何校正技术、林区地类信息的提取技术、森林类型、郁闭度和蓄积量信息的提取技术等关键技术进行攻关的基础上将森林资源遥感监测各环节工作进行集成的。通过此系统提供的遥感数据处理、森林分类判读、森林类型变化信息提取、遥感监测成果统计、地理信息分析与信息数据库管理等功能,充分发挥了遥感优势,达到了丰富监测信息,提高监测效率和工作效率的目的。     

浙江省县级林地变更调查试点技术方法探讨

为探索浙江省县级林地数据库年度变更调查技术方法,以龙泉市为例,运用RS、GIS、数据库等技术,对地类、管理属性变化图斑进行了变更,形成了林地现状数据库,获取了地类、森林类别等动态变化结果,分析了细班图斑上图、遥感影像局限性、操作细则完善、林业信息系统整合等方面的问题,并提出改进的建议。     

基于时序Landsat数据的浙江省竹林信息提取及时空演变

【目的】提取浙江省不同时期竹林分布信息,分析其时空演变规律,揭示竹林面积变化与土地利用格局之间的关系,为国家及至全球尺度长时间序列的竹林时空动态研究提供参考。【方法】以浙江省为研究区,基于2000、2004和2008年Landsat5 TM及2014年Landast8 OLI时间序列影像数据,首先,对不同时期的Landsat数据进行大气校正和几何校正,采用最大似然法提取土地利用和竹林时空分布信息;然后,利用变化幅度和动态度2个指标分析4个时期、3个时间段的竹林时空演变规律;最后,建立全省土地利用时空转移矩阵,揭示竹林时空动态与土地利用格局之间的关系。【结果】1)基于时序Landsat数据提取的浙江省竹林信息精度较高,分类精度达75%以上,使用者精度达91%以上,且分类统计面积与实际清查面积高度吻合,面积提取精度达96%以上; 2) 2000—2014年浙江省竹林面积变化幅度和年均变化率分别为16.55%和1.18%,在时空上呈逐渐增加趋势; 3)浙江省竹林面积由2000年占全省面积的7.33%增长到2014年的8.56%,其中针叶林、阔叶林和农田3种土地利用类型变化对竹林面积增加的贡献最大,贡献率分别为28.62%、37.23%和16.15%。【结论】基于Landsat时间序列数据能够高精度监测浙江省竹林资源动态变化,针叶林、阔叶林和农田等土地利用类型减少对竹林面积时空演变具有显著影响。     

城市发展推动下的济南市景观格局变动研究 ——基于2007—2017年景观格局指数的分析

采用2007年的Landsate5TM、2013年和2017年的Landsate8OIL遥感影像,选取分维度、蔓延度、香农多样性指数、香农均匀度指数等指标,从类型水平和景观水平两个方面,对济南市主城区10年间的景观格局进行分析,结果表明:城市整体的斑块丰富度增加,生态系统趋于多样化;未利用地面积逐渐减少,林地与耕地面积显著增加;耕地质心逐渐“北跨”,这与10年间济南市整体的政策定位与城市发展脉络相契合。提出大力推动农村社区规划,严格控制占用林地、狠抓植被恢复,做好城市建设用地规划、预留发展空间等土地利用的建议。     

天水市近30年林地动态变化遥感监测研究

[目的]以甘肃省天水市为例,基于遥感影像变化监测技术,探讨黄土高原丘陵沟壑与小陇山-西秦岭山地交接过渡区域近30年来森林(林地)资源空间分布规律、时间变化趋势及变化影响因素。[方法]以1988—2015年5期夏季Landsat TM/OLI遥感影像为主要数据源,结合辅助数据和外业实地样本点,以光谱特征和指数特征为特征变量,分别利用随机森林(RF)和参数优化支持向量机(POSVM)分类器对土地覆盖类型进行分类,然后基于分类后比较法进行森林资源动态变化监测。[结果]分类结果表明,两种分类器的分类效果均较好,且随机森林分类器在分类精度、效率和稳定性方面明显优于参数优化支持向量机分类器。变化监测结果表明,近30年来森林资源总体变化趋势为林地面积先减少后增加。1990—1996年,林地面积减少0.74%;1996—2002年,林地面积减少2.74%;2002—2008年,林地面积增加1.06%;2008—2015年,林地面积增加8.89%。[结论]本研究采用的基于非参数分类器分类后比较法的变化监测技术是复杂地形地貌过渡区森林资源动态变化监测的一种有效途径,在分类结果分析统计的基础上,得出研究区森林资源变化的总体趋势:以2002年(2002年影像)为界,林地总体趋势为先减少后增加,2002年后林地面积增加显著。