基于遥感影像的国家级湿地保护区土地覆被类型信息提取.pdf
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1、第 卷第 期 年 月吉林建筑大学学报 收稿日期:基金项目:国家自然基金项目();第五批吉林省青年科技人才托举工程()作者简介:杨鑫(),男,黑龙江省鹤岗市人,硕士研究生通讯作者:于皓,女,吉林省长春市人,讲师,博士 :基于遥感影像的国家级湿地保护区土地覆被类型信息提取杨鑫,于皓,刘长河吉林建筑大学 测绘与勘查工程学院,长春 吉林省辉南国有林保护中心,吉林通化 摘要:本文以哈尼、龙湾国家级湿地自然保护区为研究区、多光谱卫星影像为基础数据源,采用面向对象分类方法、最大似然方法实现哈尼、龙湾国家级自然保护区土地覆被信息提取,在 中创建随机样点并结合实地调查样本,验证两种分类结果的精度 结果表明,面向
2、对象法比最大似然法分类结果更好,总体分类精度达到了 ,远大于最大似然法的 ,这是因为面向对象法消除了传统基于像素中同物异谱、同谱异物的影响,较传统的分类结果减少了许多错分现象,分类精度更高关键词:;面向对象;土地覆被中图分类号:文献标志码:文章编号:()牞 牞 牞 牞 牞 牞 牞 牞 牶 牞 牞 牞 牞 牶 牷 牷 牷 引言湿地是珍贵的自然资源,具有强大的水文调节和循环功能,对地球生态系统的完整性和可持续的人类经济发展具有重大意义 进入 世纪,随着人口增加、城市化进程快速推进及全球变暖的影响,湿地资源与湿地生态系统正遭受严重的破坏 因此,湿地资源的质量评估、增强湿地生态功能监测湿地总量变得极为
3、迫切 吉林建筑大学学报第 卷遥感技术是实现快速、大范围湿地生态价值评估的重要手段,在湿地遥感监测中发挥着不可替代的作用 近年来,随着高光谱、高时空分辨率卫星数据的出现以及分类方法的多样化,使得更精准的湿地信息提取成为可能 张猛等 人利用时序 数据提取了洞庭湖流域的大规模湿地信息,发现多相数据反映的特征更为明显 葛春青等 人利用从高分辨率图像分割后的对象建立了决策树的分类和识别知识库,提出了一种适用于多光谱且杂乱城市区域的分类方法 李婧贤等 人利用 图像作为数据源,通过监督分类和目视解译,从珠江三角洲沿岸湿地提取信息并进行分析,在此基础上预测了快速城市化对湿地变化的影响 遥感方法提取湿地信息的主
4、要包括人工目视解译和计算机自动分类,但人工目视解译需要水平较高的解译人员和较多的工作量,并不能算一种独立的分类方法 随着计算机自动分类技术在遥感图像分类中的逐步应用,监督分类、非监督分类和许多机器学习算法的普及,提高了湿地分类的速度和精度 宋明辉 使用高分二号影像设置分割层次和分类规则,提取了鸡西市城区土地覆被信息并完成面向对象分类,同时使用支持向量机()方法进行对比分类 结果表明,面向对象分类优于支持向量机 孙晓霞等 人以 全色影像为数据源,利用面向对象方法提取了河流和道路 结果表明,面向对象的分类方法能够满足高分辨率或纹理影像的分类需求,具有较大的应用潜力哈尼、龙湾国家级湿地保护区对湿地保
5、护与利用、改善区域环境条件、促进可持续经济发展和实现人与自然和谐共处具有重大意义 本研究以哈尼、龙湾国家级湿地自然保护区为研究对象,多光谱卫星影像为数据源,采用面向对象和最大似然比分类方法进行土地覆被信息提取,并对两种分类方法进行对比分析 本研究结果可为土地资源保护及生态环境决策提供数据支持 研究区概况与数据处理 研究区概况哈尼、龙湾国家级湿地自然保护区位于吉林省通化市柳河县东南和辉南县境内 地理坐标为:东经 ,北纬 哈尼保护区于 年经通化市政府批准在哈尼湿地的分布区域建立了哈尼市级自然保护区,并于 年通过国家湿地评审委员会专家组评审,晋升为国家级自然保护区 龙湾保护区于 年经国家林业部批准成
6、立自然保护区,年 月 日国务院办公厅下发关于新建龙湾国家级自然保护区的通知,吉林龙湾国家级自然保护区正式成立 保护区属鸭绿江流域,温带湿润、半湿润季风气候 南北与东西走向的龙岗山脉为两腰 该区为北温带大陆性季风气候,年平均气温分为,年平均降水量 ,保护区内以玄武熔岩山地地貌类型为主,平均海拔为 ,保护区内野外动植物种类众多,其中国家级重点保护野生动物 种,分别为东方白鹳、金雕、紫貂和原麝,国家级重点保护野生植物 种,东北红豆杉 研究区概略位置及 ,波段影像如图 所示?图 研究区概略位置及 ,波段影像 ,第 期杨鑫,于皓,刘长河:基于遥感影像的国家级湿地保护区土地覆被类型信息提取 数据源、数据预
7、处理及分类方案 数据源()遥感数据源 本文所采用的 数据均来源于欧洲航天局的数据共享(:)是欧洲航天局()于 年 月 日发射的环境监测卫星,重访周期为 ,其双星 于 年发射后将重访周期缩短到 卫星携带一枚多光谱成像仪(),高度为 ,图像由从可见光到短波红外()个波段组成,幅宽达 ,地面分辨率分别为 ,和 ,适用于土地覆被信息提取 所以本次研究选取了 年云量小于、质量较高的两景 数据,分别为 和 ,的波段参数见表 表 详细信息 波段序号波段名称中心波长 波宽 分辨率 波段序号波段名称中心波长 波宽 分辨率 ()野外调查数据 年 月共获取野外调查样点 个,包括林地、人工表面、湿地、水体、耕地其野外
8、调查样本点分布图如图 所示,圆形的红色实心小点即为野外调查样本点所在位置,湿地土地类型野外调查照片如图 所示图 野外调查样本点分布图 图 湿地土地利用类型野外调查照片 数据预处理 发布的数据为已经进行过几何校正和辐射校正的大气上层表观反射率产品,所以只需对该数据进行大气校正即可 采用 官方提供的 软件中 插件对下载的数据进行大气校正、重采样 大气校正是将下载的 级大气上层表观反射率数据转换为 级地表反射率产品,之后将空间分辨率为 的海岸、气溶胶波段和水蒸气波段,的红边波段和短波红外波段重采样为 ,将处理好的影像导入 中进行波段融合、影像拼接,然后根据研究区范围进行影像裁剪 分类方案参照 土地利
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