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土地利用遥感监测的关键技术及其应用研究——以江西鄱阳湖地区为例

沈润平

  土地资源是人类赖以生存和发展的基础,是国土资源的重要组成部分。20世纪以来,人口增加,经济发展,人地矛盾日益突出,人们对土地的不合理利用导致土地退化加剧,全球环境日益恶化,社会经济的可持续发展受到严重影响。因此,土地资源的利用及其变化动态受到普遍的关注。及时掌握土地利用状况是进行土地资源合理管理的基础,也是制定农业乃至整个国民经济发展计划的重要依据。遥感技术以其宏观性、实时性、周期性及综合性等特点,为土地利用快速、客观、准确的监测提供了可能。随着航天遥感信息技术的快速发展和全球对地观测体系的建立,多种遥感数据的提供能力越来越强。由于遥感遥信息的综合性,遥感成像机理的复杂性,信息处理技术却落后于信息获取技术的发展,自动化,高精度智能化土地利用信息解译仍未实现,自动解译的精度往往低于目视解译的精度,因此,结合实际,对监测中的一些关键技术开展研究,不仅有利于遥感监测研究的深入,解决监测中的面临的一些关键问题,提高监测粘度;而且对促进遥感监测技术的应用,提高土地资源科学管理水平,具有重要意义。鄱阳湖是我国第一大淡水湖,世界著名的湿地,1988年5月被国务院批准为国家级自然保护区,1992年7月被联合国教科文组织列入世界《湿地公约》“重要湿地名册”。素有“鹤之王国”、“珍禽乐园”之称,在区域生态中有着重要作用。鄱阳湖地区具有优越的自然资源和社会经济条件,是我国重要的商品粮、油、棉、鱼生产基地。可是,湖区土地资源却十分紧张,经济较为落后,由于土地的不合理利用,导致水土流失,江河淤塞,地力下降,沙地面积增加,生态环境不断恶化,给该地区的社会经济的持续发展带来严重影响,迫切需要快速、客观、准确地了解十地利川状况,掌握其变化动态。为此,开展本项研究,以朋获得适合本地区的十地利川遥感监测技术方法。为区域资源的科学管理提供技术支持。研究的具体内容如-卜:1.遥感监测数据库管理系统的建立研究.对十地利川遥感监测数据的分类与编码、数据库建库方法与技术进行分析研究,完成郴川湖典刑地区的数字化建库_1:作:@针对遥感监测数据涉及内帘广,类刑多,数据植人的特点,研究并建立遥感监测数据坏管理系统。2.遥感影像特征分析.分别对研究卜 TM影像和 ETM”影像的信息量、标准差及波段的相关性等进行了分析,揭示了各波段的统计灯征及相互关系。.对主要地物光谱特征进行了研究,表明同一土地利川类则内,光谱可能存在较大差异,且许多“同物异谱”及“同谱异物”现象与地理环境密切相关,为训练样本的分组及分区遥感提供了理论依据。.对处理后的影像进行了主成分变换,对各主成分与原波段进行了相关分析,结果表明,前三个主成分的累积贡献率均在98%以上,前四个主成分的累积贡献率在99%以上;第一主成分主耍是综合了波段4、5、6、7 的影像信息,较灯地反映了十壤及植被的反射特性,而第二工成分工要综合了可见波段的信息,能反映水体及湿地的反射光谱灯征。另外,还对研究区遥感影像进行了缨帽变换,比值变换及多种植被抬数的变换研究。3.最住特扯影像组合选择的研究最佳特征影像纠合选择是决定遥感影像信息提耿与影像分类效果的关键环竹之一。在分析多种定齿方法的基础上,对不同方法的相关性及其存在的差异进行了深入的探讨,提出了综合选择指数法。贝体内容:.最仕指数冈j法(OIF)、雪氏嫡值法及类间距离法存在一定的相关性,但并不完全相关。由丁不同方法基于的原则及利川影像的信息不同,在影像组合选择时,结贝并不完全一致,存在明显的差异。X!I!.综合指数法是通过主成分分析生成三个相互独立的主成分,然后以冈于贡献率作为权重构建综合选择指数模型。这样的综合指数模刑较灯地实现了信息量人,类间光谱差异人原则的结合,既充分利川整个影像信息,又考虑到影像提取的地物类地。经试验初步认为,综合指数模型娃最佳特征影像组合选择的有效模型。.综合选择指数模型是由最佳指数因于法(OIF)、雪氏嫡值及一个类间可分性指标构成。由丁基T类间可分性的方法较多,在确定其方法时,应选抒与分类器相适应的方法。4.十地利用遥感分区的研究在分析造成不同区域“同物异谱” 或“同谱异物” 的冈素后,认为在研究范围内,地形地貌娃其产生的最主要冈于之一。从而基丁* 主间分析,以高程和坡度为主.结合影像日视解译,对十地利川进行了遥感分区研究。5.开展了从遥感资料与非遥感资料,提取遥感影像解译知识与规则的研究。翻①!……   
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