林地遥感分类与变化监测研究 ——以根河市为例

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近年来,我国遥感技术取得了高速发展,为我国环境保护及林业信息化发展提供了有力支撑,其中利用多时相的中高空间分辨率遥感数据开展大范围林地类型分类并进行林地资源动态变化监测成为研究的热点之一。本文以森林资源监测调查与森林环境保护为目的,基于最新国产卫星高分六号WFV(Wide Field of Field)数据,开展几何精度与分类精度的评价研究,并测试新增四个波段在林地类型分类研究中的应用潜力。利用国产高分(以下简称GF)卫星数据系列数据结合Landsat系列数据,开展林地信息提取与变化监测研究,并分析其变化原因,为森林资源空间配置,环境保护及国产最新GF卫星数据的应用提参考。本文主要内容和结论如下:(1)对GF-6卫星WFV(Wide Field of View)1A级数据进行几何精度与分类精度测试,采用有理多项式系数模型对影像进行几何精度测试,并采用6种不同的波段组合方式,应用随机森林分类方法进行了分类精度测试。结果表明:表明高分六号WFV数据几何畸变较小,无控RPC校正后图像配准的中误差在10米之内,新增的红边1、红边2、黄边波段对林地类型分类影响显著,整体分类精度从74%提高到80%以上,紫边波段对于森林类型分类也有所贡献。(2)以内蒙古呼伦贝尔根河市为研究区,在多源数据支持下,采用三种机器学习算法(最大似然法、支持向量机、随机森林),综合利用影像光谱特征、纹理特征与地形特征、结合森林资源规划设计调查成果,与GF-1PMS、GF-2高分辨率影像获取的分类样本及验证样本数据,根据精度验证结果选择研究区内林地类型信息提取有效方法。结果表明:最大似然、支持向量机、随机森林三种机器学习算法中,随机森林算法对该区域的分类精度最高。(3)对4期影像采用分类后比较法,共分为6个类别。分别为针叶林、阔叶林、灌木林、火烧迹地、水体、其它(主要为城市用地、耕地)。得到4期土地利用分类图。统计针叶林、阔叶林、灌木林、火烧迹地的面积,分析其变化趋势及变化原因。结果表明:根河市针叶林面积占比最高,2009~2018a有林地(针叶林、阔叶林、灌木林)面积呈现轻微下降趋势,其中针叶林、灌木林面积呈现下降趋势,阔叶林面积呈现上升趋势,分析其变化因素主要有火灾因素、气象因素等,为二者共同作用的结果。
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