基于高分辨率遥感影像的湖滨带土地覆被变化检测方法研究

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湖滨带在整个生态系统中具有特殊地位,湖滨带生态系统在维持整个生态系统的稳定当中发挥着重要作用。但是目前,由于人为的开发和利用正使湖滨带生态遭到严重破坏,所以亟需对湖滨带的土地覆被变化情况进行检测,及时发现不合理的土地利用情况,有效维持湖滨带生态系统的稳定,从而保障陆地和水生生态系统的稳定,因此对湖滨带土地覆被变化情况进行检测具有一定的现实意义。传统的变化检测主要通过人工实地调查的方法,这不仅会浪费大量人力和物力,当湖滨带范围较大时,传统的人工实地调查的方法时效性也较差。随着卫星遥感技术和空间成像技术的飞速发展,借助遥感方法,使用高分辨率遥感影像进行地物识别和地物变化检测成为当前的主要方法,使用遥感方法进行变化检测可以有效提高工作效率,节约成本,这为湖滨带土地覆被变化检测提供了新的思路。本文以江苏省连云港市海陵湖湖滨带为研究区,使用高分二号卫星遥感影像,针对湖滨带的土地覆被变化情况完成以下几个方面的研究:(1)使用目前常用的基于像元的变化检测方法和面向对象的变化检测方法对湖滨带土地覆被变化情况进行研究,系统性的验证和分析目前常用的变化检测方法在湖滨带土地覆被变化检测中的可行性和检测精度问题,为湖滨带土地覆被变化检测相关项目与工作提供参考。首先使用基于像元差异和特征指数差异这两种基于像元的变化检测方法对实验区的变化区域进行了识别和提取,分析不同方法对变化区域的提取情况,并进行精度验证,对比分析不同方法的检测精度。然后使用基于面向对象原理的变化检测方法对实验区的变化区域进行识别提取,并进行精度验证,同时将其与基于像元的方法进行精度对比,并对结果进行分析。结果表明,基于面向对象原理的变化检测方法在湖滨带土地覆被变化检测中有更高的检测精度。该结论可以为相关工作提供借鉴和参考,具有一定的工程意义。(2)针对面向对象变化检测方法中影像对象特征之间的相关性过高导致特征冗余的问题,本文基于主成分分析的思想,对提取的影像特征进行优化,提出了一种基于面向对象思想的新的变化检测方法。首先对影像进行分割得到影像对象,然后对影像对象的特征进行提取和融合,使用主成分分析的方法对融合后的特征进行处理,保留对变化检测贡献率较高的特征,再使用变化向量分析的方法对两个时相的特征影像进行处理,得到差异图,最后通过设置阈值区分变化与未变化区域。将此方法在湖滨带实验区进行了应用,并对结果进行精度验证。将该方法的精度与基于像元的变化检测方法和传统的面向对象的变化检测方法的精度进行对比,分析其优劣。结果表明本文提出的方法能够有效提高湖滨带土地覆被的变化检测精度。该方法和结论也为变化检测提供了一种新的思路,具有一定的理论意义。该论文有图48幅,表9个,参考文献84篇。
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