大自然的运动、人类的活动以及经济全球化的不断发展,引起了灾害频发、土地过度开垦、气候变化等全球性问题,使人们意识到快速地、大规模地对地表覆盖进行变化检测,分析其变化原因、特点及影响结果,对于我国有效进行地理国情监测,实现可持续发展具有十分重要的意义。遥感技术作为一种可以大面积快速反映地表真实情况的非直接接触探测技术,具有获取遥感影像的便利性和重复性,利用多尺度、多时相、多源遥感数据可进行地理国情动态变化可靠性检测。针对上述问题,本文依托“重要地理国情信息监测”和“示范区海岛礁地理信息提取及变化检测”项目,综合运用矢量数据与遥感影像的优势,提出了基于典型相关分析的矢栅结合迭代加权多元变化检测方法,设计实现了用于地理国情监测的地表覆盖变化检测系统,为地理国情监测提供有力的技术手段。本文主要研究方法及相应的研究结果如下:(1)研究了多时相高分辨率遥感影像变化检测。采用基于典型相关分析的迭代加权多元变化检测方法对不同时相遥感影像进行变换运算,提取变化区域。结果表明,该方法一方面由于同类型地物内部灰度起伏较大,导致检测结果极其破碎,“椒盐”现象十分严重,变化检测精度较低;另一方面因为没有形状参数参与,导致光谱差异较大时,存在较多的伪变化,初步检测的变化范围不够精确。同时,该方法在数据量较大情况下,计算速度慢、效率低,无法满足实时需求。(2)研究了基期矢量数据辅助的高分辨率遥感影像变化检测。针对多时相高分辨率遥感影像变化检测中存在的“椒盐噪声”,检测结果不精确以及计算速度慢、效率低等缺陷,综合运用矢量数据与影像的优势,将基期矢量数据中的辅助信息作为先验知识,利用基期矢量数据图斑边界对影像进行叠置分割,获取同质像斑,提取像斑光谱、纹理和形状特征,通过确定合理的波段及其特征,构建特征空间向量,避免了数据冗余,提高了计算速度和检测效率。结果表明,基期矢量数据辅助的高分辨率遥感影像变化检测能够有效去除多时相高分辨率遥感影像变化检测结果中由类内光谱差异引起的细碎图斑,为“椒盐噪声”问题的解决提供了一个更为有效的途径。通过面向对象方式,基于典型相关分析的矢栅结合迭代加权多元变化检测方法不仅能够有效去除“椒盐噪声”,而且能够更加合理地集中并识别变化信息,明显减低误检和漏检,使检测精度得到显著提高。通过多区域实验,证明了这种方法具有较好的鲁棒性。(3)设计实现了用于地理国情监测的地表覆盖变化检测系统。着眼于高分辨率影像与矢量辅助数据结合的变化检测流程,采用CS架构,通过C#和C++混编完成了变化检测系统。该系统主要包含任务管理、地图操作、判读解译、变化检测以及样本库五大模块,能够利用遥感影像和基础地理数据进行自动甄别,完成变化检测任务,减少了人工判读工作量,提高了自动化水平,实现了快速提取地表覆盖变化信息;同时具备变化检测后检查编辑处理功能,保证了变化检测的精度。