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南京市江宁区从东西南三面环抱南京主城,距离市中心仅7公里,具有大城市边缘区的地缘优势,城市化进程较快,正面临着南京新市区、高新技术产业密集区和都市农业集中区的新功能定位。东山镇位于江宁区的中心位置,是江宁区重点发展的地区。东山新市区建设有力地配合了南京国际化大都市建设的进程,也推动了全区城市化水平的提高,运用遥感技术及时地掌握东山地区城市地表信息的现状和态势,对于该区城市的合理布局和规划建设有重要意义。
2007年9月19日,我国成功发射了CBERS-02B星,卫星上除了载有CCD相机,还配有高分辨率相机(HR),高分辨率相机获取的全色影像空间分辨率达到了2.36米。CBERS-02B星的成功发射,给我们用中高分辨率遥感数据监测城市地表信息提供了可靠、连续、廉价的数据源,也给我们应用CBERS-02B CCD和HR遥感数据提出了新的技术要求。
本文以南京市江宁区东山地区为研究区域,研究基于CBERS-02B CCD和HR影像的城市土地表信息提取方法。首先采用基于像元的决策树分类方法提取CCD影像中耕地、林地、草地、建设用地、水体和其它地物信息,并对提取结果进行了评价分析;探讨了HR影像中居民地、工矿厂房和交通用地的纹理特征提取方法的参数确定,在此基础上,采用多尺度分割的方法对HR影像进行分割,得到“同质均一”的对象;同时,运用面向对象的决策树分类提取HR影像中居民地、工矿厂房和交通用地信息,并将分类结果与基于像元的分类结果进行对比分析:评价CBERS-02B CCD和HR遥感数据的应用潜力。主要结论如下:
(1)利用CART算法获取的分类规则是合理的,构建的决策树对CBERS-02BCCD影像进行分类,提取的林地、耕地、草地、建设用地、水体和其它地物信息精度较高。
(2)灰度共生矩阵能有效地描述影像中各像元灰度的空间分布和结构特征,其中移动窗口大小的确定是关键,变异系数能从定性的层面上确定研究区CBERS-02B HR影像中居民地、工矿厂房和交通用地的最佳移动窗口的大小。
(3)基于小波变换的遥感影像纹理结构信息提取方法,能够充分显示CBERS-02B HR遥感影像中的多尺度纹理信息,使之比较合乎人的视觉特征。
(4)图像分割是面向对象信息提取的基础。多尺度分割能够很好地解决居民地、工矿厂房和交通用地的不同尺度纹理特征问题,目标函数法能有效地确定CBERS-02B HR遥感影像中地物的最优分割尺度,得到“同质均一”的对象。
(5)在图像分割的基础上,根据对象的纹理特征,采用面向对象的CART决策树分类算法,构建决策树,提取CBERS-02B HR遥感影像中居民地、工矿厂房和交通用地信息,并与基于像元的决策树分类方法的分类结果比较,面向对象的方法提取效果更好。
综上所述,采用基于像元的决策树分类方法提取CBERS-02B CCD遥感影像中地表信息取得了较高的精度;运用灰度共生矩阵和小波分析的方法分别提取CBERS-02B HR遥感影像的纹理特征,在此基础上对影像进行分割,采用面向对象的决策树分类方法提取CBERS-02B HR遥感影像中居民地、工矿厂房和交通用地信息,取得了较好的效果。CBERS-02B CCD和HR遥感影像具有较好的城市地表信息监测能力。