沙漠化遙感信息提取及定量評價(jià)——以額濟(jì)納地區(qū)為例.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)、社會的發(fā)展和人口數(shù)量的急劇增加，人類活動(dòng)對生態(tài)環(huán)境的影響日益加深，沙漠化問題成為人類面臨的重大環(huán)境問題之一?？焖?、準(zhǔn)確地獲取沙漠化的定性、定量信息對于維護(hù)沙漠化地區(qū)生態(tài)環(huán)境和保障我國社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。遙感技術(shù)以其觀測范圍廣、信息量大、數(shù)據(jù)更新快和精度高等優(yōu)勢在沙漠化監(jiān)測和相關(guān)研究中取得了廣泛應(yīng)用，成為沙漠化研究和遙感應(yīng)用研究的熱點(diǎn)問題。傳統(tǒng)的沙漠化遙感信息自動(dòng)提取方法是基于像元光譜特征的圖像分割，受多種因素的影

2、響，信息提取精度的提高遇到瓶頸。本文充分總結(jié)分析了當(dāng)前國內(nèi)外沙漠化遙感研究進(jìn)展和存在的問題，在魯東大學(xué)校基金：基于知識的遙感影像荒漠植被分類研究的支持下，以額濟(jì)納綠洲及周圍地區(qū)為研究區(qū)，以ETM遙感影像為數(shù)據(jù)源，進(jìn)行了以下工作： (1)全面分析了額濟(jì)納地區(qū)沙漠化地物的光譜反射、空間分布、紋理結(jié)構(gòu)、斑塊形狀、植被覆蓋等地學(xué)特征，對遙感影像進(jìn)行各種增強(qiáng)和變換，提取光譜、紋理、形狀、植被指數(shù)等信息存入GIS數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建專家知識庫。

3、 (2)基于分類回歸樹的沙漠化信息提取。分類回歸樹(Classification and RegressionTree，CART)是一種有效的知識挖掘和應(yīng)用方法，在遙感圖像處理領(lǐng)域的應(yīng)用方興未艾。本文詳細(xì)論述了利用分類回歸樹方法進(jìn)行遙感影像分類的方法和原理，以專家知識庫中的目標(biāo)變量和測試變量為訓(xùn)練樣本訓(xùn)練分類回歸樹產(chǎn)生判決規(guī)則，集成遙感影像的光譜特征、紋理特征、空間特征和覆被特征進(jìn)行分類試驗(yàn)，提取ETM遙感影像中的沙漠化信息。在使用

4、紋理信息進(jìn)行分類時(shí)，采用邊緣生長(消減)的辦法消除地物邊緣對紋理分析得負(fù)面影響。通過對分類結(jié)果的評價(jià)、分析以及與最大似然法監(jiān)督分類的提取結(jié)果相比較，評估分類模型的效果。 (3)基于地理單元沙漠化程度評價(jià)。以往的沙漠化自動(dòng)評價(jià)都是在離散的像元的尺度上進(jìn)行的，未能綜合考慮像元所處的環(huán)境，使得評價(jià)結(jié)果帶有一定的片面性，評價(jià)結(jié)果圖像中出現(xiàn)大量的噪音，若直接采用濾波的方法消除這些噪音又會使評價(jià)結(jié)果偏離真實(shí)值。本文針對上述傳統(tǒng)方法的不足，在

5、綜合性、主導(dǎo)性等沙漠化評價(jià)原則的指導(dǎo)下，結(jié)合實(shí)際，提出了基于地理單元尺度的沙漠化程度評價(jià)方法，確定了沙漠化評價(jià)中地理單元的地學(xué)特征和確定原則。對遙感影像中的地理單元進(jìn)行提取，以地理單元內(nèi)的平均植被蓋度為指標(biāo)定量評價(jià)各地理單元的沙漠化程度。通過精度評價(jià)和與基于像元的沙漠化程度評價(jià)結(jié)果的比較，評估基于地理單元的沙漠化程度評價(jià)方法的效果。沙漠化遙感研究是遙感應(yīng)用研究的熱點(diǎn)，也是難點(diǎn)。通過論文研究，主要取得了以下進(jìn)下進(jìn)展： (1)建立了

6、基于分類回歸樹和專家知識的沙漠化遙感信息自動(dòng)提墩模型，模型中綜合利用了遙感影像以及遙感影像以外的多種專家知識，克服了傳統(tǒng)分類方法單純利用光譜特征進(jìn)行分類的不足，取得了83.79％的分類精度。 (2)提出了基于地理單元尺度的沙漠化遙感定量評價(jià)方法。在基于遙感手段的沙漠化評價(jià)研究中，地理單元是指遙感影像中一定范圍內(nèi)具有相似植被指數(shù)空間分布的一組像元所構(gòu)成的一塊圖斑。在該圖斑范圍內(nèi)，同一植被蓋度的像元在圖斑的各個(gè)部分出現(xiàn)的頻率大致相等