基于MODIS时间序列数据的青藏高原土地覆盖分类的研究.pdfVIP

基于 MODIS 时间序列数据的青藏高原土地覆盖 分类研究 胡勇，刘良云，刘玲玲，焦全军，彭代亮 中国科学院对地观测与数字地球科学中心 数字地球重点实验室, 北京 100094 摘 要： 土地覆盖数据是陆地表层过程研究的重要基础，土地覆盖类型的变化将影响生态系统的结构、功能及其他一 系列的地表过程，如能量交换、水循环等。MODIS 数据积累已有 10 余年，但其土地覆盖产品只包括2001-2004 年。针 对这一缺陷，本文提出一种利用已有产品提取分类特征，并将分类特征用于其他年份数据进行分类的方法。该方法首先 利用MODIS 土地覆盖产品和 16 天合成的时间序列NDVI 、反射率数据，提取不同土地覆盖类型的分类特征，然后将分 类特征应用到其它年份，并通过多源数据融合理论，将不同数据源进行融合，最终得到土地覆盖分类结果。论文利用青 藏高原2003 和2004 年的数据进行试验，将2004 年的分类特征应用到2003 年进行分类，最后以2003 年MODIS 土地覆 盖产品对分类结果进行验证，两者一致性较高，总体精度为80.36% ，kappa 系数为0.72 。结果表明，论文提出的这种方 法，可简单快速的对MODIS 进行分类，且分类结果精度较高。 关键字： 土地覆盖，MODIS NDVI，青藏高原，时间序列 radiometer)数据以其高时间分辨率、相对较高的空间分辨 1 引 言 率，且波谱分辨率较高，对覆盖变化将更加敏感，其扫 描宽度达到了2330km，适合区域、全球尺度的环境资源 研究，已在全球及区域尺度上的土地覆盖监测和制图上 作为地球表面的覆盖物，植被等地物直接与大气 得到广泛应用。MODIS 数据积累已有10 余年，但MODIS 接触，并且通过与大气之间的物质（水、二氧化碳等） 的土地覆盖产品只包括2001-2004 年，覆盖时间较短， 和能量交换（太阳辐射、长波辐射等）来影响气候， 不利于土地覆盖的长时间序列变化分析。本文以青藏高 而改变的气候又会对植被的生长产生影响，进而使地 原为研究区，利用 2004 年 MODIS 土地覆盖产品和 16 表的覆盖类型产生变化(杨正宇等, 2003) 。因此，地表覆 天合成的 NDVI 、反射率产品为基础，提取各土地覆盖 盖类型及其变化过程的研究，对气候变化的研究具有重 类型的分类特征，然后将分类特征应用到 2003 年的 要意义，已成为全球气候变化典型区域和热点区域的重 MODIS 数据，并对结果的精度进行评估，以期在研究区 要研究内容。 拓展MODIS 土地覆盖数据的时间尺度。 青藏高原生态状况在我国生态安全中具有举足轻重 的地位，是气候变化的敏感区域(姚檀栋和朱立平, 2006, 郑度等, 2002) ，因为高原的水热条件经常处于植被生态 2 研究区域与数据 环境极限的边缘，温度、降雨量的微小变化就可能导致 高原生态环境的巨大变化，并使地表覆盖类型发生变化 2.1 研究区域 (杨正宇等, 2003) 。李英年等(2004)通过实验发现，温暖