TM数据在土地利用动态监测中的应用.docxVIP

TM 数据在土地利用Ο动态监测中的应 TM 数据在土地利用 Ο 动态监测中的应用 莫源富 周立新 (中国地质科学院岩溶研究所 ,桂林 541004) 摘 要 : 土地利用动态监测的目的在于定期或不定期地了解土地利用的动态变化趋势 ,为土 地资源的规划和治理提供依据 。本文介绍 TM 数据在土地利用动态监测中的应用方法 ,阐述了减 少夸大变化程度的根本措施在于提高每次单独分类的精度及不同时相遥感数据的空间配准精度 。 通过对多时相 TM 数据单独分类结果的对比 ,得出土地利用动态变化信息 。 关键词 : TM 数据 土地利用 动态监测 中图分类号 : TP 79 ; F 301 . 2 文献标识码 : A 文章编号 : 1001 - 070 X(2000) 02 - 0013 - 05 引言 0 我国人口众多 ,人均土地占有率低 ,以仅占全球 7 %的土地养活全球近 1/ 4 的人口 。不断 增长的人口对土地需求越来越大 ,而因基本建设等原因 ,每年还要占用大量的土地 。为了经济 和社会的可持续发展 ,必须加强土地管理特别是耕地的保护工作 ,保持耕地总量的动态平衡 。 土地利用状况是人类经济活动的结果 ,土地资源动态监测是了解经济活动失控从而进行宏观 调控 ,实现耕地总量动态平衡的最有效手段 。 由于卫星遥感的广域性 、经济性和周期性 ,结合计算机的图像处理 、分析和模式识别技术 , 使其在土地利用调查和土地利用动态监测中得到广泛应用 。土地利用动态监测的内容包括土 地利用变化的类型 、数量和位置 。通过不同时期的遥感图像 ,可以方便快捷地获得这些信息 , 利用这些变化信息 ,规划和决策等部门可以对本地区的土地利用现状及变化情况做到心中有 数 ,既可对前期开发治理效果进行正确的评价 ,也可以指导今后的开发治理规划 ,有目的地抑 制某些不利因素 ,促进本地区的可持续发展 。 1 监测方法及遥感分类 1 . 1 监测方法 最常用的土地利用变化遥感监测方法可分为 2 种 ,即逐个像元对比法 ( Pixle- to-pixel co m2 pariso n 和分类后对比法 ( Po st- classificatio n co mpariso n) 。前者没有对像元进行分类 ,而是逐个 Ο 本文为国土资源部岩溶动力学开放研究实验室资助项目( 9804) 、国家自然科学基金重点项目( 及地矿部 “九五”重点项目( 9501104) 部分成果 收稿日期 : 1999 - 12 - 28 ,2000 - 03 - 21 改回。 ·14 ·国 土 资 ·14 · 国 土 资 源 遥 感 2000 年 比较它们在不同时相遥感图像上的变化 ,这种方法只能监测某个像元是否发生变化 ,而不能获 取具体的变化类型信息 ; 后者则是先对不同时相的遥感图像进行单独分类 ,然后对分类结果 进行对比 ,从而得出变化的类型 、数量和位置 。这种方法要求每次单独分类的结果精度高 ,且 2 个时相的遥感图像要高度配准 ,否则会夸大变化程度 。最近 ,也有学者提出了多时相遥感图 像叠合后的主成分分析方法〔1〕,这种方法是将叠合后的图像进行分类 ,而不是对各时相图像 进行单独分类 ,从而大大减少变化程度的夸大 。然而 ,所谓多时相遥感图像叠合 ,确切地说应 该是 2 个时相图像的叠合 ,否则 ,由于变化类型的复杂 ,该方法就难以实现 。在土地利用定期 动态监测中 ,要得到 2 期以上的多期土地利用变化数据 ,分类后对比法有着不可替代的作用 , 利用该方法使每一次单独分类的结果与其他期次的分类结果或调查结果进行对比 ,从而得到 土地利用动态变化信息 。为避免夸大变化信息 ,可引入专家知识 ,从而提高单次分类的精度 , 或对各次单独分类的结果进行对比分析 ,采用合理的手段消除不合理的变化类型 。 1 . 2 遥感分类 采用分类后对比法分别对毕节市 1986 - 08 - 09 和 1995 - 08 - 02 两个时相的 TM 数据单 独进行分类 。分类前 ,以标准地形图为基准对 1995 年的 TM 图像数据作几何精校正 ,再以精 校正后的图像为基准对 1986 年的 TM 图像数据作几何精校正 ,2 次精校正的误差均不超过 15 m (即不超过半个像元) ,从而保证了 2 个不同时相数据的高度配准 。 分类时 ,以水田 、旱地 (耕种旱地 、轮闲旱地) 、针叶林 、阔叶林 、灌木林 、灌丛 、草地 、水体 、居 民地及难利用地等 10 个地类参加自动识别分类 。实地选取 10 个地类的样地图斑输入计算 机 ,通过计算机的统计 ,得出各种地类的统计特征值 (即识别模式 ,包括均值向量 、标准差向量 ,