基于面向对象的林地信息提取与分类

【目的】我国森林资源丰富,但由于南北气候差异较大,森林类型复杂多样。不同的森林类型表现出不同的时相特征,导致了林地分类方法的复杂性。地理环境和气候条件的差异,使得林地信息提取和分类要'因地制宜'。【方法】以河南省为研究区,河南省的西部和南部地区森林资源丰富,由于河南省属于北亚热带与暖温带过渡区气候,林地分布、种类特征南北差异明显。本文首先基于河南林地植被的分布特点进行了区域划分:暖温带林地、北亚热带林地。其次,基于研究区的特殊性,利用面向对象技术和多时相遥感数据相结合的分类方法,提出了季节植被指数差的概念辅助进行林地类型分类。面向对象的方法能够避免传统基于像元分类方法的不足,综合考虑像元的光谱信息、对象的内部结构、纹理以及相邻对象之间的关联信息,具有很大的优越性。随后,基于不同分类方法分别对两个区域进行了有林地、灌木林地、疏林地、其他林地类型的划分,并在有林地的基础上进行了针叶林、针阔混交林、阔叶林类型划分。最后,基于随机点及混淆矩阵理论对分类结果进行了验证,总体精度为72.92%,能够满足大区域林地分类精度要求。【结果】分类结果表明,河南省主要林地类型为阔叶林,占全省林地总面积的49.53%,整体分布不均衡,总体覆盖率较低,地域分异显著,不仅表现在南、北有'纬度地带性'差异,且内部林地类型镶嵌分布。【结论】基于面向对象的林地信息提取与分类技术流程,能够满足大区域作业的精度要求,也可作为温带与亚热带地区林地提取的有效方法,但该方法对于季相节律性差异显著的林地类型分类效果较好,而灌木林、疏林、其他林均为冬季落叶、夏季绿叶植被,在分辨遥感影像中光谱特征、纹理特征的差异不明显,容易造成这些类型的错分、混分,如何进一步提高这类林地类型的提取精度还有待进一步研究。

多源空间数据融合的城市人居环境监测模型与应用研究

人居环境监测作为城市人居环境建设与管理实践提升的基本,是目前人居环境研究落地的重点。传统的城市人居环境监测在数据更新速度、精度等方面存在不足,难以满足精细化管理需求。提出利用遥感数据与互联网的兴趣点POI(Point of interest)数据结合,建立人居环境监测模型。模型主要有两个关键环节,一是构建自动化提取建筑物算法,该算法通过建立地物特征集,以POI点对应样本为种子,利用全局最优和区域生长算法,自动提取城市建筑物,再利用全局最优算法确定其他地类的阈值;二是人居环境指标计算,将建筑物、绿地、水体信息提取结果与POI数据结合,利用密度类与距离类空间分析算法,分别计算自然、社会经济类指标。基于上述模型,利用2018年4月的北京二号遥感影像和POI点数据在北京市回龙观社区进行实验验证,结果显示:信息提取结果中,总体精度超过95%,Kappa系数超过92%,提取效率提高2.3倍,表明信息提取精度高且可信,适合工程化应用。计算回龙观社区人居环境监测指标,分析结果认为,社区内自然类指标差异不大,但缺乏水体生态系统,生物多样性不够丰富,社区内的商业比较繁华,但是学校和医疗不充足,尤其是缺乏大型公立医院。综上,通过人居环境监测模型研究和应用分析,将遥感数据和互联网数据结合应用于人居环境质量监测有效提高了精度和速度,有利于业务化,服务政府管理。

湿地景观演变与土地利用强度变化的响应关系——以银川平原为例

针对传统的湿地景观演变动态监测成果缺少空间分布特征和驱动力认知的可视化表达的问题,该文以银川平原为研究区,利用1989、1999和2010年3年的卫星遥感影像,通过遥感制图和基于半方差函数地统计学方法、灰色关联度理论等,分别获取了湿地景观演变规律图谱、土地利用强度演变规律图谱和湿地景观变化与土地利用强度变化响应关系图谱。基于以上图谱分析得到:1989—2010年期间,自然湿地(主要是河流湿地、湖泊湿地)面积持续减少,减少幅度有所降低;人工湿地(主要是水稻田湿地)面积大幅增加,湿地总面积呈增长趋势;土地利用方式对湿地景观变化影响显著,人类活动(城市扩张、农事活动)对湿地景观的演变起到潜移默化的作用。

银川平原土壤盐渍化与土地利用强度的空间关联分析

银川平原盐渍土时空格局及其与土地利用强度变化关联关系的空间区位特征,可从土地利用强度的角度阐释土壤盐渍化的动因,为盐渍化因地制宜的治理提供参考依据。本文重点研究了盐渍土空间分布定量遥感生成方法,通过土地利用遥感制图、半方差函数的地统计学方法和灰色关联度分析法,对2004-2010年银川平原的土地利用强度变化、土壤盐渍化程度变化及各类盐渍土与土地利用强度的关联度,进行了空间区位分布特征的可视化表达。研究结果表明:银川平原的发展仍具集聚效应,土地利用强度变化与城镇体系格局、交通干线、沟渠分布、土壤盐分含量密切相关;2004-2010年间,银川平原土壤盐渍化存在整体减轻、局部加重的空间分布特征,与土地利用强度变化间的响应关系,存在较明显的空间差异;银川平原土壤盐渍化程度变化与土地利用强度变化间的关联度为0.7781,与水体、耕地这2种土地类型间的关联程度最高。银川平原土壤盐渍化的干扰活动中,水体与耕地类型的利用行为是较重要的影响因子。

银川平原湿地景观变化特征分析

湿地具备非常重要的生态环境价值。在湿地的演化变迁中，温度与降水等环境因素的变化起着决定性影响．而人类活动干预则加速了湖泊湿地面积减少的趋势。为此，在湿地保护中，需要采取必要的措施协调自然环境和人类社会活动之间的关系。

银川平原湿地时空变化信息的可视化分析

针对在湿地动态变化监测中,经典的土地利用转移矩阵无法实现湿地类型变化信息的定位可视化表达的问题,提出了一种新的时空变化信息的可视化分析方法。利用由空间单元和时序单元集成的时空复合单元建立转移图谱单元分类体系,较好地记录每一个图谱单元湿地类型的起始和终止状态,实现了湿地时空变化信息的定位表达;基于遥感制图和地学图谱的湿地空间演变规律特征图谱,采用图表和图谱的形式展示湿地类型变化的数量及空间位置变化信息,实现了湿地时空变化的可视化表达。基于银川平原湿地的实验结果表明:该方法能够清晰、直观地显示1999—2013年期间银川平原湿地的时空变化,能够为该地区合理利用湿地资源提供科学的理论依据。