基于多源多时相遥感数据的关中地区土地利用分类研究
发布时间：2020-05-21 01:55
【摘要】：及时、准确地获取土地利用信息,可为土地资源的规划管理和生态环境保护活动提供重要依据,同时可用于农业灌溉需水量的计算,对水资源配置等具有重要意义,也是农业信息化发展的必然要求。为获取关中地区土地利用信息,探究影响土地利用分类精度的因素,基于MOD13Q1数据,采用迭代自组织数据分析算法(ISODATA)与分类回归决策树算法(CART)结合的方法分四种植被指数情形进行土地利用分类,从空间和定量两个方面分析不同植被指数对分类结果的影响,比选最佳植被指数情形;采用ESTARFM算法实现Landsat 8和MODIS数据blue,red和NIR波段的融合,获取具有高时空分辨率的融合影像,从光谱和分类结果两方面评价融合影像的质量;以及在融合影像中引入DEM和坡度信息进行分类,并对比不同情形分类结果,分析影响土地利用分类精度的因素。主要结论如下:(1)采用ISODATA与CART结合算法获取的土地利用分类结果,与关中地区实际情况吻合,四种情形总体精度均超过96%,Kappa系数均在0.94以上,耕地和果园的提取精度分别可达到89.36%和65.47%,该方法适用于关中地区土地利用分类,且较单一CART算法的分类精度更高;(2)基于不同植被指数情形,土地利用分类结果存在差异,组合植被指数时间序列用于分类时,分类效果优于单一植被指数时间序列,且EVI优先时,精度较高,EVI+NDVI植被指数时间序列为最佳分类情形;(3)ESTARFM算法能够实现MODIS数据与Landsat 8数据的融合,获得具有MODIS数据时间分辨率和Landsat 8数据空间分辨率的融合影像,且blue、red和NIR波段预测反射率与参考反射率的相关性均在0.8以上,融合质量较好;基于融合影像的土地利用分类,与原始MODIS数据相比,空间精度有一定提高,耕地的提取精度提高5.19%,而可能由于“椒盐现象”,果园的提取精度并未提高;(4)基于MODIS和Landsat 8融合影像、DEM和坡度信息多源数据,获取土地利用信息,能有效缓“椒盐现象”,提高分类精度,总体精度和Kappa系数分别可达97.60%、0.9700,耕地和果园的提取精度分别可达99.53%、72.17%;(5)影响土地利用分类精度的因素主要包括:遥感数据的系统误差及质量、时空间分辨率,时空融合算法,分类依据的选取,DEM、坡度及其分布等空间特征。虽然本研究基于MODIS、Landsat 8时间序列影像、DEM、坡度多源数据,已获取精度较高的土地利用分类结果,并探究了影像分类精度的因素,但是受时间和个人能力限制,存在一定的不足:研究区面积广阔,受Landsat 8数据幅宽的限制,多幅影像才能覆盖整个区域,数据处理工作量较大,仅定性地分析了影像土地利用分类精度的因素。今后的研究中可以考虑开发批处理软件,简化工作,减少工作量;通过计算景观格局参数等指标,深入研究土地利用分类精度的影像因素。
【图文】：
第二章 研究区概况及研究方法 第二章 研究区概况及研究方法.1 研究区概况关中，即东潼关（函谷关）、西散关（大震关）、南武关（蓝关）、北萧关（金锁关四关”之内，地处 33°35′~35°52′N，106°18′~110°38′E 之间，位于陕西省中部，包安、咸阳、宝鸡、渭南和铜川五市。关中地区西窄东宽，东西长约 390 公里，南北 200 公里，总面积 5.56 万平方公里；关中地势西高东低，平均海拔为 1029 米。北河北山，南倚秦岭山脉，渭河从中穿过，在河流冲积和黄土堆积的作用下，形成广原，地势平坦，，土壤肥沃，约 3.6 万平方公里，水源充足利于灌溉，具有机耕、灌得天独厚的条件，适宜发展农业种植，号称“八百里秦川”（白文龙 2013；申健等 201玉洁等 2015）。
12基于多源多时相遥感数据的关中地区土地利用分类研究河、泾河平原，中部为台塬区，北部是高原丘陵区，黄土高原和平原占主导地位；南部九县区（市）属黄土川塬，北部五县属黄土高原丘陵沟壑区（咸阳市政府信息中心 2017）。西安地处关中盆地，北临渭河，南倚秦岭，西至太白山地及青化黄土台塬，东部以零河和灞源山地为界，“八水润长安”，巍峨的山地与平坦开阔的渭河平原界线分明，构成西安的主体地貌（西安市政府办公厅 2018）。铜川位于陕西省的中心，关中的北部，地处黄土高原的南部，地势西北高，东南低，地貌结构复杂，山、塬、梁、峁、沟谷、河川均有分布，境内山峦纵横，峪谷相间，台塬广布，梁峁交错，形成一个不规则的网状结构（铜川市人民政府办公室 2018）。渭南是陕西的东大门，地势南北较高中间低，呈仰瓦状，中部是渭河形成的冲积平原，东西开阔，是八百里秦川最为宽阔的地带，以渭河为轴线，南北两侧为两塬两山，是中国重要的商品粮基地（渭南市对外经济合作局2018）。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：F301.2;P237
本文编号：2673550
【图文】：
第二章 研究区概况及研究方法 第二章 研究区概况及研究方法.1 研究区概况关中，即东潼关（函谷关）、西散关（大震关）、南武关（蓝关）、北萧关（金锁关四关”之内，地处 33°35′~35°52′N，106°18′~110°38′E 之间，位于陕西省中部，包安、咸阳、宝鸡、渭南和铜川五市。关中地区西窄东宽，东西长约 390 公里，南北 200 公里，总面积 5.56 万平方公里；关中地势西高东低，平均海拔为 1029 米。北河北山，南倚秦岭山脉，渭河从中穿过，在河流冲积和黄土堆积的作用下，形成广原，地势平坦，，土壤肥沃，约 3.6 万平方公里，水源充足利于灌溉，具有机耕、灌得天独厚的条件，适宜发展农业种植，号称“八百里秦川”（白文龙 2013；申健等 201玉洁等 2015）。
12基于多源多时相遥感数据的关中地区土地利用分类研究河、泾河平原，中部为台塬区，北部是高原丘陵区，黄土高原和平原占主导地位；南部九县区（市）属黄土川塬，北部五县属黄土高原丘陵沟壑区（咸阳市政府信息中心 2017）。西安地处关中盆地，北临渭河，南倚秦岭，西至太白山地及青化黄土台塬，东部以零河和灞源山地为界，“八水润长安”，巍峨的山地与平坦开阔的渭河平原界线分明，构成西安的主体地貌（西安市政府办公厅 2018）。铜川位于陕西省的中心，关中的北部，地处黄土高原的南部，地势西北高，东南低，地貌结构复杂，山、塬、梁、峁、沟谷、河川均有分布，境内山峦纵横，峪谷相间，台塬广布，梁峁交错，形成一个不规则的网状结构（铜川市人民政府办公室 2018）。渭南是陕西的东大门，地势南北较高中间低，呈仰瓦状，中部是渭河形成的冲积平原，东西开阔，是八百里秦川最为宽阔的地带，以渭河为轴线，南北两侧为两塬两山，是中国重要的商品粮基地（渭南市对外经济合作局2018）。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：F301.2;P237
【引证文献】
相关博士学位论文 前1条
1 赵龙;区域土地利用-高时空分辨率蒸散发与土壤含水量分布遥感反演[D];西北农林科技大学;2018年
本文编号：2673550
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