基于多时相遥感影像的辽宁双台河口湿地信息提取研究

发布时间：2017-10-18 04:35

  本文关键词：基于多时相遥感影像的辽宁双台河口湿地信息提取研究

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【摘要】：湿地是全球三大生态系统之一,我国也有大面积分布。湿地可作为水源补给,并具有减轻环境污染的作用,也可作为鸟类栖息地,对近海地区的水质保护具有重要作用,是人类最重要的生存环境之一。我国湿地资源丰富,总面积在世界范围内位列第四,辽宁双台河口湿地具有高纬度地区面积最大的芦苇沼泽。近年来,随着日益增强的人类活动,比如围海造田、石油开采等人类活动因素对湿地造成了严重且不可逆转的破坏,因此对湿地的相关研究越来越重要。本文以辽宁双台河口国家级自然保护区湿地资源保护状况为研究对象,进行湿地信息提取等相关研究,主要研究内容及得出结论如下:利用2015年Landsat8/OLI影像数据,以坐落于辽宁省盘锦市的双台河口国家级自然保护区为研究对象,采用监督分类的机器学习方法SVM支持向量机、BP神经网络方法,非监督分类的ISODATA重复自组织数据分析技术,以及通过构建规则集的面向对象的分类技术方法,分别进行湿地地表覆盖信息的提取。根据多次野外验证数据对提取结果进行精度评价可得,采用面向对象的分类方法对保护区影像数据的提取精度最高,其分类结果总体精度为85.22%,因此面向对象的分类为保护区湿地信息提取的最佳分类方法。为进一步提高面向对象方法分类精度,依据保护区湿地植被等地物的生长规律,选用2015年5月、6月、9月Landsat8/OLI影像数据作为多时相遥感影像数据集,利用eCogntion软件对多时相数据同时进行影像分割。通过多时相影像中地物的光谱、纹理、空间、形状等丰富的特征信息构建规则集,根据所选取的隶属度函数及阈值进行保护区湿地信息的提取。然后对分类结果进行精度评价,利用多时相遥感数据进行的湿地信息提取能够有效提高分类精度,其分类总体精度超过90%,达到92.17%。利用2015年5、6、9月份的多时相遥感影像数据进行的湿地信息提取,其提取结果通过fragstats软件统计计算景观指数并进行景观格局特征的分析。其结果表明,在研究区双台河口自然保护区内,主要以天然湿地为主,所占比例为73.21%。人工湿地类别包括养殖水面、水稻田及水库/坑塘相对来说较少只有18.53%。而人类活动较频繁的非湿地地区所占比例只有8.27%。因此双台河口保护区内,主要以天然湿地为主,非湿地即人类活动较频繁的地区相对来说所占比例比较少。由面积统计结果可知在天然湿地中,以芦苇及天然水域为主要类型。在人工湿地当中,水稻田及养殖水面为主要类型。在非湿地类型中,以建设用地为主要类型。通过统计可知双台河口保护区土地覆盖类型以芦苇和天然水域两种天然湿地类型为主体。由不同级别的多种景观指数指标得出,双台河口保护区景观中优势斑块类型之间存在较高的连通性,而且景观中聚合度较高,依据多个景观指数可知保护区景观异质性及景观的破碎度化程度,并且由本文分类结果可知,保护区湿地含有很多廊道景观单元,造成了相同景观类型的分割,同时也表明了双台河口国家级自然保护保护区已经受到一定程度的人类活动干扰影响,因此对湿地资源的保护需要得到高度重视。本研究为双台河口湿地的景观生态格局的分析,湿地生态系统未来的发展以及资源保护研究提供了依据。
【关键词】：双台河口湿地 湿地信息提取 面向对象的分类 Landsat8/OLI遥感数据 多时相遥感影像
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P237;P942
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-9
• 第1章 引言9-19
• 1.1 选题依据与研究意义9-11
• 1.1.1 选题依据9-10
• 1.1.2 研究目的及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 国外研究现状11-13
• 1.2.2 国内研究现状13-15
• 1.3 主要研究内容15-17
• 1.4 研究思路和技术路线17-19
• 第2章 研究区概况及数据19-26
• 2.1 研究区概况19-20
• 2.2 数据源20-21
• 2.3 遥感影像数据预处理21-26
• 第3章 双台河口湿地信息提取方法比较26-51
• 3.1 湿地分类体系建立26-27
• 3.2 湿地解译标志27-29
• 3.3 监督分类29-38
• 3.3.1 支持向量机29-34
• 3.3.2 BP神经网络34-38
• 3.4 非监督分类38-40
• 3.4.1 迭代自组织数据分析算法38-40
• 3.5 基于面向对象方法的湿地分类40-51
• 3.5.1 影像分割41-42
• 3.5.2 影像分类特征的选取42-43
• 3.5.3 基于规则集的湿地信息提取43-51
• 第4章 基于多时相数据的双台河口湿地信息提取51-59
• 4.1 多时相数据的影像特征51-54
• 4.2 基于多时相数据的湿地信息提取54-58
• 4.3 分类结果比较58-59
• 第5章 双台河口保护区湿地景观格局分析59-66
• 5.1 景观生态指数59-62
• 5.2 湿地信息提取景观格局分析62-66
• 结论与展望66-68
• 结论66
• 存在的问题与进一步需要讨论的问题66-68
• 致谢68-70
• 参考文献70-74
• 攻读学位期间取得学术成果74

【参考文献】

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本文编号：1052983