基于V-I-S模型的银川市不透水面提取及其变化研究

发布时间：2017-04-28 18:00

  本文关键词：基于V-I-S模型的银川市不透水面提取及其变化研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：城市化导致了城市区域内的天然植被被大面积的不透水面所替代,造成了降雨减少、干旱增强、温度升高等诸多的负面环境问题。不透水面不仅是城市环境(主要指水体质量、降雨径流、城市热岛效应)的重要指标,还可以作为城市化指标研究城市扩展变化,对于研究城市化与城市环境问题及其两者的相互作用具有重要的意义。本文使用Landsat系列遥感卫星影像,对比传统基于像元分类与面向对象分类方法在银川市不透水面和其它土地覆被组分信息提取与分类中的应用,分析其时空变化并探讨土地覆被类型与城市热环境之间的关系。研究的主要内容和结论如下：1、引入归一化植被指数(NDVI)、归一化水体指数(MNDWI)以及数字高程数据(DEM)用以区分植被与水体、山区与平原,得到了较好的分类结果,提高了整体分类精度,降低了对Landsat系列卫星遥感影像信息提取的难度。2、基于V-I-S模型,以Landsat卫星影像为主要数据源,分别采用基于像元分类方法以及面向对象分类方法提取研究区内的不透水面以及其它土地覆被信息,并利用实地考察数据进行精度评价。结果表明：基于像元分类的总体分类精度优于面向对象分类方法。在对银川市土地覆被信息提取时建议优先考虑使用传统的基于像元分类方法。3、采用基于像元分类方法,使用融合后15m分辨率的OLI多光谱影像与DEM、NDVI、MNDWI组合数据对银川市的土地覆被信息进行提取。结果表明,从2002年至2014年,研究区内的植被面积减少了313.5km2,而不透水面、土壤以及水体的面积均有增大。其中以不透水面面积增长幅度最大,同比增长了225%；土壤与水体则分别增长了56.7km2与9.5Km2。增长的不透水面斑块散布于整个黄河冲积平原区,主要的增长区域位于整个中心城区的外围。其中,以大新镇、良田镇、习港镇增长幅度最大,其不透水面面积所占比例分别增加了33%、22.5%以及20.7%,望远镇和杨和镇不透水面面积所占分别增加17.7%和11.8%。4、城市热岛效应是由城市不透水面、土壤、植被、水体共同作用的结果。通过单窗算法与劈窗算法反演研究区2002年、2014年的地表温度,并根据相对地表温度划分热环境强度等级。结果表明,研究区的热环境强度等级主要以绿岛和弱热岛为主,更高强度等级的热环境区域主要位于贺兰山山前扇缘洪积平原区、银川市的中心城区以及黄河东侧的丘陵地区。从2002年至2014年,研究区内的高强度等级热环境面积明显增大,低覆盖度的植被、荒漠化或沙漠化的土壤是热环境强度提高的主要原因。5、不同土地覆被类型的平均地表温度以土壤最高,不透水面次之,其后是植被。由于城市建成区良好的绿化减弱不透水面的热力作用,不透水面对热环境的贡献主要在弱热岛以及中等热岛；土壤在强热岛以及极强热岛区域所占面积比例较大。随着植被覆盖度的降低,其地表温度随之升高,而研究区内植被面积占有绝对优势,导致了在所有热环境等级区域内植被所占面积比例都比较高。
【关键词】：不透水面 面向对象分类 基于像元分类 城市化 城市热岛 银川
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P237
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 研究背景与意义9-10
• 1.2 国内外研究进展10-13
• 1.2.1 国外研究现状10-12
• 1.2.2 国内研究现状12-13
• 1.3 研究区概况13-17
• 1.3.1 地理位置13-14
• 1.3.2 自然环境与资源14-16
• 1.3.3 社会经济16-17
• 1.4 研究区土地覆盖类型定义及分类方案17-18
• 第二章 数据源的选取及预处理18-22
• 2.1 数据源的选择18-19
• 2.2 数据预处理19-22
• 2.2.1 影像配准19-20
• 2.2.2 大气校正20
• 2.2.3 影像拼接及裁剪20
• 2.2.4 指数计算20-21
• 2.2.5 影像融合21
• 2.2.6 噪声的去除21-22
• 第三章 不透水面的提取22-37
• 3.1 基于像元法22-26
• 3.1.1 训练样本的选择与属性提取23
• 3.1.2 数据挖掘23-25
• 3.1.3 分类结果25-26
• 3.2 面向对象法26-34
• 3.2.1 分割27
• 3.2.2 最佳分割尺度参数的选取27-31
• 3.2.3 训练样本的选择31-32
• 3.2.4 数据挖掘32-33
• 3.2.5 分类结果33-34
• 3.3 精度评价34-37
• 第四章 研究区的不透水面时空变化研究37-43
• 4.1 不透水面的时空分布37-41
• 4.2 变化检测41-43
• 第五章 城市热岛效应分析43-51
• 5.1 地表温度反演43-46
• 5.1.1 基于单窗算法的ETM+地表温度反演43-44
• 5.1.2 基于劈窗算法的OLI影像地表温度反演44-45
• 5.1.3 亮度温度的计算45
• 5.1.4 大气平均作用温度45
• 5.1.5 大气透射率的估算45-46
• 5.2 银川市热力景观时空格局46-49
• 5.3 城市热环境与土地覆被类型的关系49-51
• 第六章 结论与展望51-53
• 6.1 结论51-52
• 6.2 展望52-53
• 参考文献53-58
• 在学期间的研究成果58-59
• 致谢59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 杨景梅,邱金桓;用地面湿度参量计算我国整层大气可降水量及有效水汽含量方法的研究[J];大气科学;2002年01期

2 SCHIENKE Erich W;;Spatial pattern of impervious surfaces and their impacts on land surface temperature in Beijing,China[J];Journal of Environmental Sciences;2007年02期

3 莫利江;曹宇;胡远满;刘淼;夏栋;;面向对象的湿地景观遥感分类——以杭州湾南岸地区为例[J];湿地科学;2012年02期

4 肖云清,纪晓玲,苏银兰,沈新勇,王善华;宁夏地区“6.8”暴雨天气过程的可能物理成因[J];气象科学;2005年04期

5 李长兴;城市水文的研究现状与发展趋势[J];人民珠江;1998年04期

6 肖荣波;欧阳志云;蔡云楠;李伟峰;;基于亚像元估测的城市硬化地表景观格局分析[J];生态学报;2007年08期

7 林川;宫兆宁;赵文吉;;基于中分辨率TM数据的湿地水生植被提取[J];生态学报;2010年23期

8 曹丽琴;李平湘;张良培;许雄;;Fuzzy ARTMAP算法在城市不透水面估算中的应用研究[J];武汉大学学报(信息科学版);2012年10期

  本文关键词：基于V-I-S模型的银川市不透水面提取及其变化研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：333262