基于对象影像分析的多源遥感影像湿地信息提取方法及其尺度效应研究

发布时间：2017-05-25 00:16

  本文关键词：基于对象影像分析的多源遥感影像湿地信息提取方法及其尺度效应研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：宁夏回族自治区中卫市地处西北干旱半干旱气候区,是我国重要的湿地类型分布区,对环境保护、维持生态平衡以及人类的生产生活等方面发挥重要作用。随着社会的发展,城镇建设化进程加快,人类对湿地的改造开发强度提升,导致湿地面积大幅萎缩,生物多样性下降,湿地的生态功能持续减弱,科学合理利用和保护湿地问题日益突出。湿地的地理环境复杂,可通行差,遥感数据能够大面积观测湿地信息,可及时发现湿地的动态变化,因而被广泛应用于湿地的调查研究工作中。本文采用Worldview-2 0.5m融合数据、Worldview-2 2m多光谱数据、GF-18m多光谱数据、Landsat OLI 15m融合数据和Landsat OLI 30m多光谱数据五种空间分辨率的实验数据,集成数据挖掘中PART分类器算法于基于对象影像分析方法中,构建研究区湿地信息提取的分类规则集,对不同空间尺度遥感影像进行湿地分类,并探讨了研究区内湿地信息的多尺度效应问题,得到的主要结论有:(1)基于对象的影像分类方法中引入PART分类器算法,得到的分类规则集模型具有良好的可解译性和准确率,能够筛选出更多用于影像分类的特征,实现了分类规则集建立的自动化,避免了人工分类的主观性,模拟和补充了专家知识库,提高了分类效率和分类结果精度。(2)随着遥感影像空间尺度的增加,PART分类器构建的分类规则集模型的复杂程度呈减小趋势,高分辨率影像中的纹理和几何等对象特征更为突出,用于湿地提取的规则集模型中的纹理和形状特征较多。(3)随着遥感影像空间尺度的增加,影像中可识别的地类最小图斑面积变大,类别的判断能力减弱,湿地提取的精度降低,其中30m Landsat OLI影像的分类结果精度最低,总精度为84.36%,Kappa系数为0.77。(4)研究区五种空间尺度遥感影像中不同湿地类型的空间格局在宏观上一致,但不同空间格局指数却存在较大差异,主要与自身斑块的形状、大小和空间分布状况有关。即随着空间分辨率的降低,湖泊湿地、芦苇湿地、水田湿地和坑塘湿地四种湿地类型的平均斑块面积、最小斑块面积、最大斑块面积和平均斑块边界长度呈现增大的趋势,而它们的斑块数量、平均分维数、斑块平均破碎度和形状指数却呈现减小的趋势,且斑块平均破碎度、形状指数和平均分维数的变化范围较大,说明研究区内四种湿地类型的形状和破碎程度对影像空间分辨率较为敏感。
【关键词】：数据挖掘 PART分类器算法 基于对象影像分析 湿地分类 多尺度效应
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P237
【目录】：

• 中文摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 研究背景与意义9-10
• 1.2 国内外湿地研究现状10-16
• 1.2.1 湿地定义10-11
• 1.2.2 国内外湿地遥感监测研究现状11-15
• 1.2.3 湿地的尺度效应研究15-16
• 1.3 研究内容16
• 1.4 技术路线16-17
• 1.5 论文特色17-18
• 1.6 论文结构18-19
• 第二章 基本原理和方法19-30
• 2.1 影像分割19-23
• 2.1.1 概述19-20
• 2.1.2 多尺度分割算法20-22
• 2.1.3 最优分割参数选择22-23
• 2.2 影像对象的特征23-28
• 2.2.1 光谱特征24-25
• 2.2.2 纹理特征25-26
• 2.2.3 几何特征26-28
• 2.2.4 自定义特征28
• 2.3 分类器算法28-30
• 第三章 数据准备30-38
• 3.1 研究区概况30-32
• 3.1.1 气候特征30-31
• 3.1.2 水文特征31
• 3.1.3 湿地生物31
• 3.1.4 社会经济状况31-32
• 3.2 数据准备32-36
• 3.2.1 数据源32
• 3.2.2 数据预处理32-36
• 3.3 研究区湿地分类系统36-38
• 第四章 基于对象影像分析方法的湿地信息提取38-59
• 4.1 最优分割参数选择38-42
• 4.2 类别可分性42-47
• 4.3 分类规则集模型的特征规范化表达47-49
• 4.4 湿地分类规则集模型的建立49-55
• 4.5 分类结果及其精度评价55-59
• 第五章 湿地信息提取的多尺度效应59-63
• 5.1 分类模型的多尺度效应59
• 5.2 湿地空间格局的尺度效应59-63
• 第六章 结论与展望63-66
• 6.1 结论63-64
• 6.2 展望64-66
• 参考文献66-75
• 在学期间研究成果75-76
• 致谢76

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