基于多时相遥感数据的老山景区地类信息提取及景观格局动态分析
发布时间：2021-11-12 03:29
老山景区是南京市的生态屏障及生物多样性保护区,以森林为主体,生态区位极其重要。以研究该景区近17 a景观格局动态变化为目的,运用基于面向对象的模糊分类法和C5.0决策树分类法以及基于像元的最大似然法、人工神经网络法和支持向量机法对研究区2001、2005、2009、2013和2017年5期Landsat影像进行地类信息提取,并运用Fragstats 4.2软件提取多种景观格局指数,对老山景区2001—2017年景观格局动态进行对比分析。结果表明:基于面向对象的模糊分类法精度最高,分类总体精度为91.79%,Kappa系数为0.83。随着景区生态公园的建设与改革,景区内景观破碎化程度加深,2001—2017年斑块数量（NP）呈上升趋势,2017年景区NP达653块,斑块密度（PD）为5.928 1块·km-2;2017年蔓延度指数（CONTAG）比2001年有所增加,达59.41%,优势斑块类型连通度提高;香农多样性指数（SHDI）上下窄幅波动,2009年达到最大值0.725 5。随着景区建设逐渐成熟,总体开发进程缓慢进入有序状态,老山景区逐步向均衡性、稳定性方向发...
【文章来源】：生态与农村环境学报. 2020,36(02)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
研究区位置
该研究中的模糊分类充分利用了影像中丰富的光谱、纹理、语义等信息,考虑了明确分类对象之间的不确定地区的归属。决策树算法能从大量数据中自动生成简单易懂的分类规则来挖掘分类信息,结合面向对象多特征性,在特征点明显的地物中(如林地等)同样可以提高分类精度。对于最大似然法分类,由于人工选择地类样本点,很好地突出了水域的分类结果。表12 2001—2017年老山景区各类景观指数值Table 12 Various landscape metrics in different years in Laoshan scenic area 年份 斑块数量(NP)/块 斑块密度(PD)/(块·km-2) 周长面积分维数(PAFRAC) 边缘总长度(TE)/m 边缘密度(ED)/(m·hm-2) 蔓延度指数(CONTAG)/% 香农多样性指数(SHDI) 香农均匀性指数(SHEI) 2001 477 4.293 4 1.591 6 804 660 72.426 9 57.008 2 1.136 9 0.706 4 2005 522 4.698 7 1.534 6 786 600 70.804 1 58.024 3 1.102 3 0.684 9 2009 645 5.805 5 1.567 1 867 105 78.046 1 55.297 7 1.167 6 0.725 5 2013 508 4.586 0 1.574 6 665 475 60.076 1 62.980 0 0.974 7 0.605 6 2017 653 5.928 1 1.586 3 737 820 66.980 8 59.409 4 1.061 5 0.659 6
图2为各特征组合距离分布图。从图2可以看出,理论最优特征空间维数为55。为获得最优特征空间,在此基础上通过改变最大特征维数设定不同最佳特征空间,统计出最高分类精度为91.8%,所对应的特征空间由图层3平均值、图层7平均值、图层6标准差、图层3比率值、图层4比率值、图层1比率值、灰度共生矩阵角二阶矩、灰度共生矩阵相关性、灰度共生矩阵同质性、长宽比、面积这11个特征组成,所得各类别距离矩阵见表4。通过对影像对象特征分析,建立对象层次结构,层次1主要在大分割尺度上区分植被与非植被地类,通过NDVI与图层3平均值可以较好地区分,层次2在层次1的基础上降低分割尺度进一步细分,非植被区划分为建筑用地、水域与未利用地,植被区划分为农业用地与林地,层次3对层次1与层次2未分类地块进行细分。表5为各层的模糊规则与特征空间。
【参考文献】：
期刊论文
[1]草海国家级自然保护区景观格局变化与景观发展强度研究[J]. 张明明,张黎俊,粟海军,蔡静芸,胡灿实. 生态与农村环境学报. 2019(03)
[2]三峡库区景观格局粒度效应及其对土地利用变化过程的响应[J]. 陈雅如,肖文发,滕明君,冯源. 自然资源学报. 2018(04)
[3]长白山区森林景观格局动态[J]. 王美玲,张继超,王舶鉴,王诗洋,郝占庆,王绪高. 生态学杂志. 2017(11)
[4]徐州市区土地利用格局变化分析及其空间扩张模拟[J]. 郎文婧,李效顺,卞正富,曲福田. 生态与农村环境学报. 2017(07)
[5]基于Landsat长时间序列数据估算树高和生物量[J]. 吴迪,李冰,杨爱玲. 测绘工程. 2017(06)
[6]黄土丘陵区小流域景观格局与生态恢复措施和地形因子耦合关系研究[J]. 耿莎,石云. 生态与农村环境学报. 2015(02)
[7]基于C5.0的钱塘江流域地区土地利用/覆被信息提取研究[J]. 高玉蓉,许红卫,丁晓东. 生态科学. 2012(05)
[8]基于遥感影像的最大似然分类算法的探讨[J]. 王增林,朱大明. 河南科学. 2010(11)
[9]城市化与生态环境协调发展评价研究——以长江三角洲城市群为例[J]. 宋建波,武春友. 中国软科学. 2010(02)
[10]森林资源综合监测研究综述[J]. 罗仙仙,亢新刚. 浙江林学院学报. 2008(06)
博士论文
[1]基于半监督集成支持向量机的土地覆盖遥感分类方法研究[D]. 刘颖.中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所) 2013
本文编号：3490075
【文章来源】：生态与农村环境学报. 2020,36(02)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
研究区位置
该研究中的模糊分类充分利用了影像中丰富的光谱、纹理、语义等信息,考虑了明确分类对象之间的不确定地区的归属。决策树算法能从大量数据中自动生成简单易懂的分类规则来挖掘分类信息,结合面向对象多特征性,在特征点明显的地物中(如林地等)同样可以提高分类精度。对于最大似然法分类,由于人工选择地类样本点,很好地突出了水域的分类结果。表12 2001—2017年老山景区各类景观指数值Table 12 Various landscape metrics in different years in Laoshan scenic area 年份 斑块数量(NP)/块 斑块密度(PD)/(块·km-2) 周长面积分维数(PAFRAC) 边缘总长度(TE)/m 边缘密度(ED)/(m·hm-2) 蔓延度指数(CONTAG)/% 香农多样性指数(SHDI) 香农均匀性指数(SHEI) 2001 477 4.293 4 1.591 6 804 660 72.426 9 57.008 2 1.136 9 0.706 4 2005 522 4.698 7 1.534 6 786 600 70.804 1 58.024 3 1.102 3 0.684 9 2009 645 5.805 5 1.567 1 867 105 78.046 1 55.297 7 1.167 6 0.725 5 2013 508 4.586 0 1.574 6 665 475 60.076 1 62.980 0 0.974 7 0.605 6 2017 653 5.928 1 1.586 3 737 820 66.980 8 59.409 4 1.061 5 0.659 6
图2为各特征组合距离分布图。从图2可以看出,理论最优特征空间维数为55。为获得最优特征空间,在此基础上通过改变最大特征维数设定不同最佳特征空间,统计出最高分类精度为91.8%,所对应的特征空间由图层3平均值、图层7平均值、图层6标准差、图层3比率值、图层4比率值、图层1比率值、灰度共生矩阵角二阶矩、灰度共生矩阵相关性、灰度共生矩阵同质性、长宽比、面积这11个特征组成,所得各类别距离矩阵见表4。通过对影像对象特征分析,建立对象层次结构,层次1主要在大分割尺度上区分植被与非植被地类,通过NDVI与图层3平均值可以较好地区分,层次2在层次1的基础上降低分割尺度进一步细分,非植被区划分为建筑用地、水域与未利用地,植被区划分为农业用地与林地,层次3对层次1与层次2未分类地块进行细分。表5为各层的模糊规则与特征空间。
【参考文献】：
期刊论文
[1]草海国家级自然保护区景观格局变化与景观发展强度研究[J]. 张明明,张黎俊,粟海军,蔡静芸,胡灿实. 生态与农村环境学报. 2019(03)
[2]三峡库区景观格局粒度效应及其对土地利用变化过程的响应[J]. 陈雅如,肖文发,滕明君,冯源. 自然资源学报. 2018(04)
[3]长白山区森林景观格局动态[J]. 王美玲,张继超,王舶鉴,王诗洋,郝占庆,王绪高. 生态学杂志. 2017(11)
[4]徐州市区土地利用格局变化分析及其空间扩张模拟[J]. 郎文婧,李效顺,卞正富,曲福田. 生态与农村环境学报. 2017(07)
[5]基于Landsat长时间序列数据估算树高和生物量[J]. 吴迪,李冰,杨爱玲. 测绘工程. 2017(06)
[6]黄土丘陵区小流域景观格局与生态恢复措施和地形因子耦合关系研究[J]. 耿莎,石云. 生态与农村环境学报. 2015(02)
[7]基于C5.0的钱塘江流域地区土地利用/覆被信息提取研究[J]. 高玉蓉,许红卫,丁晓东. 生态科学. 2012(05)
[8]基于遥感影像的最大似然分类算法的探讨[J]. 王增林,朱大明. 河南科学. 2010(11)
[9]城市化与生态环境协调发展评价研究——以长江三角洲城市群为例[J]. 宋建波,武春友. 中国软科学. 2010(02)
[10]森林资源综合监测研究综述[J]. 罗仙仙,亢新刚. 浙江林学院学报. 2008(06)
博士论文
[1]基于半监督集成支持向量机的土地覆盖遥感分类方法研究[D]. 刘颖.中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所) 2013
本文编号：3490075
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