资源卫星遥感数字化图像处理技术及其在土地利用动态监测中的应用研究

资源卫星遥感数字化图像处理技术及其在土地利用动态监测中的应用研究

孟淑英[1]2000年在《资源卫星遥感数字化图像处理技术及其在土地利用动态监测中的应用研究》文中进行了进一步梳理本课题研究的目的是结合国土资源部《南京市土地利用遥感动态监测》课题,在完成江苏省南京市完整辖区6000平方公里面积1998-1999年度建设用地及耕地变化为主的土地利用变化动态监测任务的基础上,就应用资源卫星遥感数字化信息进行土地资源动态监测的关键技术及工作流程进行较为系统的理论研究和应用试验。本研究成果的独创性表现在以下方面: 1.根据项目的总体要求并结合监测区的具体情况确定了项目的总体技术路线; 2.结合作者的实践经验,设计了资源卫星遥感影像数字化处理流程; 3.开发了若干数字化图形处理应用技术。结论: 1.利用多源遥感数据,采用科学的资源卫星数字化遥感信息处理技术可实现大范 围城、乡土地利用变化的快速、动态、定位、定性与定量监测; 2.本文提出的数字化图像处理作业流程基本上可以参照利用; 3.以遥感信息为数据源的数字化图像处理技术可实现图形产品多元化,而且大大 降低编图成本; 4.与GIS结合,可进一步开发数字化遥感图像处理技术的潜力, 5.在当前计算机软、硬件条件下,数字化遥感技术对实现土地利用管理科学化、 现代化具有重要的意义。

胡娟[2]2006年在《CBERS数字图像处理技术及其在喀斯特山区土地利用动态监测中的应用》文中认为文章以覆盖贵州省29景CBERS-01遥感图像标准化处理及CBERS-01在喀斯特山区数字图像增强技术实验为研究重点,选择都匀市为典型样区,进行喀斯特山区土地利用动态监测应用研究,探索CBERS-01在喀斯特山区土地利用最理想的图像处理方法及分类方法。以“3S”技术为总的技术背景,以遥感数字图像处理技术为主要技术支持,以中巴地球资源01/02星为遥感数据源,运用专业遥感图像处理软件和地理信息系统软件ArcGIS8.3、ARCview开展工作。在遥感数字图像预处理中,通过多次试验,采用纹理滤波法消除条带噪声,以96年TM影像为参考标准进行二阶多项式几何精校正和最邻近像元法重采样,误差控制在1个像元内。镶嵌试验中,选择先单轨道多波段直方图匹配拼接,再进行轨道间直方图匹配拼结的方法,最终获得接边和色彩匹配基本满意的全贵州CBERS-01影像镶嵌图。在图像增强处理中,运用辐射增强、空间增强、图像运算、色彩增强、多源遥感数据融合等多种方法,经过多次试验对比,发现对线性拉伸后的图像进行非定向边缘增强,得到的纹理信息图像再与原始图像作叠加运算,得到的合成图像既突出了图像的细节信息又突出了纹理信息。介绍分析了各种植被指数,利用非线性比自动提取植被信息。比较CBERS-01图像K-L变换和K-T变换的两个主要成分,发现缨帽变换能较好地分离土壤和植被。基于RGB-IHS变换和主成分变换模式,将CBERS-01与ASTER、TM、SPOT等数据进行多光谱影像融合实验。另外,展开CBERS-01与TM在灰度信息、纹理信息、边缘信息及宏观特点等方面的对比研究。建立CBERS-01多种图像处理相关数字图像产品卫星影像库10余个。最后以都匀市为例,以CBERS-01/02为数据源研究喀斯特山区土地利用监测中水体与阴影混分以及耕地与建设用地混分的问题,建立了利用波段相关性自动提取水体信息和基于光谱分析的耕地信息自动提取模型,实现了CBERS替代价格昂贵的国外遥感影像TM、SPOT,对喀斯特地区进行大比例尺土地资源的动态监测。

孙立武[3]2009年在《基于3S草原土壤厚度空间分布与草原退化程度关系的研究》文中认为近年来日益恶化的草原生态环境对我国北方生态安全构成了极大的威胁,草原退化已成为重大环境问题。本文以西乌珠穆沁旗草原为试验研究区域,利用CBERS卫星数据监测、解译草原退化等级,通过GIS、GPS技术及地统计学方法,采用普通克里格插值方法处理土壤厚度试验数据,制作研究区域土壤厚度的空间分布预测图,将草原退化遥感数据与土壤厚度空间分布状态进行叠加分析,建立了一种土壤厚度空间分布状态与草原退化关系的分析方法,确定研究区域内不同退化程度草原的面积及位置,这将为制定草原科学管理和退化草原自然恢复的保护策略提供基础数据,为国家制定和实施沙源治理工程提供技术支持。论文主要结论如下:1.对土壤厚度预试验277个数据进行处理及误差分析,结果表明克里格插值法明显优于反距离加权插值法,并确定土壤试验样点合理间距选取原则,即:地势平坦的区域,草原土壤试验样点间距可由理论的19.5m适当调整到200m,局部区域甚至可以放大到500m,对于丘陵区域,则需根据地形地貌复杂程度,草原土壤试验样点间距可在19.5m~60m适当选取,最大不要超过100m。2.处理500个土壤厚度试验数据,结果表明土壤厚度试验数据接近于正态分布,直方图呈单峰,均值与中值大致相等,且有对称性;正态QQ图再次证实了土壤厚度试验数据是服从正态分布的,数据无须进行转化;土壤厚度试验数据经过趋势分析显示,可以用一个西南——东北向的二阶多项式对其进行拟合最佳;半变异函数/协方差函数云图表明土壤厚度试验数据中存在空间自相关,且知道数据集中没有离群值或错误的采样点,故选用普通克里格插值创建比较精确的土壤表面。3.应用不同半方差拟合模型进行插值后误差分析,结果表明采用Rational Quadratic model为半方差拟合模型,其预测误差的均值为0.012、均方根为7.384、平均预测标准差为7.426、平均标准差为0.001,均为其各自最小值,均方根标准预测误差为0.987,因此选择Rational Quadratic model为土壤厚度的最佳半方差拟合模型。4.通过草原退化现状与相应位置的遥感影像对比分析,确定草原退化不同等级的感兴趣区域,利用ERDAS IMAGINE8.6执行草原退化等级监督分类,经过分类模板误差矩阵评价、分类精度评价及实地验证,获得2006年~2008年草原退化等级解译图,其分类精度分别为90.00%、89.74%和87.50%,kappa系数分别为0.88、0.88和0.86。5.根据2006~2008年三年平均统计数据对比分析,在草原土壤厚度小于10cm的研究区域内,处于中度退化和重度退化程度的草原面积分别占总面积的44.9%和48.2%;在草原土壤厚度为10~20cm的研究区域内,处于中度退化程度的草原面积占总面积的70.3%;在草原土壤厚度为20~30cm的研究区域内,处于轻度退化程度的草原占总面积的64.8%;在草原土壤厚度大于30cm的研究区域内,处于无明显退化和轻度退化程度的草原面积分别占总面积的32.8%、53.3%。

刘勇[4]2008年在《“3S”技术在森林资源规划设计调查中的应用研究》文中进行了进一步梳理森林资源规划设计调查是合理组织森林经营、实现森林多功能永续利用、建立和健全各级森林资源管理和森林计划体制的基本技术手段。森林资源规划设计调查工作的内容复杂而具体,传统的调查方法(地形图现地区划调查方法)由于获取信息周期长、花费大、效率低下等明显的缺点已不适应现代林业调查与管理的发展需要。遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)技术相结合(即通常所说的“3S”技术),作为一种高效的森林资源调查手段,可以适时调查掌握森林资源的分布现状和分布特点,对于研究森林资源的空间分布规律和动态变化趋势具有十分重要的意义。本文通过研究总结“3S”技术在洛南县森林资源规划设计调查中的应用,提出以SPOT5高分辨率卫星遥感影像数据为主要信息源,研究建立基于面向对象的森林资源空间信息获取技术,获取落实到森林资源经营管理的最基本单位——小班的森林资源图形数据和属性数据,完成小班属性数据库的建立。再以该调查数据为本底,以GIS技术为核心,应用Arc GIS软件建立森林资源信息管理系统。体现了“3S”等高新技术支持下森林资源规划设计调查的高效率和高精度的优点,实现了森林资源数据的输入、查询、分析、演示、输出的一体化,为森林资源的调查及管理提供辅助决策手段。

陈玉[5]2008年在《基于GIS的开采矿井土地利用系统分析与要素更新》文中研究表明将地理信息系统(GIS)和遥感(RS)作为技术手段应用到张集矿区土地利用管理中。将张集矿区遥感影像解译结果作为主要数据源,结合矿区土地利用类型基础数据库,在ArcGIS9.0平台下实现对矿区土地利用系统的更新。完成的主要工作包括:①在安徽省土地利用类型系统数据库(淮南矿区部分)的基础上提取出张集矿区井田土地利用系统图,作为土地利用系统要素更新的本底图层。②在中国资源卫星应用中心的网站选取并下载合适的CBERS数据,所选数据的成像时间分别为2000年和2007年,对其进行几何校正、图像增强预处理后,选定并裁剪出张集井田区域,作为更新原土地利用系统的主要信息源之一。③计算归一化植被指数NDVI作为提取水体信息的手段;采用计算机自动分类辅以目视解译的方法对遥感影响进行解译,并结合原始土地利用系统图,提取出矿区开采塌陷积水区及新建工业广场、公路、铁路等空间要素信息。④从原始土地利用系统中提取各种土地利用类型要素,分别对矿区开采塌陷要素进行叠加分析,得出开采塌陷影响各种土地利用类型的范围和准确影响面积结果。⑤结合遥感图像解译结果,对原数据库内矢量要素进行匹配调整,完成对张集矿区土地利用系统的更新,并以专题地图和表格的形式将研究区内土地利用动态变化情况表示出来。⑥针对开采塌陷对矿区生态环境的影响,提出张集井田开采沉陷综合治理措施,为张集矿区土地复垦规划、生态环境综合整治及生态恢复措施提供相关依据。

袁宏波[6]2006年在《黄河源区玛曲县草地沙化动态监测及区域景观结构分析研究》文中指出草地沙化是引起草地持续退化和生产力不断下降的主要原因之一。在多因素综合作用下,玛曲县近50年来天然草地沙化面积迅速扩大,沙化程度不断加剧。特殊的地理位置及独特的生态作用,该区域的草地沙化具有典型特征和重要的研究意义。本文以TM影像资料为信息源,结合GPS地面定位样方调查及历史资料、利用GIS分析手段,分析研究了玛曲县草地沙化现状及近14年来变化动态,并应用景观生态学原理与方法,对沙化区域的景观结构特征及沙化对区域景观的影响进行了分析研究,结果表明:(1)玛曲县草地沙化面积总体呈较为明显的增加态势。区域现有沙化草地面积7136.77 hm2,与1999年相比增加了1056.77hm2,总增长率为17.38%,年均增长率为4.35%。其中,流动沙地和半固定沙地是区域沙化土地面积增加的主要类型。(2)区域沙化程度整体上属重度水平。在玛曲县现有沙化草地中流动沙地占沙化土地总面积的35.5%,半固定沙地占沙化土地总面积的12%,固定沙地占沙化土地总面积的52.5%。全县极重度和重度沙化草地面积总计占沙化面积的41.4%,中度、轻度沙化草地面积分别占31.4%和27.2%。(3)区域沙化土地分布具有一定的规律性。玛曲县沙化土地主要分布在沿黄河两岸的阶地带和冲积河滩。其中,固定沙地、半固定沙地是沙化草地的主体,分布相对集中在冲积河滩和过渡放牧的退化草地内部;而流动沙地的分布较为分散,主要分布在黄河阶地及河湾滩地。(4)从沙化发展动态看,玛曲县沙化范围呈逐步扩展趋势。天然草地的沙化范围总体呈现出向黄河源头和下游延伸的趋势,沙化所涉及的黄河沿岸长度已达186.12 km,占县境内黄河总长的43%。同时,沙化草地分布区已从原来主要分布的沿黄河两岸阶地、河湾滩地,扩展到部分退化草场以及南部的部分湿地边缘。(5)区域沙化存在着较为明显的潜在发展空间。从沙化现状分析,现有沙化草地中,固定沙地和半固定沙地占比重较大,它们是转化为流动沙地的主要来源。另外,3616.07 hm2的潜在沙化地将是未来沙化土地增加的主要源区。如果不及时加以治理,潜在沙化土地将进一步退化,从而使区域沙化土地面积不断增加。(6)从整体水平来分析,区域景观具有一定稳定性。玛曲县沙化区域景观呈现出以草地为基质,湿地、灌木林地、沙化草地、水体及居民工矿用地等6种景观要素类型镶嵌分布的总体形式。草地、湿地、河流水体及灌木林地等自然景观是景观格局的主要构成要素。居民地作为区域典型的人工景观在整个区域景观中所占比例较小,对景观结构的影响微弱。(7)受黄河走向及阿尼玛卿山和西倾山两大山脉的地理位置和典型地形地貌的影响,玛曲县沙化区域景观格局呈明显的条带状分布特征。景观结构格局依其要素组成及

孟培培[7]2010年在《基于3S的土地督察信息系统研究》文中进行了进一步梳理土地资源是人类赖以生存和发展的物质基础。国土监控部门及时、准确地掌握土地利用和管理情况,土地资源的数量、质量、分布及其变化趋势,直接关系到国民经济的可持续发展。土地督察工作的开展是制定国民经济计划、国家宏观调控政策的主要依据;是监督检查地方政府对于土地利用总体规划、国家土地政策法规的实施情况的有力手段;是国家及时掌握地方土地利用情况的有效措施。然而,如何利用先进3S技术,快捷有效地开展土地督察工作,成为急需攻克的难题。本文根据土地督察业务的实际,结合RS、GIS、GPS在国土方面的应用特点,研究设计土地督察信息系统。本文总结分析了3S的概念、发展趋势以及在国土方面的发展与应用,从土地督察业务分类、业务流程、功能需求等各方面,对土地督察进行了研究分析;针对土地督察业务数据繁杂的实际,对督察业务涉及的数据进行了分类研究,分为基础地理数据、土地管理本底数据、专题业务数据,并对这些数据进行了预处理研究和数据库设计,提出了土地督察业务数据支撑体系,以达到规范化、标准化督察业务数据的目的;研究设计了基于3S技术的土地督察信息系统,包含了四个子系统,分别为土地利用遥感监测系统、土地督察内业审核分析系统、土地督察外业核查和实地巡查系统和导航监控系统,对各子系统的功能模块进行了设计,对配套的硬件设备进行了调研;通过国家土地督察上海局在浙江省某市的农地转用和土地征收审批事项督察工作,对系统进行了实例分析,探索了基于土地督察信息系统的科学合理的土地督察技术路线,包括:①内业资料收集、分析处理;②外业核查、采集数据;③内业数据整理与分析;④督察报告编写。通过本次实践测试,系统取得了预期成果,较大的提高了督察效率。本文的研究对于土地督察业务的深入了解;对于土地督察业务数据的科学管理;对于督察业务信息化建立完善,具有一定的实际意义。同时本文的研究对于3S技术的应用领域的拓展,对于3S技术集合发展,起到了一定的作用。

梁松[8]2009年在《城市规划动态监管卫星遥感关键技术研究》文中认为近几年来,Quickbird、Geoeye-I等亚米级高空间分辨率多光谱遥感卫星的陆续升空及其商业运营,为城市规划遥感监测提供了有效而适用的数据源和应用研究机会。本文以Quickbird、IKONOS卫星遥感数据为主要数据源,针对我国迅速城市化过程中城市规划与建设的监管任务,开展城市规划与建设的变化检测、遥感信息模型和Web GIS监管服务的研究。通过对城市规划遥感监测业务分析,确定了研究的遥感数据源和处理流程。针对高分辨率多光谱遥感影像的特点,介绍了常用的一些图像处理技术,提出了改进的小波融合算法。根据城市规划遥感监测的特点,提出了采用面向对象的变化检测、信息提取和分类方法。采用面向对象的的遥感信息模型建立方法,研究了监测目标的光谱和空间特征,并建立了相应的遥感应用模型。在监测系统设计方面,提出了基于Web服务的GIS监测分析方法。

王莉[9]2007年在《基于遥感与GIS的土地利用更新调查方法研究》文中进行了进一步梳理土地资源是人类生存、发展的基础。实时、准确、快速地掌握土地利用动态变化信息,对于促进土地资源合理利用、规划和科学管理,具有十分重要的意义。人口多,耕地少,耕地后备不足是我国的基本国情。加强土地管理,切实保护耕地是我国的治国之策。要加强土地管理,就必须首先掌握有关土地利用的各种信息,这就需要随时保持土地利用数据库处于最新的状态。RS和GIS技术的快速发展,为土地利用更新调查提供了坚实的技术支撑。本文以山西省大同市新荣区为例,从理论与实践的角度,研究了RS和GIS技术支持下土地利用更新调查的方法,全文研究的主要内容如下:(1)具体阐述了基于RS与GIS的土地利用更新调查的技术路线及其在土地利用更新调查各环节的技术实现。(2)利用SPOT5的2.5m全色数据和10m多光谱数据,针对影像的几何精校正、影像融合、镶嵌与分幅裁切等问题开展研究。(3)在土地利用遥感分类中,采用了最大似然法的监督分类及目视解译,并在此基础上进行了人机交互式解译。将遥感影像与土地利用现状图进行叠加,在MAPGIS平台上进行人机交互解译,使影像、图形和数据达到统一。(4)通过对解译结果进行野外核查,建立了包括数字格式和文档格式两种类型的大同市新荣区土地利用状况解译标志库。(5)通过外业调查,对人机解译结果进行了验证,并对其精度进行了分析。(6)简要介绍了建立土地利用数据库的基本流程和主要内容。

许辉熙[10]2005年在《石棉县林业管理信息系统的建立与应用研究》文中进行了进一步梳理森林资源是林业的主体。森林资源信息管理是林业信息管理的核心。将3S技术引入到我国林业部门具有重要意义。以GIS技术为核心,结合遥感技术、GPS技术建立完整的县级林业管理信息系统,是林业管理工作的必然要求。 石棉县是林业大县,县域面积广,地形复杂,森林资源丰富。但是,石棉县的林业管理工作处于传统工作阶段。为此,本研究在实地调研、资料收集的基础上,以GIS技术为核心,构建了石棉县林业管理信息系统(SM-FMIS)。应用研究表明,系统能够满足日常工作需要,改变了林业传统工作方式,提高了工作的效率。 通过本研究,主要取得了以下成果: (1)基于3S技术,构建了石棉县林业管理信息系统,探索出一种县级林业管理信息系统的构建模式; (2)整合现有图件资料、遥感影像、文本资料等,设计并建立了系统基础地理空间数据库和林业专题空间数据库,为今后林业管理信息系统的数据库建设提供了参考依据; (3)探索出林业管理信息系统空间数据库建库流程以及空间数据质量控制的有效方法及关键技术。

参考文献:

[1]. 资源卫星遥感数字化图像处理技术及其在土地利用动态监测中的应用研究[D]. 孟淑英. 东北农业大学. 2000

[2]. CBERS数字图像处理技术及其在喀斯特山区土地利用动态监测中的应用[D]. 胡娟. 贵州师范大学. 2006

[3]. 基于3S草原土壤厚度空间分布与草原退化程度关系的研究[D]. 孙立武. 内蒙古农业大学. 2009

[4]. “3S”技术在森林资源规划设计调查中的应用研究[D]. 刘勇. 西北农林科技大学. 2008

[5]. 基于GIS的开采矿井土地利用系统分析与要素更新[D]. 陈玉. 合肥工业大学. 2008

[6]. 黄河源区玛曲县草地沙化动态监测及区域景观结构分析研究[D]. 袁宏波. 甘肃农业大学. 2006

[7]. 基于3S的土地督察信息系统研究[D]. 孟培培. 山东科技大学. 2010

[8]. 城市规划动态监管卫星遥感关键技术研究[D]. 梁松. 中国矿业大学(北京). 2009

[9]. 基于遥感与GIS的土地利用更新调查方法研究[D]. 王莉. 太原理工大学. 2007

[10]. 石棉县林业管理信息系统的建立与应用研究[D]. 许辉熙. 四川师范大学. 2005

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