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利用高—中—低分辨率遥感影像的大区域耕地面积快速估测研究
作 者: 王力凡
导 师: 潘剑君
学 校: 南京农业大学
专 业: 地图学与地理信息系统
关键词: 遥感影像 耕地 抽样 MODIS CBERS-02B
分类号: TP751
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要
及时掌握耕地面积信息在农业生产中极为重要,然而,我国幅员辽阔,耕地分布广泛、错综复杂、易于变化,对耕地面积的提取难度很大。利用遥感影像来提取耕地面积时效性强,也大大减少了工作量,具有很高的优越性,能够简单、快速地对耕地信息作出科学的判断,为相关部门的决策提供及时的信息服务。在国内外的相关研究中,对大区域进行耕地面积估测时,往往采用低分辨率遥感影像,使得结果精度较低,若采用较高分辨率的遥感影像,虽然能满足高精度的要求,但是研究区域大,使得工作量大大增加,不经济高效,耕地面积估测的大区域和高精度的双重要求难以统一。针对这一问题,本文提出了利用高-中-低分辨率遥感影像逐步抽样的方法,采用种植业区划分区作为均质区进行研究,提高了大区域耕地面积解译的精度。本文以山东省为例,利用MODIS影像、CBERS-2B卫星CCD影像和HR影像三种不同空间分辨率的遥感影像进行抽样,并根据种植业区划分区,统计不同分区内各影像所提取的耕地面积,计算各分区内影像之间的精度修正系数,逐层修正所获取的耕地面积数据,以提高精度,最终得到山东省耕地的解译面积。通过与农业统计数据对比和分析,得出以下结论:(1)利用高-中-低分辨率遥感影像逐步抽样的方法对山东省耕地面积的估测值,与同年份的统计数据相比高出8.07%其结果大大优于中低分辨率影像耕地面积的提取精度。该方法操作性强,显著提高了中、低分辨率影像耕地面积的提取精度,同时又满足大区域耕地监测的需求,可更好地应用于农业生产和研究中。(2)分析研究区中CBERS-02B卫星HR影像提取的耕地面积与CCD影像中耕地面积的数值差异表明,这些数值差异主要是分布在耕地间的小路、水渠等细小地物与周围的耕地在CCD影像中形成的混合像元所导致的。在研究区内,此类细小地物占CCD影像中所提取耕地面积的10%至20%,且该数值较为稳定,不随耕地所在的地形因素、耕地系数的变化而变化。(3)分析研究区中CBERS-02B卫星CCD影像提取的耕地面积与MODIS影像中耕地面积的数值差异表明,这些数值差异主要是由分布在耕地间的大路、河流、池塘等面积小于25ha2的地物与周围的耕地在MODIS影像中形成的混合像元所导致的。在研究区中,此类地物占MODIS影像中所提取耕地面积的20%至40%,且该数值不稳定,会随着耕地所在的地形、耕地系数的变化而变化,与耕地系数呈负相关的关系。
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全文目录
摘要 8-10 ABSTRACT 10-12 第一章 绪论 12-20 1.1 研究背景 12-13 1.2 国内外研究动态 13-17 1.2.1 国内外耕地面积提取与监测研究动态 14-15 1.2.2 国内外研究的总结及对本研究的启发 15-17 1.3 研究内容与方法 17-20 1.3.1 研究目的 17 1.3.2 研究内容 17 1.3.3 研究方法与技术路线 17-20 第二章 研究区与数据 20-34 2.1 研究区概况 20-24 2.1.1 自然状况 20-21 2.1.2 社会经济状况 21-22 2.1.3 耕地利用状况 22-24 2.2 数据来源与预处理 24-34 2.2.1 非遥感数据 24-26 2.2.2 MODIS影像数据 26-27 2.2.3 CBERS-02B影像数据 27-34 第三章 高、中、低分辨率遥感影像独立应用的耕地信息提取方法 34-48 3.1 遥感影像信息提取的常用方法 34-35 3.1.1 一般方法 34 3.1.2 计算机分类新方法 34-35 3.1.3 面向对象的遥感影像分类 35 3.2 高、中、低分辨率遥感影像耕地信息提取方法 35-48 3.2.1 高分辨率遥感影像:CBERS-02B HR影像 35-41 3.2.2 中分辨率遥感影像:CBERS-02B CCD影像 41-45 3.2.3 低分辨率遥感影像:MODIS影像 45-48 第四章 高、中、低分辨率遥感影像联合应用的耕地信息提取方法 48-64 4.1 空间抽样统计 48-50 4.2 高-中分辨率影像耕地面积的抽样统计 50-56 4.3 中-低分辨率影像耕地面积的抽样统计 56-58 4.4 耕地信息的提取结果与精度评价 58-59 4.5 实验结果分析 59-64 4.5.1 HR影像与CCD影像间耕地面积关系分析 59-61 4.5.2 CCD影像与MODIS影像间耕地面积关系分析 61-64 第五章 全文结论 64-66 5.1 主要结论 64-65 5.2 创新与不足 65 5.2.1 创新点 65 5.2.2 不足之处 65 5.3 对未来的展望 65-66 参考文献 66-72 硕士期间发表论文及参与项目 72-74 致谢 74
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 遥感技术 > 遥感图像的解译、识别与处理 > 图像处理方法
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