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北方内陆温带草原带草地遥感分类研究

作　者: 王晓爽
导　师: 胡卓玮；赵文吉
学　校: 首都师范大学
专　业: 地图学与地理信息系统
关键词: 草地分类 EVI 专家分类器精度评价
分类号: S812
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

草地资源是我国的最重要的自然资源之一,有效及时的掌握我国草地资源的数量、质量和分布规律有助于充分的利用草地资源。在草地资源的研究中实现草地类型的划分是调查草地资源状况的重要技术手段。因此本文选择我国不包含东北和新疆地区的温带区域,属于我国北方内陆温带草原带作为研究区,开展草地类型划分和信息提取的研究。在研究区内主要包含五类具有代表性的草地类型,分别为山地草甸、温性草甸草原、温性草原、温性荒漠草原和低地草甸。本文的研究目的是利用2005年的MODIS遥感数据为主要信息源,结合积温、降水等多源信息数据,采用专家分类器结合光谱角分类方法实现研究区草地类型的划分和信息提取,并对分类结果实现精度检验和评价。首先探讨研究区内草地类型的EVI全年变化状况,分析草地类型生长周期及特征,并由此获取草地生长周期内EVI范围,并通过比较草地类型EVI范围差异,作为建立草地分类模型的主要依据之一,然后分析草地类型的湿润度指标状况和MNF图像的光谱信息特点,参与到草地分类研究中。通过量化分析不同草地类型的EVI、MNF1特征值以及湿润度指标建立草地信息提取规则和分类模型,利用ERDAS软件中的专家分类器(Expert Classifier)模块,实现研究区内草地类型的初步划分,形成分类成果。然而由于低地草甸属于非地带性隐域性植被,在整个研究区范围内不具备明显区别于其他草地类型的特征,采用初步的分类方法无法实现低地草甸的信息提取。但由于低地草甸遍布于整个研究区,同其他草地类型相邻分布的特点,本文选择了利用草地初步分类成果,将研究区划分为其他草地类型分别和低地草甸混合分布的小区域,在草地分区的基础上进一步分析草地类型的特征差异性,采用专家分类器和光谱角分类的方法进一步实现其他草地类型和低地草甸的划分。并且将两次分类的结果进行叠加和合并,形成研究区内的草地类型最终提取成果。最后利用简单随机抽样精度检验和分层随机抽样精度检验两种方法实现对草地分类结果的精度检验和评价。最终结果显示,两种方法的总体分类精度和Kappa系数,分别为60.4%、67.23%和0.611、0.636,分类效果很好,能够体现草地类型的分布状况。通过实现草地类型的分类和信息提取能够为草地动态变化监测提供技术支持和主要依据,对于合理开发和利用草地资源具有十分重要的意义。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1. 绪论  8-13
  1.1. 研究目的及意义  8
  1.2. 国内外研究现状  8-10
  1.3. 研究内容和技术方案  10-11
  1.4. 论文主要研究的关键问题  11-13
    1.4.1 基于MODIS EVI、光谱特征和环境因子数据的草地综合分类和信息提取…  11-12
    1.4.2 低地草甸信息提取方法研究  12
    1.4.3 草地分类精度评价  12-13
2. 研究区概况和主要数据准备  13-16
  2.1. 研究区概况  13-14
    2.1.1. 自然概况  13
    2.1.2. 研究区选取意义  13-14
    2.1.3. 研究区草地类型  14
  2.2. 数据源与数据处理  14-16
    2.2.1 MODIS数据、MNF图像变换  14-15
    2.2.2. MODIS EVI植被指数的运算与处理  15
    2.2.3. 湿润度指标的计算和应用  15-16
3. 草地分类系统、解译标志和方法  16-20
  3.1. 草地分类系统、分类原则  16-17
  3.2. 草地解译标志和MODIS光谱特征曲线分析  17-19
  3.3. 基于专家分类器的草地分类方法  19-20
4. 草地分类专家知识的分析与构建  20-35
  4.1. 不同草地类型生长过程和EVI植被指数时空特征分析  20-27
    4.1.1. 草地样区的选择  20-21
    4.1.2. 不同草地类型的EVI时空特征分析  21-27
  4.2. 不同草地类型MNF图像光谱特征分析  27-31
  4.3. 不同草地类型空间分布和环境因子特征分析  31-35
5. 草地分类及其精度评价  35-52
  5.1. 草地提取规则和分类模型建立  35-37
  5.2. 草地分类结果分析和精度评价  37-51
    5.2.1.草地分类及结果分析  37-49
    5.2.2. 草地分类精度验证  49-51
  5.3. 讨论  51-52
6. 结论与展望  52-56
  6.1. 结论  52-55
  6.2. 不足之处  55
  6.3. 展望  55-56
参考文献  56-59
致谢  59-60
硕士期间发表的学术论文  60

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