基于Landsat8和GF-1遥感影像南矶山湿地信息提取及时空动态变化研究

摘要

湿地作为与海洋、森林并列的全球三大生态系统，是水生和陆生生态系统相互作用的过渡地带，其丰富的自然资源和生态功能为人类提供赖以生存的物质条件，是人类重要的生存环境之一。本文运用卫星遥感技术可实现区域尺度上大范围、多分辨率、多时相、动态监测湿地变化的优势以及GIS的空间信息处理和分析功能，选取2014年14期Landsat8/Gaofen One（GF-1）多源多时相影像进行南矶山湿地信息提取，基于eCongnition8.6平台采用面向对象分类方法获取南矶山湿地湿地时空分布信息，实现定量分析不同时相南矶山保护区内各种湿地资源的分布及其时空的演变特征。本文得出以下几点结论：
　　（1）面向对象分类方法可以综合利用影像中的光谱、纹理、形状、上下文等信息，充分挖掘影像信息进行南矶山湿地信息提取，并对提取的湿地分类结果进行精度验证，结果表明，面向对象方法可获取精度较高的湿地分类结果，分类结果能准确反映当期南矶山湿地分布状况。
　　（2）南矶山湿地分布呈现显著的时空动态变化特征，1月至8月，深水、浅水范围呈现由北部、东部向西南方向扩张的趋势；9月至12月，水域面积呈现向东北部鄱阳湖主湖区萎缩的态势。草洲分布变化则表征与水域基本相反的特征，1至4月，期间是南矶山湿地草洲第一个生长期；4月至9月，随着南矶山湿地水位上涨，草洲面积萎缩；9月至12月迎来南矶山湿地苔草的第二生长季，草洲分布范围向退水后的湖心地带扩张；泥滩地是深水、浅水、稀疏草洲及茂密草洲的过渡地带，呈现环状分布于湖滨低地的特征。
　　（3）通过比较9期单一源 Landsat8影像提取的湿地面积与水位和14期Landsat8/GF-1多源影像获取的湿地面积与水位的两组相关性结果，研究发现，14期多源影像提取的各类湿地面积与水位呈现十分显著的相关性（R>0.84），且相关系数经检验后的置信水平高(P<0.001)，利用多源多时相影像构建较完整时间序列的影像用于提取南矶山湿地信息，可以更准确映证南矶山各类湿地面积对水位变化的动态响应关系。
　　（4）随着南矶山湿地水位季节动态变化，浅水、深水、稀疏草洲、茂密草洲及泥滩地的分布高程带也呈现显著的动态变化特点。此外，南矶山湿地各湿地地类间存在相互转化关系。春季至夏季南矶山湿地空间分布格局转变主要表现为草洲向水域转变；夏季至秋季则体现水域向草洲的转变；而秋季至冬季水域范围持续减少，进一步被泥滩地及草洲所取代，此湿地类型动态转化特点与湿地水域的丰扩枯退、草洲两荣两枯的季相变化特征相一致。

目录

声明

1 绪 论

1.1 研究现状

1.2 研究内容、目标及方法

1.3 技术路线

2 研究区概况与数据

2.1南矶山湿地基本特征

2.2 南矶山湿地地理位置

2.3 南矶山自然地理环境概况

2.4 数据源

3 多源遥感影像预处理

3.1 GF-1影像预处理

3.2 Landsat 8 OLI 影像预处理

4 南矶山湿地信息提取

4.1 南矶山湿地分类体系构建

4.2 面向对象分类理论方法

4.3 面向对象南矶山湿地信息提取

4.4 分类结果精度评价

5 南矶山湿地季相时空动态变化

5.1 南矶山湿地分类结果分析

5.2 湿地面积与水位相关性、湿地分布高程带季相变化

5.3 南矶山湿地季相变化特征分析

6 结论与讨论

6.1 结论

6.2 讨论

参考文献

附录

致谢

在读期间发表论文及科研情况