SPOT5卫星遥感影像土地利用变化监测方法研究

摘要

土地资源是人类赖以生存和发展的基础。随着我国经济的发展，城乡建设用地与耕地变化这一环境问题变得越来越突出，利用遥感技术及时准确监测土地利用的变化是合理解决这一问题的重要环节。 本文研究以SPOT5卫星遥感数据为数据源的土地利用变化遥感监测。通过开展土地利用变化遥感监测技术和方法研究，对比分析多种遥感处理方法，主要从遥感影像预处理技术、变化信息发现和变化信息提取这些方面，从而探索适合SPOT5遥感影像土地利用变化监测的方法，完善遥感监测技术流程。 在PCI软件环境下进行影像几何纠正处理：基于FLAASH模块实现SPOT5影像的大气校正；在MATLAB、PCI、ENVI软件环境下实现影像的代数运算法、交叉融合法、主成分分析法、分类后比较法及小波变换等多种遥感影像土地利用变化信息自动发现实验；采用OTSU法确定最件分割阈值，实现变化信息的自动提取，以及利用PHOTOSHOP软件的魔棒、扩大选择、选择相似等工具，人机交互式地实现彩色图像的分割。对土地利用变化遥感监测过程中的几何纠正方式与精度、数据融合方法、图像增强方法、变化信息发现和提取方法等方面进行比较讨论。通过对监测结果的精度分析，评价了选用土地利用变化遥感监测方法的合理性。 研究结果显示：（1）利用FLAASH模块对遥感影像进行大气校正，可有效地去除大气影响，从而恢复遥感影像中地物目标的本来面目。（2）基于线性回归分析法的相对辐射校正，能够很大程度地保留了与原影像的相关性，从而保证后续图像变化监测结果精度。（3）利用严密模型和GPS实测控制点实现SPOT5影像的几何纠正，其结果满足很好的几何精度要求。（4）通过实验发现直接交叉融合、差值交叉融合、差比值交叉融合、主成分分析法和小波变换法土地利用变化监测的准确率较高，且操作简单、兼顾多种变化信息等特点。（5）基于阈值的图像分割，算法实现简单，实际应用广泛，用OTSU法确定最佳阈值，图像分割结果能达到较高的精度。（6）利用PHOTOSHOP软件分割彩色图像，实现变化信息的彩色提取，有利于后续对变化图斑的归类处理。

目录

文摘

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声明

第一章引言

1.1论文选题的背景和意义

1.2土地利用变化监测与遥感技术

1.3土地利用遥感变化监测国外研究动态

1.4土地利用遥感变化监测国内研究动态

1.5现有遥感变化检测方法的分类及常用算法

1.6土地利用遥感变化监测现存问题

1.7本文主要研究内容

1.7.1课题来源

1.7.2本论文结构

第二章遥感图像变化监测的技术路线

2.1变化监测的概念

2.2变化监测的一般步骤

2.2.1数据源

2.2.2辐射校正

2.2.3影像纠正

2.2.4变化检测

2.2.5精度评估

2.3 SPOT5遥感影像的辐射校正

2.3.1 SPOT5影像大气校正

2.3.2相对辐射校正

2.4本章小结

第三章变化信息自动发现方法研究

3.1变化信息自动发现方法研究概述

3.2代数运算法

3.2.1图像差值法

3.2.2比值法

3.2.3变化向量分析法

3.3光谱特征变异法

3.3.1数据融合法

3.3.2影像组合法

3.4变换类方法

3.4.1主成分变换原理

3.4.2主成分变换应用

3.5分类方法

3.5.1监督分类法

3.5.2非监督分类法

3.5.3实验实例

3.6基于小波变换的变化信息自动发现

3.6.1小波变换理论

3.6.2小波求差法

3.7本章小结

第四章大范围变化监测试验

4.1基准数据

4.2直接交叉融合试验

4.3差比值融合试验

4.4两次主成分变换法试验

4.5本章小结

第五章变化信息自动提取的方法研究

5.1图像分割研究现状

5.2图像阈值分割

5.2.1阈值分割的一股原理

5.2.2阈值法的主要分类

5.3彩色图像分割

5.4基于PHOTOSHOP的图像分割

5.4.1基于PHOTOSHOP的图像分割原理

5.4.2双阈值计算

5.4.3利用PHOTOSHOP魔棒工具的图像分割

5.5实验实例

5.6本章小结

第六章结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果