土地利用/覆盖变化信息提取实验报告

1. 实验目的

利用TM/ETM3个时相卫星数据，应用ENVI软件进行土地利用/覆盖分类，在此基础上进一步分析其动态变化特征。 2. 实验内容

金华市土地利用/覆被变化信息的提取。采用决策树分类法提取土地利用/覆被信息，它通过分析地物光谱特征和其他图像特征，充分利用高程、坡度等地理辅助信息可以有效地提高分类精度，比较适合于江南丘陵地形破碎、地物分布复杂的地区。和传统的监督分类法相比，它可以消除园地和林地、建设用地和裸地光谱相似所带来的影响。

（1）TM影像数据的预处理。本文的遥感数据处理主要包括大气校正、几何校正和图像增强，并利用行政边界矢量图对影像进行裁剪。

（2）土地利用变化信息提取。首先对其中的一期影像(2003年)分别采用最大似然法、决策分类树法进行分类，提取土地利用/覆被信息，并对二者的提取精度进行比较，选择精度最高者作为最终的提取方法，进而提取1988～2003年金华市土地利用/土地覆被信息。

（3）利用空间叠加获取土地利用/覆被变化的面积转移矩阵，进而通过面积转移矩阵分析土地利用/土地覆被的数量变化、空间结构变化和土地利用程度。 3. 实验方案

4. 数据预处理

4.1 数据源

本文所采用的数据包括：两景金华市的Landsat TM和一景Landsat ETM陆地卫星影像，一景半SPOT全色影像；该地区1：50 000地形图；该地区81m*81m分辨率的数字高程模型（DEM）；1：100万中国行政边界矢量图等。 具体的见表4-1和4-2所示。 表4-1 研究区遥感影像数据

获取时间 传感器类型 数量（景）

1

空间分辨率（m）

5 5 15m（全色）

2003年3月9日 SPOT-5全色

1/2

LandsatETM+

2003年3月26日

1-8波段

1996年9月6日 1988年12月5日

LandsatTM1-7波段 LandsatTM1-7波段

1

30m(多光谱)

1 1

30 30

表4-2 研究区其他资料及应用说明

数据类型 大比例尺地形图

应用说明

最新时相的1：50000地形图，用于进行卫星遥感资料的几何校正 野外控制点的测量，土地利用/覆盖分类训练样本区的调查，建立判读

标志，进行分类及信息提取精度检验等工作 对比土地利用/覆盖动态变化及遥感影像分类精度参考

野外调查资料

土地利用现状图

4.2 图像预处理

数据预处理部分主要包括：对遥感影像进行大气校正、几何纠正、以及对研究区进行边界裁剪和图像增强。主要工作流程如下（图4-2）：

图4-2数据预处理主要技术流程 具体方法如下：

1）大气校正。本文的大气纠正在PCI软件的ATCOR2模块中完成，以去除薄云和大气对影像光谱的影响，尤其是96年的图像，经过大气校正后，图像质量得到了很大提高。

2）几何纠正。影像几何纠正就是将所研究影像纳入到一个地面坐标系中，方法是利用地面控制点对各种因素引起的遥感影像的几何畸变进行纠正，以便确定影像上每个像元在地面的坐标，其过程就是把目标由一个空间向另一个空间转换的过程。

3）边界裁剪。对遥感影像进行上述处理后，利用所给的金华县行政边界矢量图边界对影像进行裁剪，分别得到1988年和1996年的TM图像以及2003年的SPOT和ETM研究区影像。

4）图像增强。本文采用最佳指数因子分析方法对3幅多光谱影像三波段组合方案进行评价最后得出最佳波段组合。最佳指数因子的计算公式为：