采用决策树方法的高分一号PMS影像山区森林覆盖提取

第３期 刘恺，等：采用决策树方法的高分一号 ＰＭＳ影像山区森林覆盖提取
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影响等方面有着重要的意义［１］．相较于林业部门传统 的 人 工 勾 绘 等 方 法，遥 感 技 术 具 有 覆 盖 范 围 广、实 时性强、成本低等优势，为获取森林覆盖面积提供有效的技术支 持．高分一号（ＧＦ１）卫星的 发射 对于中 国自主把握航天遥感的主动权具有重要的意义．目 前，基 于 ＧＦ?１ ＷＦＶ 影 像 的 应 用 研 究 较 多 集 中 于 提 取大豆、玉米及小麦等农作物［２?４］；对 ＰＭＳ影像进 行 信 息 提 取 的 研 究 中，在 盐 渍 化［５］、农 作 物［６］、居 民 地 提取 中 ［７］ 均有应用．在森林覆盖识别上，ＧＦ?１ ＷＦＶ 影像应用较多［８９］，而 ＧＦ?１ＰＭＳ影像的应用并不常 见．任冲等［１０］结合 ＳＰＯＴ５与 ＧＦ?１ＰＭＳ影像对小陇山百花林场进行林地类型划分，在 ＧＦ?１影像上的 类型划分到有林地一类，说明有林地在 ＧＦ?１ＰＭＳ影像上具备可 识 别性．目前，基于 ＧＦ?１ＰＭＳ 影像在 山 区 森 林 覆 盖 提 取 方 面 的 研 究 还 较 为 少 见 ．决 策 树 模 型 结 构 简 单 、直 观 易 懂 、灵 活 性 高 ，已 被 应 用 于 各 种 遥感影像信息的提取中［１１１６］．综合考虑 ＧＦ?１ＰＭＳ 数 据 在 山 区 森 林 覆 盖 提 取 的 应 用 现 状，本 文 对 影 像 采用面向对象 分 析 技 术，使 用 决 策 树 模 型 进 行 森
采用决策树方法的高分一号 犘犕犛影像 山区森林覆盖提取
刘 恺１，２，周 小 成１，２
（１．福州大学 卫星空间信息技术综合应用国家地方联合工程研究中心，福建 福州 ３５０１０８； ２．福州大学 空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室，福建 福州 ３５０１０８）
摘要： 以福建省龙岩市新罗区为例，选取单期国产高 分 一 号（ＧＦ?１）ＰＭＳ影 像，采 用 面 向 对 象 决 策 树 模 型 进
第 ４０ 卷 第 ３ 期
２０１９年５月
华 侨 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ） ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｕａｑｉａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ （ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ）
犇犗犐：１０．１１８３０／ＩＳＳＮ．１０００?５０１３．２０１８０９０２２
Ｖｏｌ．４０ Ｎｏ．３ Ｍａｙ２０１９
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ＬＩＵ Ｋａｉ１，２，ＺＨＯＵ Ｘｉａｏｃｈｅｎｇ１，２
（１．ＮａｔｉｏｎａｌａｎｄＬｏｃａｌＪｏｉｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＳａｔｅｌｌｉｔｅＧｅｏｓｐａｔｉａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｆｕｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｚｈｏｕ３５０１０８，Ｃｈｉｎａ；
森林约占地球陆地面积的三分之一，在环境保护及国 民 经济 方 面 扮 演 着 重 要 的 角 色．因 此，掌 握 年 度 森 林 资 源 覆 盖 率 （面 积 ）对 及 时 评 价 全 球 气 候 和 生 态 环 境 情 况 ，以 及 评 估 森 林 资 源 变 化 、辨 识 人 类 活 动
收 稿 日 期 ： ２０１８?０９?１１
行 森 林 覆 盖 提 取 ．针 对 山 区 地 形 因 素 引 起 的 阴 坡 森 林 区 域 光 谱 值 异 常 现 象 ，灵 活 运 用 坡 度 因 子 、红 绿 比 值 植 被
指数、比值植被指数、归一化水体指数特征进行森林覆 盖 提 取，并 将 该 方 法 与 其 他 分 类 器 算 法 进 行 对 比．结 果
表明：决策树模型的森林制图精度为９６．１％，Ｋａｐｐａ系数为０．８４；该模型可提取高精度的山区 森 林 覆 盖 信 息，
且具有可靠性．
关 键 词 ： 山 区 ；森 林 覆 盖 ；决 策 树 模 型 ；面 向 对 象 ；高 分 一 号
中 图 分 类 号 ： 章 编 号 ： １０００?５０１３（２０１９）０３?０３７６?０８
２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｐａｔｉａｌＤａｔａ ＭｉｎｉｎｇａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｈａｒｉｎｇｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ， Ｆｕｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｚｈｏｕ３５０１０８，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋： Ｔａｋｉｎｇ Ｘｉｎｌｕｏ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｌｏｎｇｙａｎ Ｃｉｔｙ，ＦｕｊｉａｎＰｒｏｖｉｎｃｅａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ，ａｓｉｎｇｌｅｐｈａｓｅｄｏｍｅｓｔｉｃ ｇａｏｆｅｎ?１ｓａｔｅｌｌｉｔｅ（ＧＦ?１）ＰＭＳｉｍａｇｅｗａｓｓｅｌｅｃｔｅｄ，ａｎｄａｎｏｂｊｅｃｔ?ｏｒｉｅｎｔｅｄｄｅｃｉｓｉｏｎｔｒｅｅｍｏｄｅｌｗａｓｕｓｅｄｆｏｒｆｏｒ ｅｓｔｃｏｖｅｒｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ．Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅａｎｏｍａｌｏｕｓｏｐｔｉｃａｌｓｐｅｃｔｒａｌｖａｌｕｅｏｆｓｈａｄｙｆｏｒｅｓｔａｒｅａｃａｕｓｅｄｂｙ ｍｏｕｎｔａｉｎ ｏｕｓｔｅｒｒａｉｎｆａｃｔｏｒｓ，ｔｈｅｓｌｏｐｅｃｏｖｅｒａｇｅ，ｒｅｄ?ｇｒｅｅｎｒａｔｉｏｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｉｎｄｅｘ，ｒａｔｉｏｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｉｎｄｅｘａｎｄｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ ｗａｔｅｒｂｏｄｙｉｎｄｅｘａｒｅｕｓｅｄｔｏｅｘｔｒａｃｔｆｏｒｅｓｔｃｏｖｅｒ，ａｎｄｔｈｅｕｓｅｄｍｅｔｈｏｄｉｓｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｏｔｈｅｒｃｌａｓｓｉｆｉｅｒａｌｇｏ ｒｉｔｈｍｓｃｏｍｐａｒｉｎｇ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｆｏｒｅｓｔｍａｐｐｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｄｅｃｉｓｉｏｎｔｒｅｅｍｏｄｅｌｉｓ９６．１％ ，ａｎｄ ｔｈｅＫａｐｐａｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｉｓ０．８４．Ｔｈｉｓｍｏｄｅｌｃａｎｅｘｔｒａｃｔｈｉｇｈ?ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍｏｕｎｔａｉｎｆｏｒｅｓｔｃｏｖｅｒａｇｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｗｉｔｈ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ． 犓犲狔狑狅狉犱狊： ｍｏｕｎｔａｉｎａｒｅａ；ｆｏｒｅｓｔｃｏｖｅｒ；ｄｅｃｉｓｉｏｎｔｒｅｅｍｏｄｅｌ；ｏｂｊｅｃｔｏｒｉｅｎｔｅｄ；ｇａｏｆｅｎ?１ｓａｔｅｌｌｉｔｅ
通信作者： 周小成（１９７７?），男，副 研 究 员，博 士，主 要 从 事 高 分 辨 率 遥 感 影 像 信 息 提 取 的 研 究．Ｅ?ｍａｉｌ：ｚｈｏｕｘｃ＠ｆｚｕ． ｅｄｕ．ｃｎ．
基 金 项 目 ： 中 央 引 导 地 方 科 技 发 展 专 项 （２０１７Ｌ３０１２）；福 建 省 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 （２０１５Ｈ６００８）