海岸带动态变化检测

中国矿业大学

15级硕士研究生课程考试试卷

考试科目当代地理信息理论与技术考试时间

学生姓名张晓

学号TS15010010A3

所在院系资源学院

任课教师奚研涛老师

中国矿业大学研究生院培养管理处印制

海岸带动态变化监测

1.概述

海岸带是海陆交互作用的特殊地带。在当今全球海平面上升的背景下，海岸带侵蚀灾害已经严重威胁到海岸带的生存和生活环境。海岸带的动态变化监测逐渐变为各相关研究流域的一个热点研究课题。海岸带拥有丰富的潮汐能、波浪能、风能等能源资源，拥有芦苇、海藻、海洋微生物、红树林、鱼类等生物资源，拥有地下水、海水及矿产、滩涂、沙滩、岸线等众多资源。同时海岸带也存在着风暴潮、台风等突发性自然灾害以及海岸侵蚀、海水入侵、地面沉降、海面升高、河口和港口泥沙淤积等缓发性灾害。由于海岸带周边环境的不定性、突发性、恶劣性等特性，导致使用传统手段进行监测变得异常困难，尤其是大范围的海岸带监测。随着遥感技术的发展，已经有越来越多的领域引入遥感技术。利用遥感技术的大范围、周期短、多时相的特点，可以方便快捷地进行海岸带动态监测。

本文详细介绍了利用 ENVI 遥感技术对海岸带进行动态变化监测的流程。

以 1978年Landsat MSS图像和2008年Landsat ETM+图像为数据源，对阿拉斯加最北端的海岸线在过去30年的变化情况进行监测。本专题利用ENVI提供的监督分类和专题变化监测流程化工具完成海岸线变迁信息的提取。

2.处理流程简介

●数据获取

由于研究时间周期较长，为了获取更好的监测结果，特意选择了美国陆地卫星1978年Landsat MSS 和 2008 年 Landsat ETM+图像作为数据源。数据可以

从如下地址获取：/index.jsp 。在一般遥感专题中，都需要进行数据预处理。比如在进行多时相动态监测时，往往需要进行图像裁剪、图像配准等工作。由于本专题数据源一致，在验证配准精度很高之后，便可以跳过此步骤。

●监督分类

ENVI中提供了图像分类流程化工具（Classification Workflow），可以完成非监督

分类和监督分类，提供了多种分类方法。对两幅图像分别进行监督分类，得到土地利用分类结果，为下面的专题变化监测提供数据。

●专题变化监测

ENVI提供了丰富的变化监测工具。包括图像直接比较法变化监测（Image Change Workflow）和分类后比较法变化监测（Thematic Change Workflow）两个工具。直接比较法工具可以直接用图像的波段、特征指数等进行比较，得到变化信息。分类后变化监测工具支持分类结果的比较，直接得到土地利用变化转

3.详细的处理过程

●数据读取

本专题提供的数据是经过图像裁剪后的研究区域数据，存储格式为 ENVI 标准格式，选择 File->Open，在选择文件的窗口同时选择“1-原始数据”文件夹内的“1978_orignial_subset.dat”和“2008_original_subset.dat”文件。

●检查图像配准精度

由于在使用多时相数据进行动态监测时，图像的配准精度直接影响了最终监测结果的准确性，所以在进行操作之前，需要对两幅图像的配准精度进行检验。ENVI提供了多种透视（Portal）窗口（如图所示），可以辅助完成配准精度检验。或者可以调整顶层图层的透明度进行查看。

监督分类

本专题选用 Thematic Change Workflow 工具进行变化监测，需要首先获取两时相数据的图像分类结果。打开ENVI 5 工具箱中的/Classification/Classification Workflow 工具。以 1978 年数据为例，详细步骤如下：（1）点击“Browse”选择输入数据“1978_original_subset.dat”，点击 Next。（2）选择“Use Training Data”，可以进行监督分类，点击 Next。注：如果选择“No Training Data”则可以进行非监督分类。（3）进行样本选择。根据研究区域的影像，将土地类型分为陆地、海冰、水体。通过 Class Name 修改类别名，通过 Class Color 修改类别颜色，通过 Fill Interior 修改是否填充。（4）在样本选择结束后，可以勾选“Preview”进行分类结果的预览，同时可以将样本保存为 Shapefile 文件，可供下次使用。

（5）点开“Algorithm”选项卡可以进行分类算法的设置，提供四种算法，这里选择最大似然（Maximum Likelihood），点击 Next。注：勾选：Compute Rule Images，同时可以选择输出规则图像。（6）平滑和聚合，可以通过预览功能设置参数。根据需要进行平滑和聚合参数设置。点击 Next。（7）结果输出。可以输出分类结果栅格文件、矢量文件、统计文件和规则文件等。点击 Finish 即可完成。使用同样的流程完成 2008 年数据的监督分类。

海岸带变化监测

此步骤使用 ENVI5提供的 Thematic Change Workflow 工具完成，详细步骤如下：（1）打开 ENVI5工具箱的/Change Detection/Thematic Change Workflow。（2）选择输入数据。Time1选择1978年分类结果（2-监督分类

\1978_orignial_subset_class.dat），Time 2 选择 2008 年分类结果(2-监督分类\2008_original_subset_class.dat)。点击 Next。注：同时可以设定掩膜文件和重投影算法。（3）勾选“Only Include Areas That Have Changed”，只得到有变化的区域，同时可以预览结果。点击 Next。（4 平滑和聚合。根据需要进行参数设置，同时可以进行预览。点击 Next。（5）结果输出。可以选择输出变化栅格文件、矢量文件和变化统计结果。