基于多时相遥感影像的滨海湿地监测方法研究
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Ｓｅ ｐ ｔ ． ２０１ ３
２ ０ １ ３ 年 ９月
基 于多时相遥感 影像 的滨 海湿地监测方法研究
慈 慧 ， 郭朋 辉 ， 秦 勇ｈ ， 杨 慧 。
（ １ ． 中国矿业大学 资源与地球科学学院 ， 江苏 徐州 ２ ２ １ １ １ ６ Ｉ ２ ． 煤层气 资源及成藏过程教育部重点实验 室， 江苏 徐州 ２ ２ １ １ １ ６ ）
比发现 ， 这两种方法得 到的总体变化基本 一致 ， 都显示研 究区的湿地面积正 在减 少 ， 自然湿地退 化较为严重 ，
且 更 多 地 转 变 为 稻 田 和旱 地 。 两 种 监 测 方 法 各 有 利 弊 ， 前 者 易受 分 类 精 度 的 影 响 ， 后 者 易 受 选 取 图像 纹 理 特
分类 方法 ； Ｇ Ｉ Ｓ （ 地 理信 息系 统 ） 支 持下 的遥感 分类 方法 ； 非 参数 型遥感 分类 方法 。 近 几年 来 ， 人工神 经 网络
（ ＡＮＮ） 、 智 能 技术 、 模糊数学、 专 家 系 统等 不 同于 传 统 模 式 的 非 参 数型 分类 方 法 逐 步 成 熟 ， 不 断 得 以应
第３ ｌ 卷
第３Leabharlann Baidu期
广西 师范 大学 学报 ： 自然科学 版
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ Ｎｏ ｒ ｍａ ｌ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ： Ｎａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｖｏ １ ． ３ １ Ｎｏ ． ３
湿 地是 水陆 相互 作用形 成 的特殊 生态 系统 ， 是人 类重 要 的生存 环境和 自然资源 ， 也是 自然 界最 富生物
多样性 的 生态景 观之 一 。 湿 地经 常位 于深 水系统 和高 地 系统之 间 的边缘 ， 受深 水系 统和 陆地 系统 的共 同影 响， 是 地表 长期 或季 节性积 水 的景观 类型 ［ １ ］ 。湿 地 的物理 特征 决定 了其 在提供 水 源 、 调 节径 流 、 控制 污染 、
湿地 与人 类息 息相关 ， 是人 类拥 有 的宝贵 资源 。近些 年 来 ， 湿地 的 面积大 量减 少 ， 这 直接 影响 到生 态平衡 ，
对人类 的 生产和 生 活都产 生 了一定 的影 响 。 遥 感 图像分 类是 土地 利用 变化研 究中至关 重要 的一 个环 节 ， 也是土 地利 用变化 信 息提取 的基础 。 如 何
提 供可 利用 的资 源 、 调 节气 候 、 提 供野 生动 物 的栖 息地 、 美 化环 境等 方面具 有 重要 的生态 价值 ， 它既是 陆 地
上 的天 然 蓄水库 ， 又是 众多 野 生动植 物资 源 ， 特 别是珍 稀 水 禽的繁 殖和越 冬地 ， 可 以给人 类提 供水和 食物 。
用［ ８ － １ ３ ］ 。
对于 湿 地地 区地 物 种类变 化 的监 测与 控制 是 一项 必要 的工 作 ， 但 往 往 呈现 出很 多 实践 中的 困难 。首
先， 变 化监 测 的精度 难 以得 到 保证 。 因为 这项工 作要 在不 同时空尺 度上进 行 ， 操作起 来 非常 困难 ， 并 且 湿地 的 组成 变化 也很 迅速 ， 靠 人力 做 实地考 查 几乎 不可 能 实现对 其 变 化的 实时跟 踪 调查 ； 其次， 若要 能够 反 映 出 湿地 变化 的趋 势和 强 度 ， 需 要进 行很 长 时 间的实 地 观测与 考 查 ， 历时太 长 ， 而 且需 要大 量 的人 力 和物 力
提 高遥感 图像 的分类 精度 一直 是遥 感 技术 应用 研 究的 热点 之一 ， 不少 国 内外 学者 进行 了许 多积 极有 益 的
探索 ［ ２ ］ 。 目前 ， 土地 利用 ／ 覆盖 遥感分 类方 法研 究进 展可 概括 为 以下几个 方 面 ： 多源 、 多 时相遥 感数 据 融合
摘
要： 湿地的现状 及其变化趋势对于湿地开发、 利用 、 管理及保护政策的制定至关重要 。以江苏省典型滨海
湿地 为研 究对象 ， 利用 ２ ０ ０ ２年 ５月和 ２ ０ ０ ７ 年 ６ 月的 Ｌ ａ ｎ ｄ ｓ ａ ｔ ７ Ｅ ＴＭ＋图像数据 ， 在分 析湿 地特 征及其遥感 图 像表征 的基础上 ， 通过对湿地多光谱遥感图像特征 向量的分析 ， 对 ２ ０ ０ ２年的影像进行基于知识 规则的信 息提
征 的影 响 。
关键词 ： 江苏省滨海湿地 ； 信 息提取 ； 变化监测 ； 知识规则 ； 多变量特征 中图分类号 ： Ｔ Ｐ ７ ９ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ １ — ６ ６ ０ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ １ ４ ４ — ０ ８
０ 引言
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ４ — ２ ０
基金项 目： 国家 自然 科学青年基金资助 项 目（ ４ １ ２ ０ ２ ２ ３ ７ ， ４ １ ０ ０ １ ２ ３ ０ ） ； 江苏高校 优势学科建设工程资助项 目； 徐州市科技 项 目（ ＸＭ１ ２ Ｂ ０ ７ ３ ） ； 中 国矿业大学课 程建设与教学改革 项 目（ ２ ０ ０ １ ２ ２ ７ ） ； 中国矿业大学 资源与地 球科学学院 课程建设 与教 学改革项 目 通信联系人 ： 慈慧（ １ ９ ８ １ 一） ， 女， 辽 宁丹东人 ， 中国矿业大学讲师 ， 博士 。Ｅ — ｍａ ｉ ｌ ： ｃ ｉ — ｈ ｕ ｉ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ
取， 对２ ０ ０ ７年 的 影 像 采 用 监 督 分 类 与 非 监 督 分 类 相 结 合 的 方 法 进 行 分 类 ， 两 者 都 取 得 了较 为 理 想 的 分 类 结 果， 最 后 对 分 类 后 的 两 期 影 像 分 别 采 用 分 类 后 比较 法 和 Ｒ Ｂ — ＮＤ ＶＩ — ＮＤＭＩ 法 进 行 滨 海 湿 地 的变 化 监 测 。 经 对
２ ０ １ ３ 年 ９月
基 于多时相遥感 影像 的滨 海湿地监测方法研究
慈 慧 ， 郭朋 辉 ， 秦 勇ｈ ， 杨 慧 。
（ １ ． 中国矿业大学 资源与地球科学学院 ， 江苏 徐州 ２ ２ １ １ １ ６ Ｉ ２ ． 煤层气 资源及成藏过程教育部重点实验 室， 江苏 徐州 ２ ２ １ １ １ ６ ）
比发现 ， 这两种方法得 到的总体变化基本 一致 ， 都显示研 究区的湿地面积正 在减 少 ， 自然湿地退 化较为严重 ，
且 更 多 地 转 变 为 稻 田 和旱 地 。 两 种 监 测 方 法 各 有 利 弊 ， 前 者 易受 分 类 精 度 的 影 响 ， 后 者 易 受 选 取 图像 纹 理 特
分类 方法 ； Ｇ Ｉ Ｓ （ 地 理信 息系 统 ） 支 持下 的遥感 分类 方法 ； 非 参数 型遥感 分类 方法 。 近 几年 来 ， 人工神 经 网络
（ ＡＮＮ） 、 智 能 技术 、 模糊数学、 专 家 系 统等 不 同于 传 统 模 式 的 非 参 数型 分类 方 法 逐 步 成 熟 ， 不 断 得 以应
第３ ｌ 卷
第３Leabharlann Baidu期
广西 师范 大学 学报 ： 自然科学 版
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ Ｎｏ ｒ ｍａ ｌ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ： Ｎａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｖｏ １ ． ３ １ Ｎｏ ． ３
湿 地是 水陆 相互 作用形 成 的特殊 生态 系统 ， 是人 类重 要 的生存 环境和 自然资源 ， 也是 自然 界最 富生物
多样性 的 生态景 观之 一 。 湿 地经 常位 于深 水系统 和高 地 系统之 间 的边缘 ， 受深 水系 统和 陆地 系统 的共 同影 响， 是 地表 长期 或季 节性积 水 的景观 类型 ［ １ ］ 。湿 地 的物理 特征 决定 了其 在提供 水 源 、 调 节径 流 、 控制 污染 、
湿地 与人 类息 息相关 ， 是人 类拥 有 的宝贵 资源 。近些 年 来 ， 湿地 的 面积大 量减 少 ， 这 直接 影响 到生 态平衡 ，
对人类 的 生产和 生 活都产 生 了一定 的影 响 。 遥 感 图像分 类是 土地 利用 变化研 究中至关 重要 的一 个环 节 ， 也是土 地利 用变化 信 息提取 的基础 。 如 何
提 供可 利用 的资 源 、 调 节气 候 、 提 供野 生动 物 的栖 息地 、 美 化环 境等 方面具 有 重要 的生态 价值 ， 它既是 陆 地
上 的天 然 蓄水库 ， 又是 众多 野 生动植 物资 源 ， 特 别是珍 稀 水 禽的繁 殖和越 冬地 ， 可 以给人 类提 供水和 食物 。
用［ ８ － １ ３ ］ 。
对于 湿 地地 区地 物 种类变 化 的监 测与 控制 是 一项 必要 的工 作 ， 但 往 往 呈现 出很 多 实践 中的 困难 。首
先， 变 化监 测 的精度 难 以得 到 保证 。 因为 这项工 作要 在不 同时空尺 度上进 行 ， 操作起 来 非常 困难 ， 并 且 湿地 的 组成 变化 也很 迅速 ， 靠 人力 做 实地考 查 几乎 不可 能 实现对 其 变 化的 实时跟 踪 调查 ； 其次， 若要 能够 反 映 出 湿地 变化 的趋 势和 强 度 ， 需 要进 行很 长 时 间的实 地 观测与 考 查 ， 历时太 长 ， 而 且需 要大 量 的人 力 和物 力
提 高遥感 图像 的分类 精度 一直 是遥 感 技术 应用 研 究的 热点 之一 ， 不少 国 内外 学者 进行 了许 多积 极有 益 的
探索 ［ ２ ］ 。 目前 ， 土地 利用 ／ 覆盖 遥感分 类方 法研 究进 展可 概括 为 以下几个 方 面 ： 多源 、 多 时相遥 感数 据 融合
摘
要： 湿地的现状 及其变化趋势对于湿地开发、 利用 、 管理及保护政策的制定至关重要 。以江苏省典型滨海
湿地 为研 究对象 ， 利用 ２ ０ ０ ２年 ５月和 ２ ０ ０ ７ 年 ６ 月的 Ｌ ａ ｎ ｄ ｓ ａ ｔ ７ Ｅ ＴＭ＋图像数据 ， 在分 析湿 地特 征及其遥感 图 像表征 的基础上 ， 通过对湿地多光谱遥感图像特征 向量的分析 ， 对 ２ ０ ０ ２年的影像进行基于知识 规则的信 息提
征 的影 响 。
关键词 ： 江苏省滨海湿地 ； 信 息提取 ； 变化监测 ； 知识规则 ； 多变量特征 中图分类号 ： Ｔ Ｐ ７ ９ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ １ — ６ ６ ０ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ １ ４ ４ — ０ ８
０ 引言
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ４ — ２ ０
基金项 目： 国家 自然 科学青年基金资助 项 目（ ４ １ ２ ０ ２ ２ ３ ７ ， ４ １ ０ ０ １ ２ ３ ０ ） ； 江苏高校 优势学科建设工程资助项 目； 徐州市科技 项 目（ ＸＭ１ ２ Ｂ ０ ７ ３ ） ； 中 国矿业大学课 程建设与教学改革 项 目（ ２ ０ ０ １ ２ ２ ７ ） ； 中国矿业大学 资源与地 球科学学院 课程建设 与教 学改革项 目 通信联系人 ： 慈慧（ １ ９ ８ １ 一） ， 女， 辽 宁丹东人 ， 中国矿业大学讲师 ， 博士 。Ｅ — ｍａ ｉ ｌ ： ｃ ｉ — ｈ ｕ ｉ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ
取， 对２ ０ ０ ７年 的 影 像 采 用 监 督 分 类 与 非 监 督 分 类 相 结 合 的 方 法 进 行 分 类 ， 两 者 都 取 得 了较 为 理 想 的 分 类 结 果， 最 后 对 分 类 后 的 两 期 影 像 分 别 采 用 分 类 后 比较 法 和 Ｒ Ｂ — ＮＤ ＶＩ — ＮＤＭＩ 法 进 行 滨 海 湿 地 的变 化 监 测 。 经 对