基于遥感影像的土地利用变化检测
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ｎｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ（ＰＣＡ）ａｎｄ ｉｍａｇｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｒｅ ｕｓｅｄ．Ｉｍａｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｓａｍｅ ａ ｒｅａ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｐｈａｓｅｓ ｏｆ ｌａｎｄ
ｕｓｅ ｃｈａｎｇｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｃｃｕｒａｃｙ ｃｏｍ ｐａｒｉｓｏｎ， ａｎｄ ｓｕｍ ｍａｌ３ｚｅｓ ｔｈ ｅ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｍ ｅｔ ｈ ｏｄｓ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔ ｈ ｅ ｄｅｔｅｃｔ ｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｎａ ｌｙｓｉｓ． Ｋ ｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｈａｎｇｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｉｍａｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；ｃｈａｎｇｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
由于遥感影像的特殊性和应用需求的不 同，对于不 同 的影像 条件 和 变 化 检 测 有着 不 同 的检 测 标 准 ，所 以 目 前 还没 有一个 最优 的检 测方 法 。从 现 阶段 检 测方 法 中的 影 像 相减 、计算 机 自动 检测 到 智能 专 家系 统等 ，变化 检 测 的方 法多 种 多样 ，但从 提取 信 息 的方 式来 考 虑 ，变化 检 测
２）特征 级别 的变 化检测 方 法是 通 过构 建 特征 空 间 提 取不 同 时段遥 感 影 像 上 的 各种 特 征 信 息 ，并 比较 前后 不 同时段影像 特 征空 间的 相似 度 来确 定 影像 上 发生 变 化 的
ＬＩＵ Ｓｈｅｎｇｌｏｎｇ” ＺＨＡＮＧ Ｙｏｎｇｈｏｎｇ。
，
（１．Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｘｉｎ １２３０００，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００８３０，Ｃｈｉｎａ）
摘 要 ：随着遥 感科 学技 术的发展 、各种遥 感数据 的 累加 以及遥 感变化检测研 究的深入 ，基 于遥 感影像 的土地 利 用变化检 测手段也 日新月异。本 文主要 阐述 利用不 同的遥 感影像 处理方 法对不 同影像 之 间的土地利 用 变化 进 行检测 ，同时利 用影像 融合对 比法、影像差值 法、主成分 分析 法（ＰＣＡ法），以及 影像 分类 法等遥 感影像处理 方法 ， 对 同一地 区前后 不同时相 的土地利 用变化检 测效果进行精 度对 比，并总结 出不 同检 测方 法在 不 同条件 下的检 测
百度文库
方法 可 以分 成 ３个 级别 ：像 素级 别、特 征级 别和 知识 级别 。
１）像 素级别 的变化 检测 算 法 主要 是应 用 遥感 影 像 上 的单 个像 元 的灰 度 值 ，通 过 对 不 同时 段 的遥 感 影 像 灰 度 值对 比的方法来 获 取影 像 上发 生 变化 的区 域 。而 目前基 于像 素级 别 的变 化 检 测 手 段 主要 包 括 灰 度 值 差 异 法 、灰 度值 比值法以及基于像素的影像分类方法 （例如监督、非 监督 分类 ）等 。
效 果 。 关 键 词 ：变化 检 测 ；遥 感 影 像 处理 ；变化 信 息提 取 中图分类号 ：Ｐ２３７ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１６７２—５８６７（２０１８）０１—０１４５—０４
Ｔｈｅ Ｃｈａｎｇｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｂａｓｅｄ ｏｆ Ｌａｎｄ Ｕｓｅ ｏｎ Ｒｅｍ ｏｔｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ Ｉｍ ａｇｅ
第 ４１卷 第 １期 ２０１８年 １月
测 绘 与 空 间地 理 信 息
ＧＥＯＭＡＴＩＣＳ ＆ ＳＰＡＴＩＡＬ ｌＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹ
Ｖｏ１．４１，Ｎｏ．１ Ｊａｎ．，２０１８
基 于 遥 感 影 像 的 土 地 利 用 变 化 检 测
刘 生龙 ，张 永 红
（１．辽宁工程技术 大学 ，辽宁 阜新 １２３０００；２．中国测绘科学研究院 ，北 京 １００８３０）
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ：Ｗ ｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅ ａｃｃｕｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｄａｔａ ａｎｄ ｔ ｈ ｅ ｒｅ－ ｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｃｈａｎｇｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｌａｎｄ ｕｓｅ ｃｈａｎｇｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｉｍａｇｅ ｉｓ ａｌｓｏ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｗｉｔｈ ｅａｃｈ ｐａｓｓｉｎｇ ｄａｙ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｌａｎｄ ｕｓｅ ｃｈａｎｇｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｉｍａｇｅｓ ｉｓ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｉｍａｇｅ ｐｒｏ— ｃｅｓｓｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ．Ａｔ ｔｈｅ ｓａｎｌｅ ｔｉｍｅ，ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｉｍａｇｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｉｍａｇｅ ｆｕｓｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ，ｉｍａ ｇ ｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｍｅｔｈｏｄ，ｐｒｉｎｃｉｐａ ｌ ｃｏｍｐｏ·
０ 引 言
目前 土地利 用变 化检 测 是对 土 地 资 源利 用状 况 的信 息 综合 统计 调 查 ，是对 土地 资 源 进 行 合 理 分 配 必 不 可 少 的科学 方法 … 。基 于遥感 的 土地 利 用 动态 变 化 检测 是 指 运用遥感科学与技术 、计算机科学 、计算机检测仪等科学 技 术及 相关 设 备 ，对 土地 资 源 进 行 综 合 全 面 调查 与 管 理 的一 门学科 。同 时 ，利 用 已有 的详 细 土 地 图 件 数 据 等 数 据 ，对 当前 的土 地 资 源 利用 现 状 的动 态 变 化 进 行 全 面 系 统 的反 映 和分析 ，以达到动 态变 化监 测 的 目的。
ｕｓｅ ｃｈａｎｇｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｃｃｕｒａｃｙ ｃｏｍ ｐａｒｉｓｏｎ， ａｎｄ ｓｕｍ ｍａｌ３ｚｅｓ ｔｈ ｅ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｍ ｅｔ ｈ ｏｄｓ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔ ｈ ｅ ｄｅｔｅｃｔ ｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｎａ ｌｙｓｉｓ． Ｋ ｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｈａｎｇｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｉｍａｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；ｃｈａｎｇｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
由于遥感影像的特殊性和应用需求的不 同，对于不 同 的影像 条件 和 变 化 检 测 有着 不 同 的检 测 标 准 ，所 以 目 前 还没 有一个 最优 的检 测方 法 。从 现 阶段 检 测方 法 中的 影 像 相减 、计算 机 自动 检测 到 智能 专 家系 统等 ，变化 检 测 的方 法多 种 多样 ，但从 提取 信 息 的方 式来 考 虑 ，变化 检 测
２）特征 级别 的变 化检测 方 法是 通 过构 建 特征 空 间 提 取不 同 时段遥 感 影 像 上 的 各种 特 征 信 息 ，并 比较 前后 不 同时段影像 特 征空 间的 相似 度 来确 定 影像 上 发生 变 化 的
ＬＩＵ Ｓｈｅｎｇｌｏｎｇ” ＺＨＡＮＧ Ｙｏｎｇｈｏｎｇ。
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（１．Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｘｉｎ １２３０００，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００８３０，Ｃｈｉｎａ）
摘 要 ：随着遥 感科 学技 术的发展 、各种遥 感数据 的 累加 以及遥 感变化检测研 究的深入 ，基 于遥 感影像 的土地 利 用变化检 测手段也 日新月异。本 文主要 阐述 利用不 同的遥 感影像 处理方 法对不 同影像 之 间的土地利 用 变化 进 行检测 ，同时利 用影像 融合对 比法、影像差值 法、主成分 分析 法（ＰＣＡ法），以及 影像 分类 法等遥 感影像处理 方法 ， 对 同一地 区前后 不同时相 的土地利 用变化检 测效果进行精 度对 比，并总结 出不 同检 测方 法在 不 同条件 下的检 测
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方法 可 以分 成 ３个 级别 ：像 素级 别、特 征级 别和 知识 级别 。
１）像 素级别 的变化 检测 算 法 主要 是应 用 遥感 影 像 上 的单 个像 元 的灰 度 值 ，通 过 对 不 同时 段 的遥 感 影 像 灰 度 值对 比的方法来 获 取影 像 上发 生 变化 的区 域 。而 目前基 于像 素级 别 的变 化 检 测 手 段 主要 包 括 灰 度 值 差 异 法 、灰 度值 比值法以及基于像素的影像分类方法 （例如监督、非 监督 分类 ）等 。
效 果 。 关 键 词 ：变化 检 测 ；遥 感 影 像 处理 ；变化 信 息提 取 中图分类号 ：Ｐ２３７ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１６７２—５８６７（２０１８）０１—０１４５—０４
Ｔｈｅ Ｃｈａｎｇｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｂａｓｅｄ ｏｆ Ｌａｎｄ Ｕｓｅ ｏｎ Ｒｅｍ ｏｔｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ Ｉｍ ａｇｅ
第 ４１卷 第 １期 ２０１８年 １月
测 绘 与 空 间地 理 信 息
ＧＥＯＭＡＴＩＣＳ ＆ ＳＰＡＴＩＡＬ ｌＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹ
Ｖｏ１．４１，Ｎｏ．１ Ｊａｎ．，２０１８
基 于 遥 感 影 像 的 土 地 利 用 变 化 检 测
刘 生龙 ，张 永 红
（１．辽宁工程技术 大学 ，辽宁 阜新 １２３０００；２．中国测绘科学研究院 ，北 京 １００８３０）
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ：Ｗ ｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅ ａｃｃｕｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｄａｔａ ａｎｄ ｔ ｈ ｅ ｒｅ－ ｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｃｈａｎｇｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｌａｎｄ ｕｓｅ ｃｈａｎｇｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｉｍａｇｅ ｉｓ ａｌｓｏ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｗｉｔｈ ｅａｃｈ ｐａｓｓｉｎｇ ｄａｙ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｌａｎｄ ｕｓｅ ｃｈａｎｇｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｉｍａｇｅｓ ｉｓ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｉｍａｇｅ ｐｒｏ— ｃｅｓｓｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ．Ａｔ ｔｈｅ ｓａｎｌｅ ｔｉｍｅ，ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｉｍａｇｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｉｍａｇｅ ｆｕｓｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ，ｉｍａ ｇ ｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｍｅｔｈｏｄ，ｐｒｉｎｃｉｐａ ｌ ｃｏｍｐｏ·
０ 引 言
目前 土地利 用变 化检 测 是对 土 地 资 源利 用状 况 的信 息 综合 统计 调 查 ，是对 土地 资 源 进 行 合 理 分 配 必 不 可 少 的科学 方法 … 。基 于遥感 的 土地 利 用 动态 变 化 检测 是 指 运用遥感科学与技术 、计算机科学 、计算机检测仪等科学 技 术及 相关 设 备 ，对 土地 资 源 进 行 综 合 全 面 调查 与 管 理 的一 门学科 。同 时 ，利 用 已有 的详 细 土 地 图 件 数 据 等 数 据 ，对 当前 的土 地 资 源 利用 现 状 的动 态 变 化 进 行 全 面 系 统 的反 映 和分析 ，以达到动 态变 化监 测 的 目的。