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《北京林业大学》 2007年
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基于高分辨率遥感影像的水土保持生态建设监测方法研究

吴卿  
【摘要】: 水土保持是解决黄河泥沙、改善流域生态环境、维持黄河健康生命的关键措施之一。近年来在黄土高原地区开展的水土保持生态建设实践证明,治理成效十分明显。对治理区监测是进行水土保持生态建设决策、管理、评价各个环节的重要依据,但目前黄河水土保持生态建设监测工作仍依赖于人工调查、统计上报等常规方法,受监测方法和人为因素影响严重,耗时长、费用高,误差大。本文以伊洛河下游黄土丘陵区巩义项目区为研究样区,开展基于高分辨率遥感影像水土保持生态建设的监测方法研究。在对研究样区水土保持生态建设情况和监测尺度及监测指标分析的基础上,选择1m分辨率的IKONOS影像和2.5m分辨率的SPOT5影像为监测遥感数据源;采用“RPC模型+GCP优化”方法进行高分辨率遥感影像正射纠正;用主成分分析法进行遥感影像全色波段与多光谱图像融合;用虚拟现实技术进行高分辨率遥感影像监督分类模板定义研究,用不同大不的聚类处理参数并在研究水土保持生态建设措施的空间特征和影像特征的基础上,确定提取水土保持生态建设信息的最小图斑参数值;最后用全数字人机交互解译和监督分类提取研究样区水土保持生态建设信息,并结合GPS现场验证和工程监理成果对监测结果进行分析评价。 研究结果表明:在利用RPC模型基础上,利用控制点对纠正的残余误差进行优化,然后进行IKONOS遥感影像纠正,效果明显高于其他纠正方法的精度。用主成分分析法进行高分辨率IKONOS遥感影像全色波段与多光谱图像融合是各种常用的图像融合方法中更适合于黄土丘陵区地形的图像融合方法。2.5m分辨率的SPOT5影像在基于二维环境下的监督分类模板定义整体精度最高只达到88.19%,而基于虚拟现实环境的分类模板定义整体精度可达95.48%。黄土丘陵地区,2.5m分辨率的SPOT5影像进行水土保持生态建设各项措施信息遥感分类时,后处理参数宜选用最小图斑为6×6个像元。监测结果表明,研究样区水土保持生态建设实施进展良好,2002年底和2003年底分别实际完成年度计划的94%和95%。通过研究,在黄土丘陵区水土保持生态建设生产实践中,运用2.5m分辨率SPOT5卫星遥感影像监督分类结合1m分辨率IKONOS卫星遥感影像人机交互目视解译法进行水土保持生态建设监测是一种快速、经济、实用的方法,具有很好的应用前景。
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