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基于TM影像的沙漠化信息定量提取方法

马宗义  
【摘要】:沙漠化是备受国际关注的重大环境问题之一,它直接影响人类的生存环境和社会的稳定。准确快捷地获取沙漠化信息,是正确制定沙漠化防治政策的重要依据,也是沙漠化研究的关键问题之一。 本文在综合分析沙漠化研究现状的基础上,借鉴前人的研究成果,结合沙漠化地区的特点和沙漠化指标选取原则,建立了适合遥感定量提取沙漠化信息的指标体系,使用Landsat TM数据反演了5个沙漠化遥感提取指标,通过决策树分类方法对研究区沙漠化信息进行了定量提取,得出如下结论: 1.根据遥感定量提取沙漠化信息的特点,对不同的沙漠化概念进行了对比。 回顾了沙漠化概念,对它们之间的差异进行了分析,并从遥感定量获取沙漠化信息的角度对各个概念进行了对比,最后选择了董玉祥关于沙漠化的概念,作为本研究的基础。 2.对相关指征因子进行分析,筛选出适合遥感定量提取沙漠化信息的指标。 以沙漠化概念为依据,结合沙漠化地区自然条件、特点,在指标选取原则的指导下,从众多的沙漠化指征因子中筛选出适合遥感定量提取沙漠化信息的指标,主要对地表反照率、植被盖度、改进型植被指数、土壤湿度和纹理特征与沙漠化之间的关系进行分析,最终确定了上述5个沙漠化信息遥感提取指标。 3.分析论证了利用Landsat TM数据进行沙漠化信息提取的适宜性。 分析了口前国内外使用MODIS或AVHRR数据进行沙漠化遥感监测的不足,相比之下Landsat TM数据具有较高的空间分辨率和适中的时间分辨率,更适用于中小尺度区域的动态变化监测研究,具有宏观性、可重复性、快捷性等特点,是进行土地沙漠化信息提取的可靠数据源。 4.建立了沙漠化监测指数,能很好地区分戈壁、盐碱地和不同沙漠化土地。 通过对比分析无植被、水体的Albedo-MSAVI特征空间和全要素的特征空间,发现植被和水体对分离戈壁、盐碱地和沙漠化土地有很大的影响。在无植被和水体的特征空间中,戈壁、盐碱地和沙漠化土地表现出较好的聚集特征,可以通过对该特征空间地划分来分离戈壁、盐碱地和不同沙漠化土地。最后通过在无植被和水体的特征空间中确定了沙漠化监测指数,较好地将戈壁、盐碱地从沙漠化信息中剥离。 5.论述沙漠化指征因子的反演方法,选择适宜的指标反演方法,利用LandsatTM影像反演各个指标。 在论述沙漠化指征因子的反演方法的基础上,选取了方法成熟、简便快捷的反演方法,利用Landsat TM5遥感影像进行对提取指标进行反演。并对提取指标在研究区的分布特征进行统计分析。 6.利用决策树分类方法提取了研究区沙漠化信息。 通过决策树分类方法对研究区沙漠化信息进行了提取,总体分类精度为86.38%,总体Kappa系数为0.8298。经过验证,表明建立的沙漠化提取指标体系能够很好的获取不同程度的沙漠化信息,指标反演方便快捷。


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