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《中国林业科学研究院》 2012年
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基于决策树的洞庭湖湿地信息提取技术研究

朱晓荣  
【摘要】:洞庭湖湿地地处长江中下游,对维持生态平衡和保持本区域的经济可持续发展具有重要意义。然而,由于自然环境的变迁、长期的泥沙淤积和人类活动干扰的日益加剧,洞庭湖湿地受到了严重的破坏,湿地面积急剧下降。人类活动与河流水沙情势制约着湖泊的演化,围湖垦殖和入湖泥沙淤积加速着洞庭湖的衰亡,洞庭湖敞水区的面积急剧缩小,洲滩面积逐渐增多,洞庭湖湿地的结构和功能正在发生着巨大的变化。 本研究以洞庭湖区为研究对象,利用不同分辨率遥感影像数据的光谱与纹理特征,结合其他辅助数据,探索洞庭湖湿地信息的高效提取方法。同时根据多期影像数据的分类结果,揭示湿地的演变规律。 主要研究成果与结论如下: (1)利用人类活动中洞庭湖防洪大堤对洞庭湖区域进行分区,结合GIS知识的空间分析功能,研究洞庭湖湿地的分布特征,考虑冬夏季相的不同,充分挖掘数据,构建决策树实现对研究区湿地类型的精确获取。将分类结果与传统最大似然法监督分类所得结果进行对比可知:利用知识的决策树分类方法对湿地类型进行分类,较传统的最大似然法监督分类总体精度提高12.05%;总体kappa系数提高0.1407;特别是外湖区的林地,芦苇滩地,泥滩地、水体等覆盖类型其生产者精度和用户精度有大幅提高。 (2)利用SPOT-5高分辨率影像进行洞庭湖湿地土地覆盖分类,选择全色波段作为纹理特征计算的数据源;通过选定样本的J-M距离确定各湿地类型相对应的最佳纹理尺度;选用QUEST算法对遥感影像光谱、纹理信息构成的数据集进行数据挖掘,构建决策树模型,对高分辨率影像进行分类。 结果表明结合多尺度最佳纹理信息的高分辨率影像分类,分类精度达到78.57%,而单一光谱数据分类和结合单尺度纹理数据的分类精度分别为71.98%和76.76%。可见,纹理信息能够有效地提高地物的识别程度,多尺度纹理能够更好地描述地物的纹理特征,更有效解决分类结果中的同谱异物现象,有助于提高高分辨率影像分类精度与效率。 (3)水体、泥滩地、苔草滩地、芦苇滩地、水田是本研究最主要的土地覆盖类型。水体、苔草滩地面积在所选时间跨度上先减少,后趋于稳定;泥滩地呈现持续下降的趋势。作为本区鱼类与水鸟主要栖息、觅食地的水体、泥滩地、苔草滩地的减少,表明奔去湿地退化严重威胁本区的湿地多样性保护。 从1987年至1996年,研究区湿地类型发生剧烈变化,主要转化类型为泥滩地、水域、苔草滩地与林地的转化。1987年至2004年洞庭湖外湖区的林地面积仍在持续增加,同时泥滩地持续减少;在2004年-2009年区间,外湖区的林地面积一定程度出现下降,但不明显,其已经成为洞庭湖区特别是西洞庭湖区一种主要的地面覆被类型。 (4)研究区景观总体的多样性和异质性变化不大;景观中各优势地类所占比重呈现先减小后增大的趋势;景观类型团聚程度增大,分散程度降低。 研究区地类斑块在1987年至1996年总体呈现斑块趋于破碎化和小型化的趋势;在1996年至2009年2个时间段内,则表现为斑块趋于聚合的趋势。研究区地类斑块密度变化总体呈现先增大后减小的趋势,斑块破碎化程度在1996年达到最高,到2004年时又有很大程度好转,景观趋于完整;斑块边界密度在1996年至2009年之间总体下降,研究区地类形状趋于规则,受到较为剧烈的人为干扰。研究区地类呈现出聚集度增加的趋势。
【学位授予单位】:中国林业科学研究院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:X37

【引证文献】
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1 陈文艳;秦丽梅;胡道生;杨有;罗涟玲;王修信;;HIS变换结合决策树识别遥感图像水体与阴影信息[J];广西物理;2012年04期
2 田静;王卷乐;李一凡;周玉洁;郭海会;祝俊祥;;基于决策树方法的蒙古高原土地覆盖遥感分类——以蒙古国中央省为例[J];地球信息科学学报;2014年03期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张森琦,王永贵,赵永真,黄勇,李永国,石维栋,尚小刚;黄河源区多年冻土退化及其环境反映[J];冰川冻土;2004年01期
2 BOUNLOM Vinliam,卞建民,林年丰;3S技术在霍林河流域下游湿地景观演变中的应用[J];吉林大学学报(地球科学版);2005年02期
3 王广亮;李英成;曾钰;金澜;;ALOS数据像素级融合方法比较研究[J];测绘科学;2008年06期
4 朱卫红;南颖;刘志锋;王琪;程火生;今西纯一;森本幸裕;;基于3S技术的图们江下游湿地系统分类及分布特征研究[J];东北师大学报(自然科学版);2007年03期
5 牛明香,赵庚星,李尊英;南四湖湿地遥感信息分区分层提取研究[J];地理与地理信息科学;2004年02期
6 陈亮;张友静;陈波;;结合多尺度纹理的高分辨率遥感影像决策树分类[J];地理与地理信息科学;2007年04期
7 余国营;湿地研究的若干基本科学问题初论[J];地理科学进展;2001年02期
8 李仁东,庄大方,王宏志,吴胜军;洞庭湖区近20年土地利用/覆盖变化的时空特征[J];地理科学进展;2003年02期
9 韩敏,程磊,邢军;基于神经网络的扎龙湿地土地覆盖分类研究[J];大连理工大学学报;2004年04期
10 孙广友;试论沼泽综合分类系统[J];地理学报;1998年S1期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蔡薇;郭洪海;隋学艳;杨丽萍;;基于混合像元分解提取小麦种植面积的技术与方法研究[J];山东农业科学;2009年05期
2 纪启国;;利用小波变换对图像进行像素级融合[J];安徽职业技术学院学报;2008年01期
3 张少杰;肖铁桥;;合肥城市森林景观格局分析[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2007年04期
4 王亮;吴泽民;洪安东;余立华;;TM卫片在安徽贵池森林景观资源监测中的实践[J];安徽农学通报;2007年04期
5 杨峰;査良松;;城市化对城区气温变化影响的分析——以近40年上海市为例[J];安徽农学通报;2008年23期
6 戴晓琴;;浅谈遥感技术在土地利用中的应用[J];安徽农学通报;2008年23期
7 陈会明;;浅谈遥感技术在农业生产中的应用[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年19期
8 陈会明;;浅析遥感技术在我国土地利用调查中的应用[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年21期
9 马英洁;秦涛;张爱玲;张贵明;于江;;昌乐县近49a气候变化特征分析[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年11期
10 张莉娜;;土壤表层有机质空间分析的遥感技术应用综述[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年17期
【同被引文献】
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1 刘同海;高梅秀;王亮;李雪;;基于WebGIS的冬枣病虫害信息服务平台的构建研究[J];北方园艺;2010年02期
2 游浩辰;许章华;刘健;余坤勇;张新珠;;GIS支持下的山区遥感影像决策树分类研究[J];北京联合大学学报(自然科学版);2011年01期
3 陈建杰;叶智宣;;多分类SVM主动学习及其在遥感图像分类中的应用[J];测绘科学;2009年04期
4 唐新明;张过;祝小勇;潘红播;蒋永华;周平;王霞;郭莉;;资源三号测绘卫星三线阵成像几何模型构建与精度初步验证[J];测绘学报;2012年02期
5 王修信;朱启疆;梁宗经;;漓江上游植被覆盖度时空变化对地表热场影响[J];长江流域资源与环境;2011年12期
6 杨志芳,刘刚,马玉香,刘薇;基于WebGIS的果树病虫害信息发布系统的研究[J];河北农业大学学报;2005年01期
7 杨存建,周成虎;基于知识的遥感图像分类方法的探讨[J];地理学与国土研究;2001年01期
8 胡玉福;邓良基;匡先辉;王鹏;何莎;熊玲;;基于纹理特征的高分辨率遥感图像土地利用分类研究[J];地理与地理信息科学;2011年05期
9 孙枢;地球数据是地球科学创新的重要源泉——从地球科学谈科学数据共享[J];地球科学进展;2003年03期
10 苏永秀;李政;;基于GIS的广西八角种植气候区划[J];福建林学院学报;2006年04期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王根绪,李琪,程国栋,沈永平;40a来江河源区的气候变化特征及其生态环境效应[J];冰川冻土;2001年04期
2 施雅风,沈永平,胡汝骥;西北气候由暖干向暖湿转型的信号、影响和前景初步探讨[J];冰川冻土;2002年03期
3 陈桂琛,黄志伟,卢学峰,彭敏;青海高原湿地特征及其保护[J];冰川冻土;2002年03期
4 吴青柏,沈永平,施斌;青藏高原冻土及水热过程与寒区生态环境的关系[J];冰川冻土;2003年03期
5 蓝永超,丁永建,康尔泗,张济世,刘根生;黄河上游径流长期变化及趋势预测模型[J];冰川冻土;2003年03期
6 彭轩明,吴青柏,田明中;黄河源区地下水位下降对生态环境的影响[J];冰川冻土;2003年06期
7 杨珊;胡利梅;高瑞;刘琴;;洞庭湖区湿地生态系统存在的问题及其对策研究[J];环境科学与管理;2006年08期
8 杜慧茜,梅文博,李德生;一种改进的BP神经网络在遥感图像分类中的应用[J];北京理工大学学报;1998年04期
9 马荣华,贾建华,胡孟春,黄杏元;基于RS与GIS方法的海南植被变化分析[J];北京林业大学学报;2001年01期
10 潮洛蒙;;北京城市湿地的生态功能和社会效益[J];北京园林;2002年04期
【相似文献】
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1 赵爱群;加强洞庭湖湿地保护工作刻不容缓[J];湖南林业;2004年05期
2 毛德华,夏军;洞庭湖湿地生态环境问题及形成机制分析[J];冰川冻土;2002年04期
3 庄大昌;洞庭湖湿地生态系统服务功能价值评估[J];经济地理;2004年03期
4 庄大昌,董明辉;洞庭湖湿地水域生态农业发展模式研究[J];水利经济;2004年04期
5 尹发能;论洞庭湖湿地对污染物的净化作用[J];福建地理;2004年02期
6 童潜明;三峡水库运行后洞庭湖湿地的变化及合理利用建议[J];国土资源导刊;2005年02期
7 吴忠才;;洞庭湖湿地生态环境变迁与生态旅游可持续发展探析[J];云梦学刊;2006年01期
8 陆强国;洞庭湖湿地生态监测指标体系初探[J];重庆环境科学;1995年04期
9 潘明麒;于秀波;;洞庭湖湿地生态系统管理的策略选择[J];生态经济;2011年02期
10 张文菊,彭佩钦,童成立,王小利,吴金水;洞庭湖湿地有机碳垂直分布与组成特征[J];环境科学;2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 张文菊;童成立;吴金水;;湿地沉积物容重估算的方法[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 王晓飞 本报特约记者 刘润发;拯救洞庭湖湿地[N];法制日报;2002年
2 实习生 李明靖 严彬斌 本报记者 徐蓉;洞庭湖湿地产业模式[N];湖南日报;2003年
3 记者 张辉学 通讯员 黄元靛;湖南省政协聚焦洞庭湖湿地保护和治理[N];人民政协报;2003年
4 ;湖南一湿地危在旦夕[N];新华每日电讯;2004年
5 记者 张辉学;湖南省政协再献治湖新策[N];人民政协报;2001年
6 特约记者 方雪梅 记者 李凤发;湖南欲构建环洞庭湖经济圈[N];经理日报;2004年
7 本报记者 喻文杰 张尚武 唐爱平;有害生物在入侵[N];湖南日报;2003年
8 记者 徐兰山;湖南投入五亿元实施生物多样性保护计划[N];科技日报;2000年
9 通讯员 夏延清 记者 龙昊;沅江欲建生态旅游基地[N];中国经济时报;2001年
10 新华社记者 黄兴华;“洞庭湖鸟类离我们越来越远了”[N];新华每日电讯;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王保忠;南洞庭湖湿地生态旅游资源的数字化和开发研究[D];中南林学院;2002年
2 任宪友;两湖平原湿地系统稳定性评价与生态恢复设计[D];华东师范大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 廖丹霞;洞庭湖湿地生态环境演变及其对候鸟栖息地的影响研究[D];湖南师范大学;2014年
2 皮红莉;洞庭湖湿地生态系统服务功能价值评价及其恢复对策研究[D];湖南师范大学;2004年
3 柳易林;洞庭湖湿地生态系统生态服务功能价值评估与生态功能区划[D];湖南师范大学;2005年
4 李旭;洞庭湖典型湿地植被特征及其分布的环境解释[D];湖南农业大学;2010年
5 刘银银;洞庭湖典型湿地植被土壤微生物特征及多样性变化规律[D];安徽大学;2013年
6 安消云;洞庭湖湿地生态补偿问题研究[D];中南林业科技大学;2011年
7 代勇;三峡水库运行后洞庭湖湿地生态系统服务功能价值研究[D];湖南师范大学;2012年
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