基于tm、etm+遥感影像洞庭湖冬陆夏水洲滩变化信息提取研究

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1、基于TM/ETM+遥感影像洞庭湖“冬陆夏水”洲滩变化信息提取研究龙芳摘要：利用TM/ETM+影像，提取1987,1998，2003年三个时段洞庭湖“冬陆夏水”洲滩。运用改进归一化差异水体指数（MNDWI）提取丰水期和枯水期的水体，得到相应年份的“冬陆夏水”洲滩，并对近15年的洲滩面积变化进行监督，分析发现，研究区的“冬陆夏水”洲滩面积一直在增加，且有泥滩地→苔草滩地→芦苇滩地的变化趋势，是潜在的钉螺孳生地。为进一步研究钉螺孳生地生态环境做前期工作。1引言日本血吸虫病是我国流行的一种重大传染病，日本血吸虫的唯一中间宿主是钉螺[1]

2、，而洞庭湖区是其主要分布区之一。洞庭湖区的钉螺分布属于湖沼型，又称江湖洲滩型。已有大量的研究证明，湖沼型地区钉螺的孳生地水淹时间一般为3-8个月，呈现“冬陆夏水”的生态环境[2,3]。本研究根据湖沼地区钉螺孳生地“冬陆夏水”的特性，利用遥感和地理信息系统等技术自动提取三个时段洞庭湖区域“冬陆夏水”的洲滩，并对其面积变化进行监督，为进一步确定钉螺孳生地做前期工作。2研究区概况及数据源本次研究中的洞庭湖区所选取的是洞庭湖湖南省部分，包括岳阳、常德、益阳3个市辖区，临湘、沅江、汨罗、津市4个县级市，岳阳、华容、湘阴、南县、安乡、汉寿、

3、澧县、临澧8个县，共计15个县市；介于北纬28.25°—29.95°，东经110.20°—113.75°之间。土地面积为2.576万km2，占湖南省总面积的12.2％；研究区总人口1171.86万（2008年底），占湖南省总人口的17.12％[4]。（图1）图1研究区范围Fig1Researchareas此次研究区范围比较广泛，基于调查精度、调查面积与数据收集难度和成本等方面的考虑，选用美国陆地卫星LandsatTM/ETM+影像作为遥感数据源。研究区跨越四个轨道，分别为123-39、123-40、124-39、124-40。洞

4、庭湖的丰水期为6-9月，枯水期为12-3月，由于数据的可获得性，可操作性,无云和清晰度等问题，尽可能的搜集符合或临近年月份的影像。其丰水期和枯水期影像时相分别选取1987年12月与1991年7月；1998年12月与1998年8月；2003年1月与2000年7月（数据来源：http://datamirror.csdb.cn/）。其中123-40和124-40轨道上的影像对研究区的贡献率达到80％，主要的信息从这两景影像得到，因此认为该次研究搜集的四景数据能反应研究区相应年份的景观状况。搜集到的遥感影像数据如表1。表1遥感数据图幅号

5、及时间TableRemotesensingimages年份（数据类型）季节（水情）图幅号-时间123-39123-40124-39124-401987-12(TM)枯水期2006-111987-121992-071987-111991-07(TM)丰水期1991-71991-071992-071991-071998-12(TM)枯水期2006-111998-021992-071998-121998-08(TM)丰水期2005-091998-041992-071998-082003-01(ETM+)枯水期2003-012003-0

6、12002-012002-112000-07(ETM+)丰水期2002-072000-062000-092000-07其他资料包括：2008年1:50000精校正影像，1:25000湖南省行政区界图，80年代、1995年、2000年土地利用现状图等。2数据预处理传感器在成像时会受到大气、地形、天气、系统等的影像，原始的遥感影像会存在着地理变形，影像图像信息提取的精度。因此，要对遥感影像进行预处理。这里主要是对遥感影像进行几何精校正与配准，影像的镶嵌和裁切。3.1遥感影像几何校正与配准选择四次多项式进行几何精校正，在影像上选取适当

7、数量的控制点，控制点要均匀分布在整幅影像内，且要保证选点的质量。本次研究实际应用中控制点均在30点以上，地面控制点的精度误差控制在0.4个像元以内，并采用精度较高的立方卷积内插法（CubicConvolution）进行重采样，确保影像校正精度。2.2遥感影像的镶嵌于裁剪研究区范围跨越了4个轨道号上所拍摄的遥感影像，因此需要将每个时期的四幅影像进行拼接，然后根据研究区所在的15个县市的行政区域边界对拼接影像进行裁剪，得到我们所需的研究区范围。3确定“冬陆夏水”的区域洞庭湖区域的钉螺分布属于湖沼型，钉螺孳生地水淹时间一般为3-8个月

8、[2]，呈现“冬陆夏水”的生态环境。“冬陆夏水”的范围即为丰水期和枯水期水域之差。洞庭湖区的丰水期为6-9月，枯水期为12-3月，本次研究选用了这几个月份之类的遥感影像。对获取“冬陆夏水”区域的关键是对水体信息的提取。目前，国内外对水体的提取已有大量的研究，提出