多源遥感数据在土地覆盖变化监测中的应用_王亚琴

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1、33ज6௹৘࿹࣮Vol.33,No.62014୍6ᄅGEOGRAPHICALRESEARCHJune,2014多源遥感数据在土地覆盖变化监测中的应用1,211,2王亚琴，王正兴，刁慧娟č1.ᇏݓ॓࿐ჽ৘॓࿐აሧჷ࿹࣮෮đሧჷაߌ࣢ྐ༏༢๤ݓࡅᇗൌဒ൩đКࣘ100101Ġ2.ᇏݓ॓࿐ჽն࿐đКࣘ100049Ď摘要：基于MODIS、LandsatTM、QuickBird数据，对山西芦芽山2000年、2005年和2010年植被变化作了定量和定性分析。结果显示：3年间，部分植被MODISNDVI年际波动可达5%~

2、10%。1年之内，多数植被MODISNDVI季节性明显，LandsatTM季节差对应的NDVI差可达0.2。在自然地带的过渡区，因难以区分人类活动引起的变化和季节变化，这种季节差使变化检测面临不确定性。利用2002年和2008年QuickBird数据对森林采伐迹地对比发现，只有局部地区的植被类型开始草丛向灌木林的演替，说明植被恢复缓慢。由此可以认为，自然植被过渡带植被固有的分类模糊性，人类活动反复干扰—恢复后形成植被的破碎性，以及Landsat数据可能存在的季节不一致性，都会影响土地覆盖分类精度和变化检测

3、可靠性。因此，需要使用多源数据对自然过渡带进行重点分析。关键词：土地覆盖变化；定性变化；定量变化；空间尺度；时间尺度；山西芦芽山DOI:10.11821/dlyj2014060091ႄ࿽地理学关注地表的空间格局与时间过程。对空间格局的研究，早期主要是通过各种区划实现的，例如赵松乔等在总结1949-1979年综合自然地理学发展时，很大部分内容是综合自然区划，而且对区划中面临的问题做了科学总结，某些问题至今仍然有重要意义，例如对地理现象系统性、连续性与异质性的理解，对地理界限划分的难度，以及划[1][2]分亚

4、热带的意义等。2005年，郑度等又对区划做了专门总结和展望，这说明有关地理空间格局的研究有很好的学术传承，也是未来进行空间尺度效应研究的基础。对时间过程的研究，早期受数据获取的限制，全国尺度的研究很难开展，例如20世纪80年代前后全国1∶100万系列数据库（植被、土壤、土地利用、土地资源等）的建设，历时多年，有的专题图甚至至今未能出版。随着遥感技术的不断成熟，地理学有关时间过程的研究获得了新的发展机遇。中国科学院从20世纪90年代开始的基于30m尺度遥感数据的全[3]国土地调查，以5-10年间隔进行土地利

5、用变化检测。国土资源部在2009年完成第二次[4]全国土地调查后，从2010年开始进行年度变化更新。中国科学院和环境保护部目前也在合作开发2000年、2005年、2010年的全国土地覆盖数据库。虽然这些数据库都是以定性（分类）为基础，关注类型间的转换（conversion），但是，学术界也注意到某些通过传统分类方法难以描述的土地覆盖变化，即生物物理参数（如NDVI、LAI）的“量变”[5,6]或渐变（modification）。因此，无论是空间格局的区划，还是时间过程的土地覆盖与收稿日期：2013-10-

6、12;修订日期：2014-02-02作者简介：王亚琴（1987-），女，硕士，主要从事资源环境遥感应用研究。E-mail:wangyq.10s@igsnrr.ac.cn通讯作者：王正兴(1963-)，男，博士，主要从事资源环境遥感应用研究。E-mail:wangzx@igsnrr.ac.cn1085-1096页1086৘࿹࣮33卷土地利用变化，都存在空间和时间上的“渐变”问题。近年来，随着各种分辨率遥感数据在地理学（特别是土地覆盖与土地利用变化检测）中的应用，地理学和遥感学界都开始考虑如何选择最佳分辨率（

7、尺度）遥感数据，研究所关注的地理对象。因为在一定尺[7,8]度上通过遥感解译得到的结论，在其他尺度上未必一定成立。对特定地理现象或在局部地区使用遥感数据进行分析时，选择“最佳尺度”往往是最先考虑的问题，而最佳尺度往往与所观察对象的空间分布尺度有关。目前常用的方法是比较一系列空间分辨率遥感数据对不同斑块分类的精度，研究最佳空间尺度选择的意[9]义以及未能使用最佳尺度的不确定性。例如，柏延臣等使用30mTM及其重采样粗化的60~480m系列数据，研究不同空间分辨率下的可分性，发现类对间空间邻接结构对类别间混合

8、像元数目随空间分辨率的变化有决定性影响；不同类对之间的最大统计可分性可能发生于不同的空间分辨率；空间分辨率越高，并不一定分类精度越高；不同类别之[10]间的分类需要不同空间分辨率的数据。Jin等使用250mMODISNDVI对森林采伐迹地22研究发现，当斑块>50hm时，精度高达90%；当斑块>20hm时，精度下降到69%~[11]76%。Laris对非洲马里南部火烧迹地的研究发现，两个1km低空间分辨率火烧迹地数[12]据库