基于模板阈值法的土地利用变化信息提取方法研究

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1、遥感信息鼍感应用2OO9．3基于模板阈值法的土地利用变化信息提取方法研究陈振清①，董玉娟②，李久刚③，刘正军③，段敏燕③(①宁波市房产交易中心，宁波315000；②河北农业大学城建学院，保定071001；③中国测绘科学研究院摄影测量与遥感研究所，北京100039)摘要：提出了一种新的基于遥感的土地利用变化信息动态监测和提取的方法。其基本思路是在矢栅位置配准的基础上，以矢量多边形和栅格面阵共同表示的土地利用图斑为基本单位，建立土地类别解译标识，在此基础上对所有图斑进行基于图斑的分类、利用检测模板和阈值来判断图斑类型是

2、否发生变化，并对变化图斑进行表示和更新。本方法具有可用特征丰富，抗干扰能力强，分析能力强等优点，同其他传统方法进行比较有良好的应用效果关键词：土地利用；变化检测；图斑；模版；阈值中图分类号：TP751文献标识码：A文章编号：1000—3177(2oo9)103—0064—04时相的遥感影像进行主成分析_3]，利用主分量差分1引言信息，通过模板滤波去噪，以判断阈值和判别函数为由于土地利用变化监测的重要性和复杂性，利依据来检测变化信息。其基本思想是：前后两个时用遥感技术进行土地利用变化动态监测一直被众多相的遥感影像经过

3、配准，纠正等预处理后，先分别对学者研究和探索。根据使用监测方法的不同，监测不同时相的影像做主成分变化，提取各自的前两个周期以及结果的精度和准确度也随之大不相同，另主分量的求和信息再进行差分处理，通过判断阈值外变化监测方法的选择依赖于遥感数据源的类型和合成“变化／不变”的二值变化掩膜图像。同时结合待监测目标的类型，不同方法各有特点，适合不同的已有的土地利用图斑，并利用现势的遥感影像和已数据情况，有的方法对不同类型的变化信息具有选有的土地利用调查资料，使用计算机自动分类方法择性_】]，而有的监测方法对较小土地利用变化图

4、斑得到最近时相的分类影像，结合目视解译或已有图信息不敏感，有的方法对小图斑变化信息敏感但噪件资料等进行修正，以弥补自动分类的错误，提高精声太大∞]，这些缺陷导致变化信息检测精度无法满度。然后用分类结果对变化掩膜图像进行变化类别足实际生产的要求。标记，形成变化图斑标记图像和类别变化对照表，最作者在仔细研究分析目前己有较成熟的土地利后利用变化图斑图像、变化类别对照和图斑矢量边用变化信息监测方法的基础上，有针对性地提出基界，提取变换图斑的有关信息，包括图斑的位置、编于图斑的模板阈值法进行土地利用变化信息提取，号、类别、变

5、化类型、面积、周长等信息，从而达到土采用模板滤波结合阈值判断检测变化信息，达到动地利用变化动态监测的目的。该方法的整个技术流态监测土地利用与覆盖变化的目的。尤其是针对大程如图1所示。范围的不同类型土地覆盖，力图进一步提高对土地利用变化监测的精度和效率。3基于图斑的变化信息检测2模板阈值法基本思路及流程3．1影像预处理及分类为了充分利用遥感图像信息和已有土地利用现影像的预处理工作主要包括两个时相的遥感影状信息，采用以遥感正射影像图为基础，根据不同像纠正和配准工作以及正射遥感影像与栅格或矢量收稿日期：2009—02—1

6、2修订日期：2009—02—25基金项目：国家重点基础研究发展计划课题(2OO6CB7O13O3)．作者简介：陈振清(1976~)，男，测绘工程师，主要研究方向为数字房产测绘和遥感信息提取．E-mail：sxxacm：yr@163．com通讯作者：李久刚(1978~)，男，武汉大学博士研究生，主要研究方向为网络地理信息服务和电子政务GIS．]E-maiJ：lijiugangl68@sina．com64日匠匾遥感信息两幅影像已做过辐射归一化，则均值应为0。假设原始影像的灰度取值范围为Eo，255]，则差值影像的像元值

7、取值范围为[255一一，255]，般需要进行定的拉伸变换全部转化为正值才可以显示成影像。在[4]这里采用以下分段线性拉伸方法：，197(△g㈡+127(△g≤c)，i_盖菇j。厶g一{197二=兰—一c“)+。127(、c)_I_(Ag厶皑g>／／“【max(Ag)。(1)上式中，c为未发生变化区域zSg的平均值，估A计时可取所有g的平均值，或△g直方图上频率取AA峰值时的g，按照上式，g被分段线性拉伸至[0，255]值域范围内，且c被转换为127。在对差值影像进行拉伸后再用T／×n大小的模板进行滤波，(”一7)一

8、般取5或，即对于某像素的像素值选用矩形图1模板阈值法流程图Ⅲ式土地利用图件的配准叠加。影像纠正采用基于影像对影像的控制点选取方法进行纠正，直接在影像上选定控制点。影像分类方法采用监督分类，分类结果如图2所示。㈦例1一▲Jji¨州晌幽_●羔?甚地辩地(a)主成份差值(b)变化／不变二值图J野民地图3其他3．3变化图斑影像特征抽取由于主成份差值影像存在一定的噪声