基于Landsat长时间遥感影像的采石场面积监测与分析

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1、密级:__________硕士学位论文基于Landsat长时间遥感影像的采石场面积监测与分析作者姓名：赵浩腾指导教师：刘建波高级工程师（正研级）陈甫副研究员中国科学院遥感与数字地球研究所学位类别：工学硕士学科专业：信号与信息处理研究所：中国科学院遥感与数字地球研究所2018年6月ResearchonquarryareamonitoringandanalyzingusingLandsat-basedlongtimeseriesimagesAthesissubmittedtoUniversityofChineseAcademyofS

2、ciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofScienceinEngineeringInSignalandInformationProcessingByZhaoHaotengSupervisor:ProfessorLiuJianboInstituteofRemoteSensingandDigitalEarth,ChineseAcademyofSciencesJune2018中国科学院遥感与数字地球研究所学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明

3、本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权说明本人在导师指导下完成的论文，知识产权归属中国科学院遥感与数字地球研究所。本人完全了解中国科学院遥感与数字地球研究所关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意研究所

4、保存或向国家有关部门及机构送交论文的印刷版和电子版，允许论文被查阅和借阅；同意授权研究所采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存和汇编本学位论文。本人保证毕业后，以本论文数据和资料发表论文（著作）或使用论文工作成果时，第一署名单位为中国科学院遥感与数字地球研究所，并征得导师同意。保密论文在解密后遵守此规定。论文作者签名：导师签名：日期：年月日致谢本文研究得到中国科学院遥感与数字地球研究数据管理部的大力支持和帮助，并受到国家重点研发计划“自然遗产地生态保护与管理技术项目”的资助，在此致以衷心的感谢。作者：赵浩腾2018年4月摘要摘

5、要采石场是人为地移除地表植被和土壤进行砂石等建筑原料开采活动的结果，因此采石场的动态变化从某种角度反映了采矿这种人类活动。实际上，由采石活动引起的地表变化也可看作是当地经济发展的结果。从而，监测采石场的动态变化能为政府决策和环境保护提供信息和支持。本文利用Landsat系列遥感数据获得了位于京津冀三地交界处的一处采石场自1984年至2017年的逐年连续监测结果，并总结了对采石场进行长时间连续观测的处理流程。首先利用随机森林分类法对每一年影像进行采石场分类，然后应用了一种时间维平滑的后处理方法，获得了每年采石场的范围。之后在定义了

6、采石场的边缘区域的基础上，只将边缘区域的部分面积计入采石场面积以减少边缘区域混合像元的影响，最终得到了研究区内采石场面积的时间序列。这一结果揭示了采石场面积变化特征各不相同的五个阶段。基于所获得了采石场面积时间序列结果，本文对不同辖区内的采石场面积变化进行对比分析，结合各类社会事件，反映出政府决策对采石场变化的影响，例如2008北京奥运和2008年天津采石场的滑坡事故都在不同程度上抑制了采石活动，而在相邻辖区的采石活动受到抑制时，当地的采石活动又会受迁移过来的采石商和货车司机的刺激而保持住发展势头。此外，本文依据历年的采石场面积

7、，结合当地的经济数据，分析了采石场面积与廊坊市经济的关系，结果表明在2009年前采石场面积与廊坊市GDP有很强的正相关（R2=0.96531），而2009年之后的相关性就很小了(R2=0.30004)。这些分析表明了对采石场逐年连续的监测结果揭示了采石场变化更多的细节，并有助于分析驱动采石场变化的社会经济因素。关键词：采石场，随机森林分类，时间维平滑，相关分析，时间序列，连续监测，社会经济因素IAbstractAbstractQuarrysitesresultfromhumanactivity,whichincludesther

8、emovaloforiginalvegetationandtheoverlyingsoiltodigoutstonesforbuildinguse,whosedynamics,therefore,reflecthumanminingactivitiesfroma