论土地利用与覆盖变化遥感信息提取技术框架

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1、第12卷第3期测绘科学6&78129&831443年5月!"#$%"$&’!()*$+#%,-%./-00#%,!$0论土地利用与覆盖变化遥感信息提取技术框架张继贤（中国测绘科学研究院，北京:44435）【摘要】利用遥感技术提取土地利用和覆盖变化信息是一个多因素交织的复杂过程，为提高遥感信息提取的自动化和定量化水平，本文针对变化信息本身的内涵（容）将这一复杂过程分解为变化位置发现、变化区域提取、变化类型确认以及变化信息表示等过程，构建了基于遥感技术的土地利用与覆盖变化信息提取技术流程，并对流程中的关键技术和方法进行了论述和探讨

2、。本文的技术方法能有效应用于多时相遥感数据或已有土地利用与覆盖数据支持下的单一时相遥感数据情况下的变化信息提取。【关键词】土地利用与覆盖变化；遥感；变化检测；信息提取；变化发现【中图分类号】;<=5【文献标识码】>【文章编号】:445?134=@1443A43?44:3?4B利用和土地覆盖发生变化的位置、分布、范围、类型和大小等:引言信息。根据变化信息内容的构成和特点，以及遥感数据处理技资源与生态环境的动态监测事关经济建设、国防安全和社术的现状和水平。土地利用与覆盖变化信息提取技术流程如会可持续发展的重大战略，是现代资源可持续

3、利用和社会发展图1所示。新旧时期遥感影像（或土地利用与土地覆盖专题不可缺少的工具，利用遥感技术快速、准确获得土地利用与覆盖图）在经过几何纠正配准和融合处理后，变化信息的提取由变变化的时空分布信息是资源与生态环境动态监测以及国际土地化位置自动发现、变化区域提取、变化类型确定以及变化信息利用与土地覆盖变化研究的核心技术，已成为国际遥感研究的表示四个步骤完成，每一步骤采用相应不同处理方法获得特热点。土地利用与覆盖变化信息提取（检测）一般在通过新影像定的信息内容，实现对变化信息的完整提取。与旧影像（或土地利用与覆盖图）精确配准的基础上

4、进行，目前人们已发展了多种方法实现对变化信息的检测C:?BD，常用的方法主要有图像差值法、主成份分析法、光谱特征变异法、假彩色合成法、分类比较法、波段替换法、变化矢量分析法、波段交叉相关分析以及混合检测法等。实践表明，现有的变化信息检测方法各有特色，但没有一种方法被公认为是有效的，普遍存在着自动化、定量化程度低，精度与可靠性不足以满足应用要求，处理速度与效率低等问题，在实际应用中不得不更多地依赖于人机交互式的目视判读解决。究其原因，土地利用与覆盖变化信息的提取是一个多因素、多环节交织在一起的复杂过程，所要提取的变化要素不仅包括

5、发生变化的空间位置和范围，还包括变化的类型和大小等信息（如图:），在这些变化要素的提取中，有些信息（例如变化的位置和分布）的提取具有较高的自动化、定量化和速度，有些信息的提取则往往需要知识或人的辅助来完成，因此单纯采用一种方法难以获得理想结果，有鉴于此，本文按照变化信息的内涵将变化信息提取过程分解为不同的环节，按照构建的技术流程通过不同环节的协同完成对变化信息的完整提取，以提高变化信息提取的自动化、定量化和可靠性，更好地发挥计算机自动处理与人机协同的整体优势。1技术流程变化信息自动发现通过新旧数据的自动比较和计算，土地利用与覆

6、盖变化信息是指在确定的时间段内，土地将可能发生变化的位置和分布自动显现出来，用来回答是收稿日期：1443?4=?3:#$测绘科学第!"卷否变化、在什么地方、如何分布的问题；变化区域提取采用数据的两个波段参与主成份变换，变化区域主要反映在变换自动化或半自动化方法，提取出自动发现的变化图斑的精后的第二主成份上）。确范围和大小；变化类型确定采用自动化或人机交互方法，变化矢量分析法（0.&）———通过由第一时间变化到第二确定新旧时期每一变化的土地利用和土地覆盖变化图斑的时间的方向、幅度这一谱变化矢量描述表面变化，该法利用由具体流向，即

7、回答%#时期的类型&#变为%!时期的类型通过经验法或模型表示的阈值决定发生变化的最小幅度临界&!这一问题；变化信息表示完成对每一变化图斑的分层表值（见图$）。示，所有变化信息按图斑、按类型分层自动统计以及变化信息的可视化制图表达。上述流程适用于分别利用多时相遥感影像、新时相遥感数据与基期土地利用与覆盖专题数据以及多时相土地利用与土地覆盖专题数据等多种情况下的变化信息提取。’关键技术问题’(#变化信息自动发现已有许多关于利用遥感数据进行土地利用与覆盖变化自动检测研究的方法介绍)#*$+，但没有一种方法被认为是普遍有效的。常用的土

8、地利用和覆盖变化自动检测方法可分为两类：即分类后结果比较法和多时相光谱数据直接比较法。前光谱特征变异法———通过两时相数据直接融合运算发现者对各自时相的数据进行土地利用与覆盖分类，通过各分类变化，变化区域反映在融合后合成影像光谱发生突变的位结果的比较检测变化信息，在发现变化的