基于QuickBird影像耕地信息提取方法研究——以绵阳市游仙区为例

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1、2008年11月绵阳师范学院学报Nov．，2008第27卷第11期JournalofMianyangNormalUniversV01．27No．11基于QuickBird影像耕地信息提取方法研究——以绵阳市游仙区为例舒炜，邓小菲(绵阳师范学院资源环境工程学院，四川绵阳621000)摘要：面对耕地资源日益紧张的形势，快速准确地提取耕地信息已成为耕地动态监测的基础。该文以绵阳市游仙区QuickBird遥感影像为基础图件，借助于RS和GIS技术，分析影像本身特点与耕地光谱特征，通过非监督分类法、监督分类法、基于光谱知

2、识的光谱阈值法分别提取耕地信息。试验结果表明非监督分类提取精度为88．4％，监督分类提取精度为91．53％，光谱阈值法提取精度为94．65％。光谱阈值法的提取效果最好。关键词：耕地；信息提取；QuickBird影像；阈值中图分类号：TP753文献标识码：A文章编号：1672-612x(2008)l1115-060引言近年来，随着我国人口的增加和国民经济的发展，耕地面积一直呈现为逐步减少的趋势，耕地的减少给农业发展和人民基本生活带来威胁。如何及时了解耕地资源及变化情况，快速准确地提取耕地信息成为解决人地矛盾的重要

3、基础之一⋯。耕地信息提取是遥感专题信息提取的难点之一l】，因为耕地与背景地物在空间上镶嵌，相互交错而构成复杂的混合体。同时，耕地因种植的作物、灌溉方式以及土壤属性的不同使得耕地内部不同的地类之间光谱特征可分陛很小。窦益湘】、杨桄等l3都对耕地信息提取作了研究，各区域由于自然社会因素，土地利用状况不同，为了达到较好的提取效果，采取的影像，方法等都有差别。本文以绵阳游仙区为研究区域，采用3种不同方法对该区的QuickBird影像上的耕地信息进行提取对比研究，以期探索可靠、可操作性的耕地信息提取方法，为该区的耕地动态

4、监测作一点贡献，同时为遥感信息自动提取提供一定的参考。1研究区及数据研究区位于四川省绵阳市游仙区，属中浅丘地形，海拔最高728米，最低429米，森林覆盖率34．6％。该区属亚热带湿润型季风气候，四季分明，年平均气温16．4~C。根据新的土地利用分类体系，该区用地分为以下类型：耕地；园地，林地，商服用地，工矿仓储用地，公用设施用地，公共建筑用地，住宅用地，交通运输用地，水利设施用地，未利用土地，其他用地。Quickbird数据为TIFF格式，接收于2002年6月，无云，数据质量较好。坐标系统为WGS84，采用UT

5、M，zone48投影。试验区影像如下图1所示。图1数据源与预处理后的试验区Fig．1Rawdataandpreprocessingofdataoftestarea收稿日期：2008-07-20作者简介：舒炜：绵阳师范学院资源环境工程学院2004级本科学生。+通讯作者：邓小菲(1980一)，女，硕士，讲师，主要研究方向：空间信息提取与GIS应用。Email：dengxiaofeimy@yahoo．eona．c：n·l16·绵阳师范学院学报(自然科学版)第27卷2耕地信息的提取2．1目视解译法对影像进行几何校正，融

6、合增强等图像预处理工作，在处理好的影像上从颜色、纹理、形状、大小等方面，建立地物解译标志。由于QuiekBird数据为高空间分辨率影像，很多地物能够看清外廓。根据解译标志及相关地理知识，在屏幕上进行地物勾画，最终结果如图2所示。在Arcgis9中把shape格式转化为Coverage后便可自动获取试验区域耕地面积信息。2．2非监督分类使用ISODATA算法(基于最小光谱距离公式)来进行非监督分类。聚类过程始于任意聚类平均值或一个已有分类模板的平均值：聚类每重复一次，聚类的平均值就更新一次，新聚类的均值再用于下次

7、聚类循环。ISODATA实用程序不断重复，直到最大的循环次数已达到设定阈值或者两次聚类结果相比有达到要求百分比的像元类别已经不再发生变化J。参照游仙区土地利用现状图，得到的分类结果见图3。2．3监督分类图2判读出的矢量化结果在分类过程中，影像文件中的所有波段的像元值都被利Fig．2ResetsofvectorbyInterpreting用，选择了对耕地信息有突出效果的1—2—3波段组合，以利于目视判读和对训练区采样。2．3．1定义分类模板在原始图像选取25个耕地样区、1O个园地样区、14个居民点样区、5个道路样

8、区、8个裸地样区以及17个林地样区。将各个样区按类别进行归纳并统计像素数，即可能性矩阵。(见表1)表1主要地类监督分类可能性矩阵表TablelContingencymatrixofthemaintypesofland—useinsupervisedclassification利用最大似然法进行监督分类后，部分林地被误判为耕地，园地与林地的区分较难，还有道路归为耕地，造成结果主要原因是乡