东莞市2013年至2015年土地利用变化监测报告
目录
一、前言 (1)
二、数据源介绍 (1)
三、方法流程简介 (2)
3.1基本原理 (2)
3.2技术路线 (3)
四、东莞市2013年至2015年土地利用变化分析 (4)
4.1面积变化情况 (4)
4.2土地利用类型变化空间分布 (5)
东莞市2013年至2015年土地利用变化监测报告
一、前言
土地利用/土地覆被变化(LUCC) 是人类活动与自然环境相互作用最直接的表现形式，作为表征人类活动行为对地球陆表自然生态系统影响最直接的信号，是人类社会经济活动行为与自然生态过程交互和链接的纽带。
开展不同尺度长时间序列高精度的土地利用/覆盖变化遥感监测，通过数据挖掘和知识库的建立，快速获取土地利用/覆被变化相关知识，及时提出国土开发和气候变化适应性的宏观策略对于国家资源环境可持续发展具有重要的战略意义。
本报告以东莞市2013年以及2015年高分一号PMS影像为数据源，采用采用基于对象的影像分析方法，快速获取东莞市2013年和2015年土地覆盖信息，在此基础上分析得到各不同土地覆盖类型的面积变化以及空间分布情况。
二、数据源介绍
本报告所用影像数据为东莞市2013年9月27日和2015年4月25日高分一号PMS数据。
GF-1卫星搭载了两台2m分辨率全色/8m分辨率多光谱相机，四台16m分辨率多光谱相机。
卫星工程突破了高空间分辨率、多光谱与高时间分辨率结合的光学遥感技术，多载荷图像拼接融合技术，高精度高稳定度姿态控制技术，5年至8年寿命高可靠卫星技术，高分辨率数据处理与应用等关键技术，对于推动我国卫星工程水平的提升，提高我国高分辨率数据自给率，具有重大战略意义。
表1：高分一号卫星有效载荷技术指标
三、方法流程简介
3.1基本原理
传统的基于遥感影像获取土地覆盖信息的方法主要包括目视解译以及监督分类、非监督分类等，目视解译需要消耗大量的时间、物力与财力，最终的成果的精度与一致性还要取决于专业人员的先验知识和丰富的经验，是影像解译过程中面临的普遍性问题。
而基于像元的监督分类或非监督分类等方法结果伴有“椒盐现象”，难以达到制图要求。
而且，随着遥感技术的发展，卫星影像的空间分辨率更高，影像波段更多且波段范围更窄，成像的时间更等，致使影像获取的数据量越来越大。
传统的影像分析方法已经难以满足快速获取地表信息的需要。
在计算机快速发展时代背景下，从事遥感影像分析研究的专家、学者也逐步尝试计算机自动分类的方法。
人们首先提出了基于像元的影像分析方法，但是这些方法主要通过光谱统计建立模型的，很难考虑邻域像元之间的关系，信息提取结果存在精度较低或者“椒盐现象”。
近年来，高分辨率遥感影像数据发展迅速，影像中地物的形状、结构、纹
理等信息细节清晰看见而且大多数的高分辨率的影像其波段数有限，其光谱分辨率相对较低单纯的依靠像元的光谱统计特征对相关信息进行分类提取并不能取得令人满意的结果，而面向对象的遥感影像信息提取技术充分利用地物的几何信息和结构等信息，提取的结果更接近目视解译，得到了广泛应用。
面向对象的遥感信息提取方法综合考虑光谱统计特征、形状、大小、纹理、相邻关系等一系列因素，能够得到较高精度的信息提取结果。
此方法的关键技术是对图像数据进行分割，从二维化的图像信息阵列中恢复出图像所反映的景观，面向对象遥感图像分类方法与传统的基于像素的分类方法不同，它首先通过一定的分割方法对遥感影像进行分割，继而提取影像对象(影像分割后所得到的内部属性相对一致或均质程度较高的影像区域，在土地利用领域这种影像对象就是土地利用斑块)的各种特征，并在特征空间中进行对象识别和标识，从而最终完成信息提取。
与传统的基于像素的分类方法相比较，面向对象的分类方法不但顾及了遥感数据的光谱信息，同时也可以利用影像的纹理结构信息和更多的上下文语义关系。
3.2技术路线
数据处理主要包括遥感影像的数据预处理以及各类型土地利用变化信息提取两个步骤。
遥感影像数据预处理包括对高分一号数据进行正射校正、图像增强以及项目区域数据裁剪等过程。
变化信息提取主要采用基于对象的变化检测方法，获取东莞市2013年至2015年之间土地利用类型发生变化的区域，并在此基础上进行不同土地利用类型面积变化分析以及相互转化空间分布特征分析。
高分辨率光学卫星影像
原始影像质检
基于对象变化检测
影像融合
投影转换
质量检查
几何纠正正射纠正图像增强
去噪处理大气纠正
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四、 东莞市2013年至2015年土地利用变化分析
4.1面积变化情况
表2为东莞市2013年至2015年土地利用类型的面积变化情况，其中水域包括河流、湖泊以及深圳市建设用地面积增加了约11.5平方千米，新增建设用地主要来源于林地、草地等植被覆盖区域以及部分水域，深圳市城市仍处于扩张状态。
表2：面积变化情况
2013年面积/km²2015年面积/km²
建设用地1247.93 1316.43
水域257.28 237.21
植被257.28 237.21 4.2土地利用类型变化空间分布
图2：东莞市2014至2015年不同土地利用类型转化空间分布。