基于MODIS數(shù)據(jù)的京津冀地區(qū)土地覆被分類方法研究.pdf

1、當(dāng)今，全球性的環(huán)境變化已經(jīng)成為世界性的熱點(diǎn)問題，以這一中心展開的大量研究中，對(duì)土地利用/土地覆被的研究具有特殊重要的意義。這是因?yàn)橐鹑蛏鷳B(tài)環(huán)境的眾多驅(qū)動(dòng)因素中人類活動(dòng)具有十分重要的作用，但是人類活動(dòng)對(duì)于整個(gè)地球系統(tǒng)的影響機(jī)理十分復(fù)雜，而土地覆被作為地球表層系統(tǒng)中最為明顯的景觀標(biāo)志，對(duì)生物地球化學(xué)循環(huán)、生態(tài)復(fù)雜度、全球輻射平衡和水循環(huán)等產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，所以對(duì)土地利用/土地覆被的研究便于直觀的揭示全球生態(tài)環(huán)境變化的規(guī)律。而展開土地利用/

2、土地覆被研究的基礎(chǔ)就是及時(shí)、準(zhǔn)確、有效的了解地表的土地覆被狀況。隨著遙感技術(shù)的不斷發(fā)展、遙感技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，研究者從海量的遙感數(shù)據(jù)中選取適合的特征參量來對(duì)土地覆被分類進(jìn)行研究，利用遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行土地覆被分類研究具有及時(shí)、快速、效率高、自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，使之逐漸成為研究熱點(diǎn)領(lǐng)域。
　　目前利用遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行土地覆被分類體系和分類的方法很多，大多數(shù)基于自身的研究目標(biāo)，現(xiàn)今國內(nèi)外還沒有一個(gè)統(tǒng)一的分類體系和分類方法，所以如何利用遙感數(shù)據(jù)光

3、譜和時(shí)相等優(yōu)點(diǎn)研究出適合本區(qū)域的分類體系和分類方法成為一個(gè)關(guān)鍵問題。
　　本研究以京津冀地區(qū)為例，采用聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織(FAO)的二分法原理，參考IGBP、UMD和劉勇洪等的土地分類體系，并結(jié)合京津冀的自然經(jīng)濟(jì)特征，建立了符合京津冀研究區(qū)實(shí)際情況的土地覆被分類體系。通過諧波分析提取京津冀地區(qū)MODIS/EVI時(shí)間序列數(shù)據(jù)和諧波余項(xiàng)、諧波幅值等特征參數(shù)，使MODIS時(shí)間序列數(shù)據(jù)更能反映諸如耕地、林地、灌木、草地、園地等植被覆蓋的

4、物候?qū)W特征。本文通過MOD09數(shù)據(jù)提取MODIS前7個(gè)波段的反射率數(shù)據(jù)，并通過計(jì)算得到NDWI（歸一化差異水體指數(shù)）、MNDWI（改進(jìn)歸一化差異水體指數(shù)）和NDSI（土壤亮度指數(shù)）三個(gè)特征波段數(shù)據(jù)。本文構(gòu)建了3種特征波段組合方案，分別是2013全年EVI的23個(gè)時(shí)相（方案一），方案一+MOD09的Ref1-7+MNDW+NDSI+NDWI（方案二），方案二+諧波特征參數(shù)（方案三）。利用三種組合方案進(jìn)行最佳土地覆被分類特征提取實(shí)驗(yàn)。最后構(gòu)

5、建不同的方案的CART決策樹，得到京津冀地區(qū)土地覆被分類結(jié)果，并對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行土地覆被分類精度評(píng)價(jià)。分類結(jié)果表明:三個(gè)方案的分類的總體精度分別為為85.20％、88.79％、92.33％，Kappa系數(shù)分別為0.8396、0.8932、0.9140，可以看出方案三分類精度最高，結(jié)果最好。并結(jié)合對(duì)京津冀自然綜合情況和MODIS土地覆被產(chǎn)品對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行分析，表明本文分類類別分布符合京津冀自然綜合情況。
　　本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于:

6、　　(1)建立了符合京津冀區(qū)域的基于MODIS影像的土地覆蓋分類系統(tǒng)。
　　(2)利用諧波分析重構(gòu)EVI時(shí)間序列序列數(shù)據(jù)，并提取諧波分析特征參量。更有利于對(duì)植被覆被的物候特征分析，是土地覆被分類更加符合研究區(qū)實(shí)際情況。
　　(3)利用MODIS反射率數(shù)據(jù)并計(jì)算濕度指數(shù)等分類特征指數(shù)，使土地覆被分類更加精確。
　　(4)利用分類特征組合建立不同組合CART決策樹進(jìn)行京津冀土地覆被分類，分析分類精度，選取最佳分類特征組合得