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1、第6卷第5期礦產(chǎn)勘查V01.6No.52015年9月MINERALEXPLORATIONSeptember,2015基于GF-1遙感數(shù)據(jù)的城市綠地信息提取研究周智勇,邢英梅,東啟亮,張志科,胡佳(1.河北省遙感中心,石家莊0500212.中南林業(yè)科技大學(xué)林業(yè)遙感信息工程研究中心,長(zhǎng)沙410004)摘要城市綠地對(duì)城市生態(tài)系統(tǒng)具有重要作用,且受到高度重視。為實(shí)現(xiàn)城市生態(tài)綠地建設(shè)與規(guī)劃,需要進(jìn)行快速、有效的城市綠地信息提取。隨著我國(guó)高空間分辨率遙感技術(shù)空前發(fā)展,使得城市綠地信息提取向著高精度、高效的方向發(fā)展。研究擬探索出適用于GF-1遙感數(shù)據(jù)城市綠地信息提取算法
2、,為城市生態(tài)建設(shè)提供方法支持。通過(guò)對(duì)比3種分割方法,找到C.F-1數(shù)據(jù)適用于城市綠地信息提取最佳分割方法與尺度;基于特征分析,對(duì)城市綠地進(jìn)行面向?qū)ο笠?guī)則分類并評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,整合NDVI邊緣信息為權(quán)重的均值漂移分割算法最佳;面向?qū)ο笠?guī)則分類總體精度達(dá)到89.o0%,kappa系數(shù)達(dá)到0.8525;相比其他城市綠地類型,防護(hù)綠地提取精度仍然存在不足。關(guān)鍵詞遙感GF-1數(shù)據(jù)信息提取城市綠地中圖分類號(hào):P627;$771.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-7801(2015)05-0635-07上的可行性,旨在找到一種快速有效的城市綠地信I,引置息提取新算法。
3、城市綠地主要包括公園綠地、防護(hù)綠地、生產(chǎn)綠地、居住綠地、道路綠地、單位綠地、等¨,其在城市1研究區(qū)概況生態(tài)系統(tǒng)中占有舉足輕重的地位。隨著城市高速發(fā)河北鹿泉建成區(qū)位于河北省省會(huì)石家莊市西展,綠地分布及生態(tài)功能受到高度重視。為實(shí)現(xiàn)城側(cè),北望京津,南接中原,西通秦晉,東向渤海,居于市生態(tài)綠地建設(shè)與規(guī)劃,需要進(jìn)行快速、有效的城市華北地區(qū)樞紐要地,介于東經(jīng)114。1649”一114。22綠地信息提取。24,北緯38。215”一38。615之間。研究區(qū)地理位遙感技術(shù)具有快捷、準(zhǔn)確反映地表覆被變化的置見(jiàn)圖1。功能,已成為地表生態(tài)環(huán)境信息獲取的重要工具]。隨著科技發(fā)展,遙
4、感技術(shù)逐漸呈現(xiàn)多元化的2數(shù)據(jù)與方法發(fā)展趨勢(shì),高分辨率數(shù)據(jù)與高光譜數(shù)據(jù)在信息提取2.1數(shù)據(jù)來(lái)源及預(yù)處理領(lǐng)域表現(xiàn)出精度高的優(yōu)勢(shì)。高光譜數(shù)據(jù)有著空間分辨率低以及數(shù)據(jù)冗余的缺點(diǎn),在城市綠地分類采用的遙感數(shù)據(jù)為2013年7月5日GF-1全上存在局限性。色(影像分辨率為2m)和多光譜(影像分辨率為本文以河北鹿泉建成區(qū)為研究區(qū),以2013年78m)影像。GF-1是我國(guó)發(fā)射的第一顆高分辨率對(duì)月GF一1遙感影像為數(shù)據(jù)源,探索不同分割方法與地觀測(cè)衛(wèi)星,具有4天高重返周期,能彌補(bǔ)因過(guò)境時(shí)分割尺度對(duì)GF-1數(shù)據(jù)城市綠地分類的影響;分析間等限制因素,對(duì)地物精細(xì)提取與分布圖比例尺造面
5、向?qū)ο笠?guī)則分類在GF-1數(shù)據(jù)城市綠地信息提取成影響的缺陷。采用的其他數(shù)據(jù)包括:河北省石家【收稿日期]2015-05-26[第一作者簡(jiǎn)介】周智勇,男,1980年生,學(xué)士,工程師,從事遙感地質(zhì)、環(huán)境遙感等相關(guān)工作。635第6卷第5期周智勇等:基于GF一1遙感數(shù)據(jù)的城市綠地信息提取研究J2200lTJlo~o魚(yú)一皇?皇}a第1波段b第2波段c第3波段一上.圖5GF一1遙感影像典型覆被樣本盒須圖a第1波段b第2波段c第3波段圖6公園綠地、生產(chǎn)綠地與附屬綠地紋理特征曲線=0.35)提取城市綠地信息;其次利用Avgband一4≤3.3分類與精度評(píng)價(jià)K(K=2653)提
6、取防護(hù)綠地,剩余為公園綠地、生產(chǎn)研究綜合了光譜特征、紋理特征、空間特征來(lái)進(jìn)綠地與附屬綠地;然后利用Avgband一8≥K(K=行城市綠地信息提取?;谔卣鞣治鼋Y(jié)果,建立規(guī)2.4)提取生產(chǎn)綠地,剩余為公園綠地與附屬綠地;則,進(jìn)行面向?qū)ο蠓诸?。面向?qū)ο笠?guī)則分類與監(jiān)督最后利用Area≥K(:3037)提取公園綠地,剩余分類等有著本質(zhì)區(qū)別,前者的研究對(duì)象是分割后的為附屬綠地,至此城市綠地基本類型全部提取完畢。塊狀圖斑,而后者的研究對(duì)象是單個(gè)像元。其中Avgband一1~4分別為分割后塊狀圖斑1—4波基于尺度100的整合NDVI邊緣信息為權(quán)重的段輻射亮度值的平均值,
7、Avgband一5~11分別為第四均值漂移分割,依據(jù)特征分析結(jié)果,選取K,,,波段7個(gè)紋理特征的平均值,Area為分割后塊狀圖K為分類規(guī)則中的閾值。首先利用NDVI≥K,(K斑面積。639第6卷第5期周智勇等:基于GF-1遙感數(shù)據(jù)的城市綠地信息提取研究[12]Qiming,L.a(chǎn)ndT.M.KhoshgoRaar,Unsupervisedmultiscalecol·[14]陳君穎,田慶久.高分辨率遙感植被分類研究[J].遙感學(xué)報(bào),orimagesegmentationbasedonMDLprinciple.IEEETransac。2007,11(2):22
8、1—227.tionsonImageProcessing,2006