基于遥感的土地利用分类.doc

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商丘师范学院2011届本科毕业论文（设计）

2012届本科毕业论文（设计）

基于遥感的土地利用分类

姓名：

田浪

系别：

环境与规划学院

专业：

测绘工程

学号：

081412040

指导教师：

史彩霞

2011年12月22日

II

目录

摘要 II

Abstract III

引言 1

1遥感概述 1

1.1遥感概念及原理 1

1.2遥感技术现状 1

1.3GoogleEarth介绍 3

2土地利用分类概述 3

2.1土地利用分类概念 3

2.2国内外土地分类状况 3

2.3利用遥感数据进行土地利用分类 4

3利用GoogleEarth影像数据进行土地利用分类 5

3.1获取GoogleEarth影像数据 5

3.2GoogleEarth影像数据预处理 6

3.2.1图像的合并 6

3.2.2图像解译 6

3.2.3图形着色及整饰 6

3.2.4数据汇总计算及分析 7

4结语 7

参考文献 8

致谢 9

基于遥感的土地利用分类

摘要

近年来，随着3S技术日新月异的发展，空间信息的采集、分析与应用进入了一个崭新的时代。

作为空间信息采集的重要手段，遥感在很短的时间内，为土地资源调查、土地管理提供了大量宏观、同步的第一手信息，而且随着遥感信息获取技术的快速发展，这种数据提供能力越来越强，提取遥感信息或遥感数据，为资源调查、土地管理等学科服务，就显得尤为重要。

本研究以商丘师范学院文化校区为试验区，按用途划分土地分类，选取GoogleEarth遥感影像为基础数据，通过目视解译，在CAD软件DraftSight平台上，结合野外调查与旧有图件，制作出商丘师范学院文化校区土地利用分类图，并对其土地利用状况进行评价。

关键词：

遥感；土地利用分类；GoogleEarth；DraftSight

LandUseClassificationBasedonRemoteSensing

Abstract

Inrecentyears,withtherapiddevelopmentof3Stechnology,thecollection,analysisandapplicationofspatialinformationhavesteppedintoanewage.Asanimportantmeansofspatialinformationcollection,RemoteSensing（RS）provideslargeamountofmacroscopical,synchronizedfirst-handinformationforlandresourcessurveyandlandmanagementwithinashortperiodoftime.AsthetechnologyofacquiringRSdatahasarapiddevelopment,extractingtheRSinformationorRSdataforResourcesSurvey,LandManagementandotherdisciplineshasbeenparticularlyimportant.Inthisresearch,wetakeWenhuaCampusofShangqiuNormalUniversityastestarea,thelandisclassifiedbyusingtype,choosingtheGoogleEarthimagesasbasicdata,withvisualinterpretationontheCADsoftwareplatformofDraftSight,thencombinewithfieldsurveyandtheoldmaps,theproductionWenhuaCampusofShangqiuNormalUniversitylanduseclassificationmap,andtoevaluateitslandusestatus.

Keywords:

RemoteSensing;LandUseClassification;GoogleEarth;DraftSight

III

基于遥感的土地利用分类

引言

我国是一个人口众多、耕地资源紧张的国家，而且随着经济社会的高速发展，人多地少的矛盾日益突出，合理而充分地利用每一寸土地势在必行。

为此，必须进行土地利用调查，查明土地资源的数量及土地利用现状，分析其优势与存在的问题，进而探讨土地资源合理开发以及综合利用的途径。

由于经济社会的快速发展，传统的统计和实地土地利用调查方式，不但由于空间定位不准确、不统一和不稳定而导致数据的可信度降低，还耗时耗力，花费巨大[1]。

随着空间技术的发展，遥感技术已成为研究地球资源、环境的有力手段，随着遥感技术和其他学科的综合应用，将克服传统调查方法高投入、长周期、低效率的缺点，对制定科学、周密的建设规划，优化资源配置和开发潜力等具有重要意义[2]。

随着互联网信息技术的发展，美国Google公司开发的GoogleEarth软件以其遥感图像精度高、信息丰富和免费使用等特点，正逐步给人们的工作和生活带来方便，如何将GoogleEarth图像制作成地图、提取感兴趣的信息，是人们普遍关心的问题。

本文以商丘师范学院文化校区为例，探讨了利用GoogleEarth图像，结合免费CAD软件DraftSight的图形编辑功能，进行信息提取及应用的过程。

1遥感概述

1.1遥感概念及原理

遥感（RemoteSensing,RS）一词，最早见于1962年，是随着摄影技术和空间运载工具的发展而发展起来的，其定义为：

通过某种传感器装置，在不与研究对象直接接触的情况下，获得其特征信息，并对这些信息进行提取、加工、表达和应用的一门科学[1]，具有视域广阔、信息丰富及可定时、定位观测的特点。

1.2遥感技术现状

遥感技术是指整个接收、记录、传输、处理和分析判译遥感信息（物体电磁波的能量信息）的全过程。

它包含了两个方面的内容：

一是对目标地物的观测记录过程即影像的成像过程，二是对遥感信息的处理分析及解译过程，即所谓的遥感手段和遥感应用。

图1-1：

DiditalGlobe公司WorldView-2卫星遥感图像（分辨率0.5米）

遥感技术在全世界范围内迅速发展和广泛使用是1972年美国第一颗地球资源卫星（Landsat-1）成功发射并获取了大量的卫星图像之后。

目前，在空间运行的各种遥感平台有一千多颗，用于搭载各种用途的传感器。

目前的传感器已能全面覆盖大气窗口的所有部分。

从传感器所利用的电磁波谱段来区分，遥感可以分为光学遥感、热红外遥感和微波遥感。

光学遥感采用的波长范围主要为可见光、近红外和短波红外区域。

热红外成像技术和微波遥感技术是近十几年发展依赖的具有美好前景的两类遥感技术。

热红外成像技术的波长从8μm到14μm，可日夜获取目标的数据，是一种全天时的遥感技术。

微波遥感的波长范围可从1mm到100cm，可以在阴雨天和夜晚成像，是一种全天候的遥感技术，而且微波对地面物体具有较强的穿透能力，某些条件下，探测深度可达100米，这使得微波遥感不仅能用于植被表面信息的遥感，而且可以用于植被内部信息的遥感，不仅可以探测地表和干沙的特性，而且还可以探测其内部及下面的特性[3]。

从传感器的分辨率来看，空间分辨率已达亚米级，光谱分辨率已达纳米数；超光谱成像光谱的波段数最多的可达240个波段，可以用来监测植物的叶绿素水平；热红外遥感的温度分辨率可达0.5K，并有可能提高到0.3-0.IK的水平；遥感图像获取的时间分辨率也大大提高，卫星回归周期可达几天，甚至十几个小时，如美国国家海洋与大气局（NOAA）的卫星每天可对同一地区进行两次观测。

总之，由于新型传感器的不断出现，使得遥感技术已从过去单一传感器发展到现在的多种类型传感器，并能在航天、航空遥感平台上获得不同空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率的遥感影像。

现代遥感技术的显著特点是尽可能地集多种传感器、多级分辨率、多谱段和多时相技术于一身，并且与全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、惯性导航系统（INS）等高技术系统相结合形成智能传感器。

而且由于空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率的提高，使得遥感应用逐渐由定性向定量、静态向动态发展。

遥感数据的处理通常是指图像形式的遥感数据的处理。

主要包括纠正（辐射和几何纠正）、增强、变换、滤波、分类等方面。

主要目的是为了提取各种专题信息，如植被覆盖率、农作物产量和水深等。

遥感图像处理可以采取光学处理和数字处理两种形式。

数字图像处理由于其可重复性好，便于与GIS结合等特点，目前被广泛采用[4]。

目前国际上已相继推出了一批高水平的遥感图像处理商业软件包，如加拿大的ERM公司研制的ERHAPPER、美国ERDAS公司推出的ERDASImagine、新加坡3-link公司研制的ENVI等遥感影像处理系统。

1.3GoogleEarth介绍

GoogleEarth是一款Google公司开发的虚拟地球仪软件，它把卫星照片、航空照相和GIS布置在一个地球的三维模型上[5]。

GoogleEarth图像以精度高、信息丰富和免费使用等特点,正逐步给人们的工作和生活带来方便。

图1-2：

GoogleEarth免费版界面

GoogleEarth的遥感影像数据，并非单一数据来源，而是卫星影像与航拍的数据整合，其卫星影像来源主要有GuickBird（DigitalGlobe公司，分辨率0.6m），WordView-2（DigitalGlobe公司，分辨率0.5m），Geoeye（Geoeye公司，分辨率1m），SPOT（SpotImage公司，分辨率4m），Landsat-7（EarthSat公司，分辨率30m）等；航拍部分的来源有BlueSky公司，Sanborn公司。

总体在野外具有15m的分辨率，在大型城市、著名风景名胜区等，分辨率可达0.5m[6][7]。

GoogleEarth是专有商业软件，用户具有非专有且不可转让的许可，免费版（GoogleEarthFree）供个人免费使用，其专业版（GoogleEarthPro）和企业版（GoogleEarthEnterprise）可供商用。

[8]

2土地利用分类概述

2.1土地利用分类概念

土地利用分类是区分土地利用空间地域组成单元的过程。

这种空间地域单元是土地利用的地域组合单位,表现人类对土地利用、改造的方式和成果,反映土地的利用形式和用途（功能）。

土地利用分类是为完成土地资源调查或进行统一的科学土地管理，从土地利用现状出发，根据土地利用的地域分异规律、土地用途、土地利用方式等，将一个国家或地区的土地利用情况，按照一定的层次等级体系划分为若干不同的土地利用类别。

2.2国内外土地分类状况

国外土地分类多数以土地利用现状作为分类的依据，具体到各国