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利用SPOT5影像进行土地利用调查关键技术研究

作　者: 杨耀环
导　师: 禄丰年
学　校: 河南理工大学
专　业: 大地测量学与测量工程
关键词: 土地利用遥感影像几何纠正图像增强影像融合
分类号: P237
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

全国大部分县区距离上次的土地详查工作已过了10多年的时间,土地利用状况已发生了巨大变化。虽然国家要求对土地详查成果进行逐年变更,但许多县区的土地变更仅停留在数据上,出现图件和数据“两张皮”的现象;以往的土地变更调查过程以手工操作为主,速度慢、周期长、开支大、效益低。土地利用基础数据和图件信息的非现势性已逐渐制约国土资源的信息化与科学化管理。伴随着国民经济的发展人地矛盾日益突出,迫切需要进行全面、大范围、高精度的土地信息为国民经济发展做支撑。国土资源部于2007年提出采用最新信息技术手段,进行新一轮的土地利用调查。本文针对这一现实,在介绍相关技术的前提下,以河南某地区为依托着重对利用遥感影像土地利用详查相关关键技术进行分析和研究,提出了利用遥感影像进行土地利用调查的详尽的技术流程。本文在分析了相关理论的前提下,着重在以下方面进行了具体的研究:(1)基于重采样理论知识进行相关的试验,得出传统的三种重采样方法中以双线性内插法最为合适,将全色影像重采样为1米、多光谱2米,在提高影像空间分辨率的基础上,一定程度上压制多光谱混合象元引起的光谱扩散现象;定量分析了重采样方法对影像灰度值的影响;(2)结合现存的两种常见的获取GCP的方法,试验了两种获取地面控制点方法对影像纠正精度比较,最终得出在原始DLG精度得到保证的前提下,在DLG上选取控制点节约工作量和费用;定量分析了控制点数对纠正精度的影响,最终得出在控制点精度得到保证的前提下以25左右点数最优;同时定量分析了高程对纠正精度的影响;(3)通过试验分析,影像增强对最终影像效果和影像解译精度存在相当大的影响,试验并总结了影像增强相关技术;(4)影像融合是数字正射影像制作中关键部分,限于融合方法和保证数据冗余小,在对波段及波段组合定量分析的前提下,提出了波段组合最佳方案421组合;同时通过定性和定量分析,确定了影像融合最佳方法;(5)提出了有别于上次土地利用详查的基于DEM耕地坡度信息提取与分类统计、基于内外业一体化的影像判读方法和基于GIS的土地利用数据库及管理系统的构建等相关关键技术手段的提出都成为本次技术流程中的亮点。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-20
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 国内外研究现状与发展趋势  10-15
    1.2.1 国外研究现状与发展趋势  10-12
    1.2.2 国内研究现状与发展趋势  12-15
  1.3 选题的目的与意义  15-17
  1.4 技术路线与研究内容  17-20
    1.4.1 技术路线设计理念  17
    1.4.2 技术路线  17
    1.4.3 技术流程  17-20
第二章基础知识  20-28
  2.1 土地及土地利用理论  20-21
    2.1.1 土地与土地利用  20
    2.1.2 土地利用分类  20-21
  2.2 选题技术背景  21-24
    2.2.1 遥感技术  21-22
    2.2.2 地理信息系统  22
    2.2.3 全球定位系统  22-23
    2.2.4 数据库技术  23-24
  2.3 数学基础  24
    2.3.1 坐标系统  24
    2.3.2 投影方式  24
  2.4 作业规范  24
  2.5 数据准备  24-28
    2.5.1 遥感数据  24-26
    2.5.2 控制点数据  26-27
    2.5.3 其他数据  27-28
第三章重采样理论及其对遥感影像精度影响分析  28-37
  3.1 重采样理论  28-31
  3.2 重采样结果分析与研究  31-34
  3.3 重采样方法对像元灰度值影响与分析  34-37
第四章数字遥感影像几何纠正及精度分析研究  37-52
  4.1 影像几何纠正理论基础  37-44
    4.1.1 遥感传感器的构象方程  37-38
    4.1.2 遥感影像误差  38-40
    4.1.3 遥感图像的几何处理  40-42
    4.1.4 几何纠正精度评价方法  42-44
  4.2 几何纠正方法研究  44-45
  4.3 几何纠正与精度评定  45-50
    4.3.1 采用不同的控制点数量进行  45-47
    4.3.2 GCP 获取方式不同对影像纠正影响  47-49
    4.3.3 DEM 纠正对纠正结果的影响  49-50
  4.4 总结  50-52
第五章影像增强技术研究  52-58
  5.1 影像增强理论基础  52
  5.2 增强方法研究  52-54
    5.2.1 线性变换  52-53
    5.2.2 直方图均衡  53-54
    5.2.3 直方图匹配  54
    5.2.4 滤波  54
  5.3 图像增强效果对比分析  54-58
第六章遥感影像融合试验与研究  58-76
  6.1 影像融合理论基础  58-60
  6.2 多光谱波段分析与最佳波段组合选择  60-64
    6.2.1 传感器波段特性分析  60-61
    6.2.2 遥感影像统计特征分析  61-62
    6.2.3 原始波段最佳组合方案的确定  62-64
  6.3 影像配准  64
  6.4 融合方法研究  64-69
    6.4.1 比值融合法  65
    6.4.2 乘积性融合法  65-66
    6.4.3 高通滤波融合法  66
    6.4.4 基于主成分分析融合法  66-67
    6.4.5 基于IHS 变换的图像融合  67-68
    6.4.6 基于小波变换融合方法  68-69
  6.5 融合试验  69-70
  6.6 质量评价  70-76
    6.6.1 影像评价标准  70-72
    6.6.2 影像评价结果  72-76
第七章土地利用调查相关技术  76-83
  7.1 应用数字高程模型坡度分析  76-80
  7.2 基于内外业一体化的影像判读  80-81
  7.3 基于GIS 的土地利用调查数据库系统设计  81-83
第八章结论与展望  83-87
  8.1 结论  83-84
  8.2 技术总结  84-85
  8.3 问题与展望  85-87
参考文献  87-90
附录  90-105
致谢  105

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