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基于SPOT5高分辨率影像的城市新增建设用地监测研究

作　者: 侯洪升
导　师: 赵庚星
学　校: 山东农业大学
专　业: 农业推广
关键词: 遥感动态监测新增建设用地变化信息研究区
分类号: P237
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

人多地少是我国的基本国情。近年来,随着经济的快速发展和城镇化水平的不断提高,建设用地迅速增加,而农用地和未利用地则越来越少,土地资源和社会经济发展的矛盾日益突出,在城市地区表现尤为明显:城市建设用地多以粗放的土地利用方式快速增长,并大量占用耕地等农用土地,严重影响着土地的合理利用和城市的可持续发展。为严格土地管理,节约集约用地,切实提高土地利用效率,国土资源管理部门在全国广泛地开展了国土资源大调查、土地利用动态遥感监测等工作。基于此,本文以泰安市区为例,采用先进的“3S”技术和地面调查测量等技术手段,对城市新增建设用地进行动态监测研究,以便为国土资源管理工作提供准确翔实的依据。本文在国内外遥感监测研究方法的基础上,以2006年和2007年两时相的SPOT5全色影像和多光谱影像为数据源,制作成研究区的遥感正射影像图,采用计算机自动提取技术和人机交互目视解译方法提取变化信息,以此实现对城市建设用地、耕地等各类用地的遥感动态监测。在遥感正射影像图制作过程中,系统地阐述了影像的配准、融合和正射纠正等过程的理论与方法:以2006年SPOT5全色影像为参考,在图像匹配方法的基础上,对其它相关数据源进行配准;之后对常用的四种图像融合方法进行了试验对比和结果评价,选取效果较好的PCA变换法作为主要的融合方法;通过PCI和ERDAS软件平台对融合处理后的图像进行正射纠正,提高图像判别精度。在此基础上,采用图像差值法、光谱特征变异法等计算机自动提取技术,辅助人机交互目视解译的方式来提取变化图斑;之后,参照相关图件和统计资料对变化信息进行外业调查核实,并对调查结果做后期内业处理,确定变化图斑的类型、位置等属性信息,建立城市新增建设用地数据库,输出成果图并统计汇总监测结果。通过对监测结果的研究分析可知:(1)新增建设用地监测精度符合要求:遥感正射影像图误差在1个像元之内,监测图斑的属性和面积等误差均不超过10%,并通过外业验证已消除;(2)监测期间,研究区新增建设用地的面积为2413.39亩,变化图斑数为102块,且岱岳区变化程度明显大于泰山区;(3)新增建设用地类型为工矿仓储用地、住宅用地和商服用地等五种,主要来源是占用耕地和其它非耕农用地;(4)从时间上看,研究区建设用地年度变化较为合理,并且有增加的趋势;从空间上看,新增建设用地多在城市边缘地带的城乡结合部,且沿主要道路、工矿及居住等用地分布;(5)新增建设用地的主要驱动力为社会经济发展、城乡建设、人口及政策规划等。最后,根据变化原因和相关问题,提出了四点可行性措施,为土地资源管理提供参考性建议。

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-10
第一章绪论  10-17
  1.1 卫星遥感技术及其应用  10-11
    1.1.1 国内外卫星遥感技术的发展  10
    1.1.2 卫星遥感技术的特点  10-11
    1.1.3 卫星遥感技术的应用  11
  1.2 土地利用遥感动态监测研究综述  11-13
    1.2.1 国外研究状况  12
    1.2.2 国内研究状况  12-13
  1.3 选题背景与研究意义  13-14
    1.3.1 选题背景  13
    1.3.2 研究意义  13-14
  1.4 研究内容、方法与技术路线  14-15
  1.5 论文的组织结构  15-17
第二章研究区概况与研究数据获取  17-24
  2.1 研究区概况  17-21
    2.1.1 自然地理概况  18-20
    2.1.2 社会经济概况  20-21
  2.2 研究数据的获取  21-24
    2.2.1 遥感影像数据的获取  21-22
    2.2.2 专题辅助资料的获取  22-23
    2.2.3 控制点的获取  23-24
第三章 SPOT5 高分辨率影像数据处理  24-46
  3.1 遥感影像的校正与配准  24-30
    3.1.1 辐射校正  24-25
    3.1.2 几何校正  25
    3.1.3 数据源配准  25-30
  3.2 遥感影像的融合  30-41
    3.2.1 遥感影像融合理论  30-31
    3.2.2 遥感影像融合步骤  31-39
    3.2.3 融合后图像处理  39-41
  3.3 影像的正射纠正  41-44
    3.3.1 正射纠正的原理  41-42
    3.3.2 正射纠正的步骤  42-44
  3.5 遥感影像的镶嵌  44-45
  3.6 1：1 万标准分幅影像数据制作  45-46
第四章城市新增建设用地监测信息提取  46-61
  4.1 建设用地变化信息的检测与提取  46-54
    4.1.1 变化信息的自动检测  47-52
    4.1.2 变化信息的提取  52-54
  4.2 新增建设用地的确定  54-55
    4.2.1 新增建设用地的提取  54
    4.2.2 新增建设用地的表示  54-55
  4.3 监测信息外业调查与复核  55-58
    4.3.1 外业调查准备  55-58
    4.3.2 外业调查的内容及方法  58
  4.4 后期内业处理  58-61
    4.4.1 外业调查资料整理  59
    4.4.2 新增建设用地数据库的建立  59-60
    4.4.3 成果图输出与统计汇总  60-61
第五章监测结果评价与分析  61-77
  5.1 监测精度评价  61-63
    5.1.1 遥感正射影像图（DOM）的精度评价  61-62
    5.1.2 新增建设用地监测图斑精度评价  62-63
  5.2 监测结果分析  63-71
    5.2.1 城市新增建设用地数量分析  64
    5.2.2 城市新增建设用地结构分析  64-67
    5.2.3 城市新增建设用地时空特征分析  67-69
    5.2.4 城市新增建设用地来源分析  69-71
  5.3 新增建设用地的驱动因子分析  71-74
    5.3.1 社会经济的发展  71-72
    5.3.2 城乡建设的促进  72-73
    5.3.3 人口因素的影响  73
    5.3.4 政策和规划的导向  73-74
  5.4 合理利用土地的对策建议  74-77
    5.4.1 合理制定土地利用总体规划  74
    5.4.2 加强土地节约集约利用  74-75
    5.4.3 加大耕地保护力度，提高土地生产力  75
    5.4.4 建立多时相、持续的土地利用遥感动态监测机制  75-77
第六章结论与探讨  77-80
  6.1 主要结论  77-78
  6.2 出现的问题及探讨  78-80
参考文献  80-85
致谢词  85

基于SPOT5高分辨率影像的城市新增建设用地监测研究

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