基于遥感的城市地表覆盖变化检测综述
基于卫星遥感技术的城市建成区土地利用与覆盖变化监测研究

基于卫星遥感技术的城市建成区土地利用与覆盖变化监测研究随着城市化进程加速,城市建设放缓,土地利用和地表覆盖变化成为城市可持续发展中的重要研究方向。
而卫星遥感技术能够提供大范围、高分辨率、多时相的土地利用与地表覆盖信息,为城市土地利用与地表覆盖的监测和研究提供了强有力的技术支持。
本文从卫星遥感技术的角度,介绍了城市建成区土地利用与覆盖变化监测研究的现状、问题和前景。
一、城市建成区土地利用与覆盖变化监测研究现状城市建成区土地利用与覆盖变化监测研究主要有两种方法,一种是基于地面调查与统计,另一种是基于卫星遥感技术。
前者要求大量的人力和物力投入,工作量大,成本高,同时还需要克服调查过程中信息的不准确和反应滞后等问题。
另一种基于卫星遥感技术的方法则具有多时相、大范围、高分辨率等优势,能够快速、准确地监测和分析土地利用与地表覆盖变化信息。
因此,近年来,基于卫星遥感技术的城市建成区土地利用与覆盖变化监测研究逐渐成为热点。
以中国为例,在城市化快速发展的背景下,城市建成区土地利用与地表覆盖变化监测研究也得到了广泛关注。
我国自1999年开始实施国土覆盖变化遥感监测,建成区的遥感监测工作也逐渐开展。
2010年,国家基础地理信息中心与国家遥感应用中心开展了2000年、2005年、2010年城市地表覆盖变化数据集制作工作,为我国基于卫星遥感技术的城市建成区土地利用与覆盖变化监测研究提供了一定的数据支持。
二、城市建成区土地利用与覆盖变化监测研究存在的问题基于卫星遥感技术的城市建成区土地利用与覆盖变化监测研究虽然具有很大的优势,但还面临着一些问题,如以下几点。
1、数据时效性差目前,我国城市建成区土地利用与覆盖变化监测数据大部分仍停留在2010年,距离当前已有10年的时间。
城市建设的速度变化非常快,而卫星遥感数据的获取、加工、发布等流程也需要一定的时间,因此导致了数据时效性差的问题。
2、准确性有待提高虽然卫星遥感技术能够实现对大范围、高分辨率、多时相的土地利用与地表覆盖变化信息进行监测,但由于地物分类错误率、土地利用类型与地表覆盖类型的重叠、多时相时序特征不明显等问题,数据准确性有待提高。
基于遥感技术的地表覆盖分类与变化监测

基于遥感技术的地表覆盖分类与变化监测随着遥感技术的不断进步和应用范围的不断扩大,地表覆盖的分类与变化监测成为了环境科学、城市规划、农业生产等领域中的重要研究课题。
本文将介绍基于遥感技术的地表覆盖分类与变化监测的原理、方法以及其在实际应用中的意义和挑战。
一、遥感技术在地表覆盖分类与变化监测中的原理和方法1. 遥感技术的原理遥感技术是通过对地球表面反射、辐射和散射的能量进行探测和测量,获取地表信息的科学技术。
它主要包括光学遥感、热红外遥感、微波遥感等多种手段。
2. 地表覆盖分类地表覆盖分类指的是通过遥感图像对地表的不同类型进行分类和识别。
常见的地表覆盖类型包括森林、草地、水域、建筑物等。
分类方法主要包括像元分类和物体识别两种方式。
3. 地表变化监测地表变化监测是指通过多时相的遥感图像对地表的较大变化进行分析和监测。
这些变化可能包括城市扩张、土地利用变化、农作物生长等。
常用的方法包括遥感差异检测、几何校正和分类匹配等。
二、基于遥感技术的地表覆盖分类与变化监测的应用意义1. 环境科学地表覆盖分类与变化监测可以揭示地表的生态环境状况,并评估人类活动对环境的影响。
通过分析遥感图像,可以监测森林砍伐、湿地退化等问题,为环境保护和修复提供科学依据。
2. 城市规划城市的建设和发展对土地利用和土地覆盖产生了巨大影响。
通过遥感图像的分析,可以监测城市扩张、建筑物的增长等变化,帮助城市规划者合理规划城市布局,并有效管理土地资源。
3. 农业生产农村地区的农作物类型和生长变化对农业生产至关重要。
遥感技术可以帮助农业科学家和农民监测作物生长情况、预测农作物产量,并提供农业生产的决策支持。
三、基于遥感技术的地表覆盖分类与变化监测的挑战和展望1. 数据处理和技术分析遥感图像数据庞大且复杂,需要运用高效的算法和工具进行数据处理和分析。
此外,由于遥感图像的分辨率有限,对细微的地表变化进行监测和分类仍然面临挑战。
2. 多源数据融合地表覆盖的分类和变化监测往往需要多源遥感数据的融合和分析。
地理信息科学专业基于遥感影像的地表覆盖变化监测与分析研究

地理信息科学专业基于遥感影像的地表覆盖变化监测与分析研究地表覆盖是指地球表面不同类型的地物的分布情况,如植被、水体、建筑物等。
地表覆盖的变化对人类活动和自然环境具有重要影响。
为了监测和分析地表覆盖的变化,地理信息科学专业借助遥感影像技术,实现了对地表覆盖的高精度、大范围、长时间连续观测。
本文将介绍基于遥感影像的地表覆盖变化监测与分析的研究方法和应用。
一、遥感影像与地表覆盖变化监测地表覆盖的变化可以通过获取和分析遥感影像来进行监测。
遥感影像是由航空或卫星等平台获取的地球表面的图像,能够提供大范围、高分辨率的地表信息。
地理信息科学专业利用遥感影像可以实现对地表覆盖变化的全面监测。
1. 遥感数据获取遥感数据的获取可以通过航空遥感和卫星遥感两种方式实现。
航空遥感是通过飞机或无人机搭载摄影设备获取的影像数据,具有较高的空间分辨率和灵活性。
卫星遥感则是利用卫星搭载的观测仪器获取的数据,能够覆盖大范围的地表区域。
2. 遥感影像处理获取的遥感影像需要进行一系列的预处理和处理工作,以便准确获取地表覆盖信息。
这些处理包括影像校正、辐射定标、几何校正等步骤。
通过这些处理,可以将遥感影像转换为可用于地表覆盖变化监测的数据。
二、地表覆盖变化分析方法地表覆盖变化的分析可以基于遥感影像进行。
利用遥感影像的图像解译和信息提取技术,可以获得地表覆盖变化的各种信息,包括变化类型、变化程度和变化趋势等。
1. 图像解译图像解译是将遥感影像中的地物进行分类和识别的过程。
利用遥感影像中的光谱、纹理和形状等特征,可以进行地表覆盖类型的判别。
通过与现有的地物分类系统进行对比,可以将遥感影像中的地物进行准确分类,并提取地表覆盖变化的信息。
2. 变化检测变化检测是通过对多期遥感影像的比较,发现地表覆盖的变化情况。
利用图像匹配和差异分析等方法,可以检测出地表覆盖变化的位置和范围。
进一步分析可以得到地表覆盖变化的类型和程度。
三、地表覆盖变化监测与应用基于遥感影像的地表覆盖变化监测与分析可应用于多个领域,包括环境保护、自然资源管理和城市规划等。
基于遥感的土地覆盖变化监测研究

基于遥感的土地覆盖变化监测研究一、引言土地覆盖是地球表面各种地物类型的组合,包括森林、草地、农田、城市建筑等。
土地覆盖的变化对于生态环境、气候变化、资源管理等方面都有着重要的影响。
随着科技的不断发展,遥感技术因其能够快速、大面积获取地表信息的优势,成为了监测土地覆盖变化的重要手段。
二、遥感技术在土地覆盖变化监测中的应用原理遥感技术通过传感器接收来自地表物体反射或发射的电磁波信息,这些信息经过处理和分析,可以得到关于土地覆盖类型、分布和变化的相关数据。
不同的土地覆盖类型在电磁波谱上具有不同的反射和辐射特征,例如,植被在近红外波段具有高反射率,而水体在该波段则反射率较低。
通过对不同波段数据的组合和分析,可以区分出不同的土地覆盖类型。
三、遥感数据的类型和特点常见的遥感数据包括光学遥感数据和微波遥感数据。
光学遥感数据如 Landsat 系列卫星、SPOT 卫星等获取的影像,具有较高的空间分辨率和光谱分辨率,能够清晰地反映土地覆盖的细节和光谱特征。
微波遥感数据如 SAR(合成孔径雷达)数据,具有穿透云层和在夜间获取数据的能力,不受天气条件的限制。
四、土地覆盖变化监测的方法(一)图像分类法通过对不同时期的遥感影像进行分类,将土地覆盖类型分为不同的类别,然后对比不同时期的分类结果,确定土地覆盖的变化情况。
常用的分类方法有监督分类和非监督分类。
(二)变化检测法直接对不同时期的遥感影像进行差值运算、比值运算或其他数学变换,突出变化信息,从而检测出土地覆盖的变化区域。
(三)多时相影像分析将多个时期的遥感影像进行综合分析,通过建立时间序列,分析土地覆盖的变化趋势和规律。
五、土地覆盖变化监测中的数据预处理在进行土地覆盖变化监测之前,需要对遥感数据进行预处理,包括几何校正、辐射校正、大气校正等。
几何校正用于消除影像的几何变形,使不同时期的影像能够准确匹配;辐射校正用于消除传感器本身和大气等因素对辐射量的影响,使影像的灰度值能够真实反映地物的反射或辐射特性;大气校正用于消除大气对电磁波的吸收和散射影响,提高影像的质量和精度。
基于遥感的城市地表覆盖变化检测

基于遥感的城市地表覆盖变化检测作者:张明娟来源:《科学导报·学术》2020年第65期【摘要】本文首先介绍了城市地表覆盖变化检测的基本内涵,分析了城市地表覆盖变化检测的数据和方法,并结合相关实践经验,分别从对高分辨率图像的变形纠正等多个角度与方面,探讨了城市地表覆盖变化检测中的相关问题。
【关键词】遥感技术;城市地表;覆盖变化;检测方法引言随着经济社会的持续快速发展,城市建设与发展进程持续加快,对城市地表覆盖变化检测提出了更高要求,如何采取科学合理的遥感技术方法,全面促进与改进城市地表覆盖变化检测整体成效,备受业内人士关注。
本文就此展开了探讨。
1、城市地表覆盖变化检测简述城市是人们活动与各类社会行为聚集的核心,对土地资源等要素具有较强的依赖性,在当前快节奏、连续性的城镇化发展背景下,城市用地规模不断扩大,城市地表覆盖变化较快。
当前形势下,有必要精准把握城市地表覆盖变化检测中遥感技术的关键应用环节,宏观审视遥感技术在地表覆盖变化检测应用中的不足之处,有创造性地开辟城市地表覆盖变化检测新路径。
近年来,国家相关部门高度重视城市地表覆盖变化检测的推进与创新,在遥感技术应用方法标准化、遥感技术实施过程规范化等方面制定并实施了一系列重大方针政策,为新时期城市地表覆盖变化检测提供了基本遵循与技术导向,在相应检测领域取得了令人瞩目的现实成就。
同时,广大遥感检测技术单位同样在创新地表覆盖变化检测模式,优化遥感检测技术应用流程等方面进行了大量卓有成效的研究与探索,構建形成了以城市土地利用变化为主要面向对象,以时间变化与空间变化为重要载体的遥感检测技术体系,为现代城乡规划提供了科学依据与参考[1]。
2、城市地表覆盖变化检测的数据和方法2.1变化检测对象与遥感数据在当前技术条件下,城市市域被细化分解为建成区及其他区域等不同类型,上述不同类型的区域在检测方法应用与遥感数据处理等方面存在显著差异,应根据城市地表覆盖实际状态予以差异化处理。
基于卫星遥感数据的地表覆盖变化监测

基于卫星遥感数据的地表覆盖变化监测地表覆盖是指地球表面的各种自然和人为覆盖物的总体状况。
随着人类活动的不断扩大和自然环境的不断变化,地表覆盖发生了巨大的变化。
基于卫星遥感数据的地表覆盖变化监测可以提供高时空分辨率的信息,为地表覆盖变化的研究和管理提供有效的手段。
卫星遥感技术是通过卫星搭载的传感器获取地球表面的信息,并将其转化为可用的数据。
卫星遥感数据具有多光谱、多尺度和多时相等特点,能够提供全球范围内的地表覆盖信息,对于监测地表覆盖变化具有独特的优势。
利用卫星遥感数据,我们可以对不同地表覆盖类型进行分类和识别,进而追踪地表覆盖的变化并量化其变化程度。
在基于卫星遥感数据的地表覆盖变化监测中,首先需要对卫星数据进行预处理,包括辐射校正和大气校正等,以保证数据的准确性和一致性。
然后,利用遥感影像分类算法对不同地表覆盖类型进行识别和分类。
常用的分类算法包括最大似然分类、支持向量机和人工神经网络等。
这些算法可以根据遥感数据中不同波段的反射率或辐射亮度值,将地表覆盖划分为不同类别,从而实现对地表覆盖的监测。
地表覆盖的变化是一个动态的过程,常常受到多种因素的影响,包括气候变化、人类活动和自然灾害等。
通过利用多时相的遥感数据,我们可以追踪地表覆盖的变化,并分析其变化的原因和趋势。
例如,对于城市土地利用的变化监测,我们可以通过对多年的遥感影像进行分析,研究城市扩张的速度和方向,评估城市土地的利用效率,为城市规划和管理提供决策支持。
除了对地表覆盖变化进行监测和分析,基于卫星遥感数据的地表覆盖变化监测还可以用于生态环境保护和自然资源管理。
例如,通过监测森林覆盖的变化,可以评估森林资源的状况和可持续利用情况,制定相应的保护措施;通过监测农田土地的变化,可以优化农业生产布局,提高农田利用效益,促进农业可持续发展。
在卫星遥感数据的应用中,还需要结合地理信息系统(GIS)和空间数据分析等技术,实现对地表覆盖变化的空间分析和决策支持。
卫星遥感技术对地表覆盖变化监测方法综述

卫星遥感技术对地表覆盖变化监测方法综述地表覆盖变化是地球表面不同类型土地的空间分布和时间变化的过程。
它涉及到森林、草地、湿地、农田等各种土地类型的变化,对于全球环境变化和生态系统紊乱的研究具有重要意义。
卫星遥感技术作为获取地球表面信息的重要手段,在地表覆盖变化监测方面发挥着重要作用。
本文将综述卫星遥感技术在地表覆盖变化监测中的常用方法,并进行评述。
首先,基于遥感影像分类的方法是地表覆盖变化监测中最常用的方法之一。
该方法通过对遥感影像进行分类,将不同类型的地表覆盖区域进行划分和标记,进而提取出地表覆盖变化的信息。
常用的分类算法有传统的最大似然法、支持向量机算法以及深度学习算法等。
其中,最大似然法适用于单一类别的分类,支持向量机算法在多类别分类中表现较好,而深度学习算法在大数据量、复杂场景下具有较高的准确性和效率。
其次,基于遥感变化检测的方法是对地表覆盖变化监测的另一种常用方法。
该方法通过比较两个或多个时期的遥感影像,识别出发生了变化的地表覆盖区域。
常用的方法有差值图法、阈值法、指数法等。
其中,差值图法是通过计算两个时期的遥感影像之间的差值,然后根据设定的阈值进行变化区域的提取;阈值法是通过设定合适的像元值来区分变化像元与未变化像元;指数法则是通过计算某些数学指标(如归一化差异植被指数)来检测地表覆盖的变化。
此外,基于时序遥感数据分析的方法在地表覆盖变化监测中也得到广泛应用。
该方法通过获取一系列时间上连续的遥感影像,分析其中的变化趋势和周期性,抽取出地表覆盖变化的信息。
常用的分析手段有主成分分析、偏最小二乘回归等。
主成分分析通过分解时间序列遥感数据,提取出影响地表覆盖变化的主要成分,辅助其解释和预测;偏最小二乘回归则是通过建立回归模型,识别出主要影响地表覆盖变化的关键因素。
此外,地表覆盖变化检测中还涉及到数据融合和时空分析的方法。
数据融合是将多源、多时相的遥感数据进行综合利用,提高地表覆盖变化监测的精度和准确性。
基于遥感数据分析城市土地利用变化

基于遥感数据分析城市土地利用变化城市土地利用变化是当前社会与环境发展中的重要问题。
随着城市化进程的加快,城市土地利用变化与城市发展之间的关系日益密切。
利用遥感数据进行城市土地利用变化分析,可以为城市规划和资源管理提供重要的参考依据。
本文将从遥感技术、城市土地利用变化、遥感数据分析城市土地利用变化等方面进行综合分析,旨在探讨基于遥感数据分析城市土地利用变化的方法与价值。
一、遥感技术及其在城市土地利用变化分析中的作用遥感技术是通过人造卫星、飞机等远距离采集地球表面信息的技术。
它具有高时空分辨率、多光谱信息等特点,可以提供丰富的数据源用于城市土地利用变化分析。
遥感技术在城市土地利用变化分析中具有以下作用:1.数据获取:遥感技术可以提供高质量、高分辨率的遥感影像,实现对城市土地利用的全面、准确、及时的获取。
2.识别分类:遥感影像可以通过图像解译、光谱分析等方法,将土地利用类型进行准确的分类和识别,从而得到土地利用的空间分布。
3.变化检测:通过对多时相的遥感影像进行比对和分析,可以快速检测出城市土地利用的变化情况,包括新增、减少、更新等。
二、城市土地利用变化的主要特征及影响因素城市土地利用变化主要表现为城市用地的扩张、耕地的减少、建设用地的增加等。
主要影响因素包括城市人口增长、经济发展、区域规划、环境保护等。
1.城市人口增长:城市土地利用变化与人口增长密切相关。
随着城市人口的不断增加,对城市用地的需求也越来越大,导致城市土地利用的变化。
2.经济发展:经济发展对城市土地利用变化起到重要推动作用。
随着城市经济的蓬勃发展,商业用地、工业用地等需求不断增加,引起土地利用的变化。
3.区域规划:城市土地利用变化受到区域规划的影响。
区域规划对城市土地的分区、分配和利用进行指导,从而影响城市土地利用的变化。
4.环境保护:环境保护对城市土地利用变化有一定的限制。
为了保护环境,限制城市建设用地的过度扩张,提倡节约用地、保护农田等措施,对城市土地利用进行调控。
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化、 方 法 智 能 化 和 知 识 综 合 化 的发 展 趋 势 。 归 纳 综 述 了城 市 遥 感 变 化 检 测 涉 及 的 数 据 和 方 法 , 分 析 提 出 了 当前 遥
感 变化检测存在 的一 些问题 , 为相 关研 究和应用提供参考 。
关键词 遥 感 数 字 图像 ;变化 检 测 ;建 筑 阴影 ;不 确 定 性 ; 城 市 变化 文献标识码 : A 文章 编 号 : 1 6 7 2—4 0 9 7 ( 2 0 1 7 ) 0 3 —0 0 2 5 —0 4 中图分类号 : P 2 3 7
决 的问题是 判 断研 究 区 域 内地 物 是 否 发 生 变 化 , 标 定 变化 发 生 的 区域 , 区分变化像元 与未变化像 元 , 进 而根 据应 用需 求 确 定 变化 前 后 的地 物 类 型 , 评 价
变 化 的时 间和空 间模 式 ( 图1 、 图2 ) 。
技 术 以其 快 速 高效 的 特 点 成 为 变 化 监 测 的重 要 手
数 据 预 处 理 信 息 提 取 结 果 输 出
1 9 7 2年 L i l l e s t r a n d 、 Ul s t a d等[ 1 ] 提 出“ 变 化
检测 ” 方法 , 通 过 统 计 图像 均 值 、 方差 等参数 , 对 像
元进 行 归 一 化 处 理 来 进 行 变 化 检 测 。1 9 8 0 年 Ma l i l a 等l _ 3 ] 利 用 光谱 变化 向量分 析 法 对 L a n d s a t 卫
l 变化检测 现状综述
遥 感影 像 变 化 检 测 利 用 多 时 相 获 取 的 覆 盖 同
一
星影 像进 行处 理 分析 , 获得 了森 林 覆 盖 范 围变 化信
息, 首次 将 “ 变化 检 测 ” 理论应用于遥 感影像处理 。
1 9 8 9 年 S i n g h _ 4 ] 利 用 图像 比值 的方法 对 不 同遥 感影
像 的亮度 值 变 化 进 行 检 测 , 提 出“ 遥 感 影 像 变 化 检 测方 法 ” 概念 , 同 时 对 变 化 检 测 方 法 做 了 总 结 。此
地 表 区域 的遥 感 影 像及 其 他辅 助 数 据 , 通过 计 算
机 图像 处理 系统 , 对 不 同时 相 的地 表覆 盖 或地 物 目 标 的变 化进 行 识 别 、 分析, 确 定 一 定 时 间 间 隔 内 的
第4 O卷第 3期
2 0 1 7年 5月
Vo 1 . 40 。
Ma y ,2 01 7
基 于 遥 感 的 城 市 地 表 覆 盖 变 化 检 测 综 述
张 涛 , 温素馨
( 1 . 南京市 规划局 , 江苏 南京 2 1 0 0 2 9 ; 2 . 南 京 师 范 大学 虚 拟 地 理 环 境 教 育 部 点 实 验 室 , 江苏 南京 2 1 0 0 2 3 )
L i d a r图像 等 也 用 于 遥 感 变 化 检 测 , 新 的 变 化 检 测 方 法不 断 出现 。本 文 在 已 有 工 作 基 础 上 归 纳 变 化 检 测方 法 , 分 析 变 化 检 测 中存 在 的 问 题 , 为 相 关 研 究 和应 用提 供参 考 。
图 2 遥 感 图变 化 检 测 的 图像 处 理 流 程
后, “ 遥感 影 像 变 化 检 测 ” 概念被广泛接 受, 并 产 生
* 项 目来 源 : 国家 自然 科 学 基 金 项 目 ( 4 1 4 7 1 2 8 3 )
2 6
了很 多方 法 和算法 。
现
代
测
绘
第 4 0卷
研 究城 市建 筑 景观 比较 合适 的空 间分辨 率 。
感 影像 进 行城 市 变化检 测 越来越 普 遍 。 近几 年来 , 我 国遥 感 技 术 迅 猛 发 展 , 观 测 能 力
图 1 遥 感 变 化 检 测 基 本 框 架
大 幅 提升 。吉 林 一 号 卫 星 地 面 像 元 分 辨 率 已经 突
破亚米级 , 高 分一 号卫 星 幅 宽 可达 8 0 0 k m, 高 分 二
段 。利用 遥感 影像 进 行 土 地 利 用 变 化 检 测 能 直 观 、
快速 、 真 实地 获取 土 地 利用 的变 化 信 息 并 掌 握 其 发 展趋势 , 进 而 为城 乡规 划提 供科 学依 据 。
城市 是人 类社 会 活 动 的 中心 和 经 济 焦 点 , 城 市
建 设 和人 口密 度 的 增 加 使 得 城 市 处 在 不 断 变 化 之 中, 因此 , 需对 城市 空 间信 息 做 及 时 监 测 , 而 利 用 遥
摘
要
遥感地表覆盖 变化检 测是地理 国情 常态化监 测的 内容 , 是 地形 图快速 更新和 信息化 测绘 的要 求, 也是提
高测绘保障 能力的具体体 现。基于遥感技术的计算机 辅助 变化检 测, 不仅 能够提 高变化检 测的效 率, 而且能 为土
地 利 用 变化 发 现 提 供 有 效 的监 测 手 段 。遥 感 影 像 变化 检 测 是 遥 感 研 究 的 热 点 之 一 , 呈 现 了数 据 多 源 化 、 过 程一体
0 引 言
随着 城镇 化 和 建 设 用 地 规 模 的 扩 大 , 迅速 、 准 确 地 发现 地 表 覆 盖 变 化 信 息 变 得 至关 重 要 。遥 感
变 化特 征 、 类型 、 范 围和 面积 , 提供 地 物 的空 间分 布 及 其变 化 的定 性 与 定 量 信 息 。变 化 检 测 首 先 要 解
号 增 长 了低轨 道遥 感 卫 星 的寿 命 , 提 升 了其 可 靠 性 能 。遥 感 数据 源趋 于 多元 化 : 多传 感 器 、 多平 台 、 多 角 度 和高 空 间 分 辨 率 、 高光谱 分辨率 、 高 时 相 分 辨 率 的数 据越 来 越 丰富 ; S AR图像 、 无 人 机 图像 、 机 载