一种面向对象的遥感影像多尺度分割方法

高分辨率遥感影像中丰富的空间结构信息和地理特征信息提取需要在多种不同的尺度下进行,而传统的基于像素光谱特征的影像分割和单尺度影像信息提取方法在这方面存在明显的缺陷.基于区域的面向对象影像分析方法,为高分辨率遥感影像信息提取提供了新的思路,其关键的核心问题在于实现对高分辨率遥感影像的多尺度分割.本文提出了一种基于相邻影像区域合并异质性最小的面向对象多尺度分割算法.影像分割试验结果表明:该方法可以根据任意特定尺度下的影像分析任务或任意感兴趣尺度的地物目标,调整影像分割的尺度参数,从而获得特定尺度下感兴趣的影像区域(对象)作为后续面向对象影像分析和应用的基础.     

基于最小异质性区域生长法的多尺度城市地物影像分割

遥感影像分割是面向对象影像分类中的关键技术.针对地物景观的多尺度效应与高分辨率影像的高空间分辨率特征研究了多尺度分割与多特征最小异质性准则,分析了其有效性及可行性.基于区域生长的原理与方法,采用多尺度分割与最小异质性算法,对不同分辨率遥感影像和地物类型的样区进行分割技术的应用实践,分析总结了分割参数与影像特征参数的关系和各种参数的确定方法.     

基于面向对象的长株潭地区遥感影像分类方法

结合Landsat TM遥感影像和环境减灾卫星HJ-1-A、B影像数据,基于面向对象的遥感影像分类技术实现长株潭地区土地利用/覆被的分类提取.综合利用隶属度函数和最邻近分类方法设置分类规则,逐步提取林地、湿地、耕地、人工表面的地物信息.以地形复杂多样的长株潭地区为研究区,收集整理具有代表性的样点用于分类和精度评价.结果表明,利用隶属度函数方法分类结果基本能满足生产者和用户的需要,但是林地、耕地内部二级类精度相对较低,错分比较严重,采用最邻近分类优化分类结果后,研究区总体分类精度达到86.05%,耕地和林地一级类分类精度分别提高到73.63%和87.1%.     

基于人口密度的山地城市多中心性检验——以重庆为例

重庆城镇化率从2000年的35.6%提高到2010年的53.0%,并逐渐形成视觉意义上的多中心组团式结构,而目前对这一空间结构少有严格的定量分析.本文基于人口分布数据,运用线性模型、乘幂模型、Clark模型、Tanner-Sherratt模型、Newling模型等模型验证山地城市的多中心结构.结果发现:重庆市2000年多中心性并不明显,但2010年多中心性开始凸显,形成以解放碑为中心,观音桥、沙坪坝、南坪、杨家坪为次中心的多中心结构;多中心结构中,解放碑仍具有很强的人口集聚作用;在次级中心中,观音桥受两江新区影响其人口集聚作用较强.总体上,满足人口空间分布假设,即人口密度受最邻近的中心或次级中心的影响.此外,模型结果显示,非参数模型的拟合度明显高于参数模型.     

山地城市土地利用景观格局动态变化分析——以重庆市主城区为例

在RS、GIS技术的支持下,运用景观生态学原理研究了近20年来重庆主城区土地利用和景观格局的动态变化.结果表明:1)研究区内土地利用发生了明显变化,主要表现为建设用地面积持续大幅度增加,耕地面积先增加后减少,林地面积先减少后增加,水体面积相对比较稳定.2)土地利用变化速度越来越快,土地利用类型转变较为剧烈,土地开发强度不断增强.3)研究区景观结构发生了较大变化,斑块密度增加,平均斑块面积减少,香农多样性指数和均匀度指数总体上升,在整体景观破碎化加剧的同时,景观结构趋于多样化、均匀化,景观异质性不断增强.研究认为,由于山水阻隔,重庆主城区形成了有利于生态环境保护的“多中心、组团式”的城市景观格局,然而,随着城市化发展的推进,这种格局正逐渐被弱化,呈连片发展态势.因此,管理和决策部门应制定科学、合理的土地利用总体规划和城市发展规划,在发展经济的同时应加强对生态环境的保护.     

一种面向对象的高分辨率影像最优分割尺度选择算法

近年来越来越多的高分辨率遥感卫星得到应用。传统方法已然不能满足高空间分辨率遥感影像的应用需求,面向对象的遥感影像处理方法应运而生。面向对象方法的基本处理单元是经过多尺度分割的具有较好的完整性和单一性的影像对象,相关研究表明不同目标有其最适宜的提取尺度。在分析两种最优尺度选择方法局限性的基础上。根据“类内同质性大。类闻异质性大”的最佳分类原则,提出面向对象的RMAS方法。该方法的思想是,当对象RMAS值最大时,对象内部的异质性最小、对象外部的异质性最大,此时的分割尺度为类别提取的最优分割尺度。根据最优尺度下信息提取精度最高的原理。实验验证了该方法的可行性。且能获得较好的分类结果。分析还发现RMAS折线有时会出现多个局部峰值的情况,说明最优尺度是相对的。通常是一个数值范围。对于面积较大的类别使用一种尺度不易将信息准确提取出来。需要根据应用目标选择合适的最佳尺度。     

面向对象的多层次规则分类地物遥感信息提取方法试验分析研究

监测土地覆盖变化是目前高分辨率遥感的重要应用领域，城市覆盖地物变更速度快、地物类型复杂，使用传统方法提取监测难度较大。针对此问题，选择云南省大理白族自治州上官镇为研究区，以GF-2 PMS遥感影像为数据源；采用面向对象的方法对研究区进行最优分割尺度分割，选取最优特征组合用于构建模糊分类规则，分层次进行地物提取，最终获得研究区地物类型分布图。运用混淆矩阵方法进行精度评价，面向对象的多层次规则分类法提取分类效果良好，分类总体精度达79.95%,Kappa系数为0.74。与基于像元的分类方法和单一尺度下面向对象的提取分类法相比，面向对象的多层次规则分类法精度明显提高，说明本方法运用于复杂地物提取分类具有较好可行性。     

基于RS与GIS的山地城市建设用地扩展研究——以重庆市南岸区为例

随着经济不断发展以及全球人口持续增长,建设用地指标紧缺的问题日益凸显,山地城市建设用地扩展研究对于城市的进一步发展有着重要的作用。采用1978—2010年间的8期Landsat-TM数据,通过计算景观分离度、分维数、建设用地动态度、建设用地扩展指数和建设用地重心等指标,对南岸区32年来建设用地扩展过程进行了定量研究。研究结果表明:南岸区建设用地扩展保持较高的速度,城市用地结构更为紧凑,建设用地形态趋于规则化发展,建设用地稳定性也越来越强,且其重心由南岸区的西部向东部迁移。该研究成果对南岸区城市建设与规划具有参考意义。     

基于面向对象的热带林分类方法研究

【目的】为了加强热带林资源的保护,采用遥感技术对热带林植被进行分类研究。【方法】基于SPOT6高分辨率遥感影像,采用ESP多尺度分割评价模型与专家知识结合的方法确定最优分割尺度参数,在分割的基础上充分挖掘目标地物的光谱、形状及纹理信息,合理选择分类特征组合,建立分类规则,构建了一套基于面向对象的热带林多尺度分类方法。【结果】与单一尺度的分类方法相比,该方法分类精度有明显提高,分类总体精度达到84.46%,并且缩短了传统目视确定最优分割参数的时间,提高了分割效率和精度。【结论】基于面向对象的多尺度分类方法能够实现高精度的热带林植被信息提取,可为遥感分类技术在热带林的应用提供参考。     

面向对象的地质灾害信息提取——以汶川地震为例

讨论了面向对象的高空间分辨率遥感影像地质灾害体信息提取方法.该方法首先利用像元的色调和形状特征判别所要生成的影像对象的异质性,采取自下而上区域合并的方法将影像划分为互不相交的影像对象,然后根据这些对象的影像特征,如光谱、纹理、形状和上下文等,进行分类,提取出地质灾害体.结果表明,该方法能有效地提取地质灾害信息,为震灾调查和快速预评估提供决策支持数据.     

山地城市土地利用景观格局动态变化分析——以重庆市主城区为例

在RS、GIS技术的支持下,运用景观生态学原理研究了近20年来重庆主城区土地利用和景观格局的动态变化。结果表明:1)研究区内土地利用发生了明显变化,主要表现为建设用地面积持续大幅度增加,耕地面积先增加后减少,林地面积先减少后增加,水体面积相对比较稳定。2)土地利用变化速度越来越快,土地利用类型转变较为剧烈,土地开发强度不断增强。3)研究区景观结构发生了较大变化,斑块密度增加,平均斑块面积减少,香农多样性指数和均匀度指数总体上升,在整体景观破碎化加剧的同时,景观结构趋于多样化、均匀化,景观异质性不断增强。研究认为,由于山水阻隔,重庆主城区形成了有利于生态环境保护的"多中心、组团式"的城市景观格局,然而,随着城市化发展的推进,这种格局正逐渐被弱化,呈连片发展态势。因此,管理和决策部门应制定科学、合理的土地利用总体规划和城市发展规划,在发展经济的同时应加强对生态环境的保护。     

城市地貌分类研究——以重庆市北碚区为例

在介绍国内城市地貌分类系统基础上,以重庆北碚区为例,研究城市地貌分类系统.该分类对城市自然地貌采用相同地貌成因之下的形态分类原则,从坡度和起伏度两方面划分城市自然地貌类型;对城市人工地貌采用“生态—形态”分类原则,从地面透水性和稳定性等生态角度,以及单个建筑形态差异和其空间平面组合形态差异角度来划分城市人工地貌类型.     

山地城市老年人户外活动环境设计的思索——以重庆为例

通过对老年人生理、心理及活动特点的分析,并且结合重庆山地地形的特点,对重庆几个老人密集的公园、广场、居住区的调研,总结出为老年人设计户外活动空间的原则,进而提出老年人户外活动空间应设计的内容、要求及应注意的问题,以求尽量减小地形、气候等条件对老年人户外活动造成的影响。     

基于分水岭与多尺度相结合的影像分割方法

分水岭分割是一种应用较广泛的影像分割方法,它能自动生成单像素宽度的封闭轮廓,但需要把影像分割成过多小区域,从而导致影像分割耗时且工作量大。本文就此提出一种分水岭和多尺度相结合的高分辨率影像分割方法。该方法首先运用分水岭方法对融合了亮度梯度和纹理梯度的综合梯度进行计算,然后将同质性度量值最小的区域对合并,最后结合改进区域邻接图进行区域合并。实验结果与基于分水岭和区域合并的影像分割算法得到的结果进行比较,证明该方法不仅能充分利用高分辨率遥感影像中地物的光谱、形状、纹理等特征,而且减少了计算时间。     

浅谈山地城市控规阶段场地竖向规划——以德化县城东工业项目区为例

本文对控规阶段山地城市场地竖向布置形式和场地标高确定进行探讨,着重介绍场地竖向规划的基本概念、场地的布置形式场地的标高、土方填挖平衡等要素,通过对各要素进行分析和研究,提出各类场地的竖向规划的方式。从而使竖向规划的理论和方法具有较强的指导性和可操作性,给下阶段竖向设计提供设计依据。     

基于目标分解的面向对象决策树PolSAR影像分类

为了解决极化合成孔径雷达(Polarization Synthetic Aperture Radar,PolSAR)影像单一分类方法不能充分利用其中的丰富信息问题,结合目标分解理论、面向对象思想和C5.0决策树算法,对PolSAR影像进行多种方式的极化分解,提取包含地物散射机理信息的各种极化参数,并将提取的参数分割为对象,最后,采用C5.0决策树算法进行分类.采用RADARSAT-2全极化SAR数据进行实验,并将分类结果与经典的分类方法进行了对比,证明了本文提出方法的有效性.该成果将在PolSAR影像分类中发挥更大的作用.     

多尺度土地资源配置统筹协调研究——以昆明地区为例

由于我国正处于区域经济一体化和城乡统筹的大背景下,土地利用规划呈现出与建设用地的快速扩展无法适应的态势.为了使土地高效、节约利用,关键是协调区域经济发展与土地资源配置之间的关系,而依据现行的行政区划划分建立的土地资源配置体系存在很多弊端.因此,有必要对不同空间尺度下的土地资源配置的差异性进行分析,才能建立一个从宏观到微观的优化配置体系,协调运作各尺度下土地资源的优化配置.以昆明市、安宁市、太平镇为例,分别从市级、县级、乡级三种空间尺度,采用不同的方法对多尺度土地资源优化配置进行研究,为实现土地资源可持续利用提供理论依据.     

基于多目标适宜性的山地城市土地利用潜在冲突研究——以重庆市綦江区为例

【目的】在社会和经济全面转型发展过程中,研究土地利用冲突成为预测土地发展方向和制定土地利用规划的依据和参考之一。【方法】以重庆市綦江区为例,建立了山地城市中建设用地与农用地适宜性评价模型,并通过排列组合法得到了研究区土地利用潜在冲突的空间分布和类型。【结果】1)适宜建设用地和农用地的土地资源总量比较丰富但空间分布不均。建设用地和农用地中高适宜性面积分别为1425.25和1586.97km2,空间分布总体趋势都表现为由北到南逐渐减弱,在空间上两种用地类型存在较大的重叠。2)将綦江区可利用土地资源划分为9类土地利用潜在冲突区域,其中C1型强度潜在冲突与C2,C3型 一 般 潜 在 冲 突 的 面 积 分 别 为197.26,362.43和690.25km2,分 别 占 綦 江 区 总 面 积 的9.02%,16.58%和31.57%,整体来看綦江区有58.1%的土地具有潜在冲突的风险。在空间分布上表现为北部城区潜在冲突最剧烈且分布广,南部、东部和西部在镇有用地有一定潜在冲突。【结论】积极发展建设用地优势明显区域的同时需加强建设用地扩展的管制,应将高效的农用地列入基本农田加以保护和最大化利用。
     

基于多尺度统计模型的居民主观幸福感差异研究——以郑州市为例

地理学视角的主观幸福感研究聚焦于识别地理环境如城市建成环境、社区居住环境等对居民主观幸福感的影响，但往往忽略居民幸福感在微观个体、社区、街道等不同尺度上的系统性差异.同时，以往研究侧重从统计显著性视角识别居民主观幸福感的影响因素，缺少对主观幸福感影响因素集相对贡献的量化研究.基于此，本文构建了一个主观幸福感的居民-社区-街道多尺度统计模型，同时对居民主观幸福感在微观个体、社区和街道尺度上的差异进行系统建模，并将基于博弈论的Shapley Values方法引入多尺度统计模型，以量化不同影响因素集对主观幸福感的相对贡献程度.研究结果表明：郑州市居民主观幸福感在微观个体、社区、街道尺度上均存在着显著差异，主观幸福感的差异程度排序为个体尺度(约83.9%)>社区尺度(约12.1%)>街道尺度(约4%);居民对社区舒适性的感知作为影响居民主观幸福感最重要的因素集，贡献了约39.7%的模型解释能力，约是个人家庭属性变量组解释能力的3倍.