專利名稱：土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)支持的地類信息遙感自動(dòng)識(shí)別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于遙感圖像處理領(lǐng)域，涉及土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)支持的地類信息遙感自動(dòng)識(shí)別方法。
背景技術(shù)：
監(jiān)督分類是一種常見的遙感影像分類方法，需要以人工選取樣本區(qū)域，為計(jì)算機(jī)自動(dòng)分類提供依據(jù)，樣本質(zhì)量與遙感影像分類結(jié)果精度密切相關(guān)。在監(jiān)督分類中，樣本區(qū)域由操作人員根據(jù)具體遙感影像特征和遙感解譯經(jīng)驗(yàn)選取，不同的操作人員分類結(jié)果差異可能較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)支持的地類信息遙感自動(dòng)識(shí)別方法，實(shí)現(xiàn)樣本區(qū)域自動(dòng)提取和土地利用監(jiān)督分類，縮短處理時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)支持的地類信息遙感自動(dòng)識(shí)別方法包括以下步驟(I)依據(jù)地類屬性值，從土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取土地利用矢量數(shù)據(jù)，并從中篩選出大類圖斑；(2)依據(jù)篩選結(jié)果，按面積從大到小提取每一種地類對(duì)應(yīng)的若干個(gè)圖斑；(3)沿圖斑邊界做向內(nèi)緩沖處理；(4)以緩沖后的圖斑作為樣本區(qū)，對(duì)中分辨率遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)督分類，獲取地類信息；(5)通過(guò)DEM數(shù)據(jù)計(jì)算坡度數(shù)據(jù)，并用坡度數(shù)據(jù)過(guò)濾誤分類的象元；(6)過(guò)濾合并細(xì)碎圖斑，得到分類結(jié)果數(shù)據(jù)。所述步驟(2)中提取圖斑個(gè)數(shù)通過(guò)下述方法確定從面積最大的圖斑開始按降序累加面積，直至面積累計(jì)超過(guò)該大類圖斑總面積的60%，或者參加累加的圖斑超過(guò)50個(gè)。所述步驟(3)中緩沖后的圖斑面積占到原始圖斑面積的60%至80%。本發(fā)明以土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)作為先驗(yàn)知識(shí)，通過(guò)對(duì)篩選的大面積土地利用斑塊作向內(nèi)緩沖，得到的結(jié)果可以認(rèn)為是純地類區(qū)域，然后使用該結(jié)果作為樣本區(qū)。使用本方法自動(dòng)提取的樣本區(qū)主要受土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)的精度影響，而土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)是國(guó)家每年都對(duì)其更新，確保其地類的準(zhǔn)確。所以在樣本的選取上，本方法有著很高的可信度，同時(shí)克服了人工選取受人為因素影響較大的弊端。此外，使用DEM數(shù)據(jù)對(duì)上述分類結(jié)果進(jìn)行修正，將山區(qū)誤提取的水體重新歸為林地，進(jìn)一步提高了分類的精度。使用北京昌平地區(qū)和密云地區(qū)的北京一號(hào)衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試人工選取樣本區(qū)大致需要半個(gè)小時(shí)(僅僅選取樣本時(shí)間，不包含進(jìn)行分類的運(yùn)行時(shí)間)；而采用本方法在普通的計(jì)算機(jī)中處理，在10分鐘內(nèi)直接可以處理得到初步的分類結(jié)果。


圖1為本發(fā)明的實(shí)施流程圖；圖2為執(zhí)行緩沖區(qū)分析前后的對(duì)比；圖3和圖4為進(jìn)行碎斑過(guò)濾合并前后的效果對(duì)比。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合圖1，分步驟詳述本發(fā)明:(I)依據(jù)地類屬性值，對(duì)從土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)獲取的土地利用矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行初步篩選現(xiàn)行土地利用分類將土地利用類別分為12個(gè)一級(jí)類，一級(jí)類共下設(shè)57個(gè)二級(jí)類，就中分辨率遙感數(shù)據(jù)對(duì)土地利用類別的識(shí)別能力而言，很多在土地利用結(jié)構(gòu)中占比例較小的類別如溝渠、田坎等，是無(wú)法識(shí)別同時(shí)也無(wú)多大意義的，中分辨率遙感數(shù)據(jù)更多的是用于提取耕地、林地、建設(shè)用地、水體等大類信息。本步驟主要依據(jù)地類屬性值，從土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)獲取土地利用矢量數(shù)據(jù)，篩選大類圖斑。土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)是按照中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部頒布的《土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)》(TD/T 1016— 2007)建立的空間數(shù)據(jù)庫(kù)，內(nèi)容包括基礎(chǔ)地理要素、土地利用要素、土地權(quán)屬要素、基本農(nóng)田要素、柵格要素、其他要素等，各類要素通過(guò)國(guó)土資源部年度土地變更調(diào)查更新，為土地管理各項(xiàng)業(yè)務(wù)的開展提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。(2)依據(jù)篩選結(jié)果，按面積從大到小提取每一種地類對(duì)應(yīng)的若干個(gè)圖斑本步驟首先對(duì)每個(gè)大類對(duì)應(yīng)的所有圖斑按面積從大到小降序排列，然后從面積最大的圖斑開始按降序累加面積，直至面積累計(jì)超過(guò)該大類圖斑總面積的60%，或者參加累加的圖斑超過(guò)50個(gè)，最后將這些圖斑提取出來(lái)。(3)沿圖斑邊界做向內(nèi)緩沖處理，使緩沖后的圖斑面積占到原始圖斑面積的60%至80%考慮到上一步驟提取出來(lái)的圖斑邊界很有可能是不同地類的分界線(例如界線一側(cè)為耕地另一側(cè)為建設(shè)用地)，邊界經(jīng)過(guò)的像元是混合像元，因此為保證樣本區(qū)域內(nèi)是單一地類，本步驟沿圖斑邊界向內(nèi)做緩沖處理，經(jīng)驗(yàn)表明緩沖后的圖斑面積占原始圖斑面積的60%至80%左右最為適宜，也可根據(jù)實(shí)際情況自行設(shè)定。如圖2a所示，該斑塊的地類代碼是032，表示是一塊灌木林地，屬于林地。從圖中可以看出，在圖斑邊界區(qū)域(主要在右下側(cè))，有很多光譜和林地差異很大的象元。如果在選取樣本時(shí)將這些象元選取到樣本區(qū)中，將會(huì)對(duì)分類的結(jié)果造成較大的影響。通過(guò)向內(nèi)緩沖區(qū)處理后(圖2b所示)，可以看到樣本區(qū)內(nèi)的光譜信息基本一致。(4)以緩沖后的圖斑作為樣本區(qū)(簡(jiǎn)稱Α0Ι)，對(duì)中分辨率遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)督分類，獲取地類信息。以緩沖后的圖斑作為樣本區(qū)，采用監(jiān)督分類對(duì)中分辨率遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，從而獲得土地利用的地類信息數(shù)據(jù)。(5)通過(guò)數(shù)字高程數(shù)據(jù)(DEM)計(jì)算坡度數(shù)據(jù)，并用坡度數(shù)據(jù)過(guò)濾誤分類的象元。由于水體和山區(qū)林地的地物特征很類似，很容易將山區(qū)林地誤分為水體，可通過(guò)以下處理將山區(qū)誤提取的水體重新歸為林地:
首先使用DEM數(shù)據(jù)計(jì)算待分類區(qū)域的坡度數(shù)據(jù)。通過(guò)坡度數(shù)據(jù)可以知道，水體的坡度為O度，而山區(qū)的林地的坡度均大于O度，若類別為水體且坡度大于0，則將其設(shè)為林地。(6)過(guò)濾合并細(xì)碎圖斑，得到土地利用地類結(jié)果數(shù)據(jù)。監(jiān)督分類的結(jié)果會(huì)存在大量的細(xì)碎圖斑，通過(guò)小碎斑的過(guò)濾合并，可以將細(xì)碎圖斑進(jìn)行去除。如圖3是初步分類后的結(jié)果，圖4是進(jìn)行細(xì)碎圖斑過(guò)濾合并后的結(jié)果。最后對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行矢量化，生成土地利用分類矢量數(shù)據(jù)，完成遙感分類信息的自動(dòng)精細(xì)識(shí)別。
權(quán)利要求
1.一種土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)支持的地類信息遙感自動(dòng)識(shí)別方法，包括以下步驟: (1)依據(jù)地類屬性值，從土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取土地利用矢量數(shù)據(jù)，并從中篩選出大類圖斑； (2)依據(jù)篩選結(jié)果，按面積從大到小提取每一種地類對(duì)應(yīng)的若干個(gè)圖斑； (3)沿圖斑邊界做向內(nèi)緩沖處理； (4)以緩沖后的圖斑作為樣本區(qū)，對(duì)中分辨率遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)督分類，獲取地類信息； (5)通過(guò)DEM數(shù)據(jù)計(jì)算坡度數(shù)據(jù)，并用坡度數(shù)據(jù)過(guò)濾誤分類的象元； (6)過(guò)濾合并細(xì)碎圖斑，得到分類結(jié)果數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)支持的地類信息遙感自動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于，所述步驟(2)中提取圖斑個(gè)數(shù)通過(guò)下述方法確定:從面積最大的圖斑開始按降序累加面積，直至面積累計(jì)超過(guò)該大類圖斑總面積的60%，或者參加累加的圖斑超過(guò)50個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)支持的地類信息遙感自動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于，所述緩沖后的圖斑 面積占到原始圖斑面積的60%至80%。
全文摘要
本發(fā)明屬于遙感圖像處理領(lǐng)域，公開了一種土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)支持的地類信息遙感自動(dòng)識(shí)別方法，包括(1)依據(jù)地類屬性值，從土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取土地利用矢量數(shù)據(jù)，并從中篩選出大類圖斑；(2)依據(jù)篩選結(jié)果，按面積從大到小提取每一種地類對(duì)應(yīng)的若干個(gè)圖斑；(3)沿圖斑邊界做向內(nèi)緩沖處理；(4)以緩沖后的圖斑作為樣本區(qū)，對(duì)中分辨率遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)督分類，獲取地類信息；(5)通過(guò)DEM數(shù)據(jù)計(jì)算坡度數(shù)據(jù)，并用坡度數(shù)據(jù)過(guò)濾誤分類的象元；(6)過(guò)濾合并細(xì)碎圖斑，得到分類結(jié)果數(shù)據(jù)。本發(fā)明替代傳統(tǒng)的人工選擇樣本區(qū)域的方式，有效節(jié)約信息提取時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)G06F17/30GK103077400SQ201210575858
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者劉順喜, 尤淑撐, 王忠武, 沈均平 申請(qǐng)人:中國(guó)土地勘測(cè)規(guī)劃院