黄文星1，2万荣胜1，2
（1.广州海洋地质调查局 广州 510760；2.国土资源部海底矿产资源重点实验室 广州 510760）
第一作者简介：黄文星（1985—），硕士，助理工程师，主要从事遥感地质和构造地貌研究，Email:。
摘要 近几十年来，随着沿海经济的发展，环境问题突出，海岸带环境地质问题得到越来越多的重视。卫星遥感以其实时、快速、高效的特点在海岸带环境地质调查中得到广泛应用。这些应用包括海岸带类型划分、岸线提取、近岸水深探测以及近岸悬浮泥沙、海表温度（SST）盐度（SSS）、叶绿素浓度反演等环境地质内容。本文简要介绍这些应用的主要原理方法和不足。
关键词 卫星遥感 海岸带 环境地质调查
1 前言
海岸带是海陆交互作用的地带，同时也是人类生存和发展的重要区域。由于自然环境的变化和人类活动的干扰，海岸带地区环境地质问题日益突出，主要表现为海平面上升、海水倒灌、地面沉降、海岸侵蚀、风暴、赤潮等，因此，进行海岸带环境地质调查具有重要意义。
卫星遥感是20世纪60年代发展起来的新技术，具有宏观、快速、动态、综合的特点。目前已经在海岸带地质调查中广泛应用——近岸水域地形地貌探测、海岸类型识别、岸线变迁历史、滩涂演变过程、岛礁分布、航道变迁、海面温度分布、海水盐度分布、海水悬移质及叶绿素分布、海流及波浪状况等［1］。本文主要介绍海岸带类型划分、岸线提取、近岸水深探测以及近岸悬浮泥沙、海表温度（SST）盐度（SSS）、叶绿素浓度反演等的原理方法和存在问题。
2 海岸带类型调查
海岸带类型是海岸带环境地质调查的基本内容之一。不同的海岸带类型具有不同的物质组成、形态特征和空间分布特点，一般可以通过卫星影像中的色调、形状、纹理、阴影，以及与相关地物的空间配置关系进行识别。
砂质海岸表层砂体干出地表时，对可见光具有很强的反射作用，一般呈亮白色；靠近水体，随着含水量的增加，对近红外波段的反射强度快速减弱，呈暗色调；空间配置上，砂质海岸一般地形较为开阔平坦，往往分布在砂质来源丰富、侵蚀作用相对较弱的河口和海湾附近。泥质海岸主要的物质成分为淤泥和粉砂，一般含水量较高，对近红外波段的反射较弱，影调偏暗，多分布于封闭海湾和潮滩。基岩海岸一般位于岬角位置，多为陆上山脉向海的延伸，与海分界截然，纹理色调与岩性、地貌和覆盖的植被有关。
实际调查发现，不同海岸类型有相互交叉的情况。以海南文昌铜鼓岭石头公园附近的海湾为例（图1），该区高潮位-中潮位间，表层砂质覆盖；中潮位-低潮位，大量的基岩礁石出露，这为海岸带类型的定性带来很大的困难，进一步的精细划分对遥感影像的分辨率和时相（低潮位）提出了更高的要求。
图1 海南文昌石头公园附近的海湾
A bay near by the Stone Park in Hainan Province
3 岸线提取
岸线调查也是海岸带环境地质调查的基本内容，通过解译多个时相的岸线，可以研究岸线的变迁演化历史，对分析海平面升降、港口淤积、航道淤塞等具有重要作用，同时也可以为区域经济环境规划提供参考。
一般情况下，在遥感影像中，海水和陆地的分界线是非常明显的，这条线我们称之为水边线（图1）。水边线是动态变化的，随着潮水涨落，与影像的获取时间有关。而海岸线是多年平均大潮高潮所形成的海水与陆地分界的痕迹线。
基岩海岸和人工海岸，岸线陡直，在出图精度容许的情况下，可以直接将水边线作为岸线。砂质海岸和泥质海岸，海岸地势平缓，延伸宽广，水边线与岸线往往有较大的偏差，一般不能直接将水边线作为岸线。这种情况下，往往采用沙滩泥滩与陆生植被的分界线作为岸线（图1）。在大型河口和三角洲附近，岸滩开阔，地物复杂，识别与陆生植被的分界难度较大，有学者［2］提出潮汐模型的方法进行岸线识别。其基本思路是：首先，提取同一地区多个时相的遥感影像的水边线；然后通过潮汐模型或者当地实测的验潮数据，推算出各个时相水边线的高程值，并以此构建研究区海岸带的地形数据；最后依据潮汐模型或者验潮数据推算最大高潮线的位置，即岸线。当前潮汐模型方法面临的主要问题是海岸带的地形资料缺乏，影像数据不多，精度检验困难等。
为了提高遥感影像的解译效率，近年来，有研究者尝试进行岸线的自动识别。识别的算法主要有阈值法、边缘检测算子法、主动轮廓模型方法、面向对象法、马尔科夫场方法等［3］，目前岸线自动识别技术尚处于探索阶段。
4 近海水深调查
传统上水深调查多依靠声纳回声测量，然而，海岸带附近水深较浅，波浪潮汐作用强烈，利用船舶进行声纳水深测量难度大，遥感是一个很好的补充手段。
当前应用卫星遥感进行水深调查，主要有两种方法：微波遥感和光学遥感。
微波对海水的穿透能力非常有限，只能达到厘米级，不能直接探测海底地形，但海流与水下地形的相互作用会使海表产生起伏（海浪），而微波遥感对海浪形态的测量具有很好的效果，也就是说，微波遥感可以通过测量海浪形态来反推海底地形。这种方法在实际应用过程中受海流和海风的方向、速度的影响较为明显［4］，并且探测的深度有限［5］。
可见光对水体具有一定的穿透力（10～30米），假如水体足够清澈，太阳辐射可以到达浅水区底部，并反射回传感器，传感器接收的亮度信息中包含了水深信息。当前应用光学遥感进行水深反演的方法主要有三种［6，7］：一是纯理论模型，主要依据遥感水深的原理和水体光谱特性进行理论计算，这种方法的主要问题是水体光学参数难以获取，且计算过程复杂，目前难以推广使用；二是数学统计模型，将实测的水深数据与遥感影像的灰度值进行统计分析，拟合出方程曲线，再外推计算水深值，这种方法简单易行，但影像灰度值与水深的相关度不能保证，计算结果往往不理想；三是半经验半理论模型，主要通过简化理论模型结合统计数据进行模拟计算，这种方法集合了前两种的优点，是目前使用较多的方法。
目前，光学遥感用于水深调查，在清澈水体已经取得一定的进展，对近岸浑浊水体还处在探索阶段，其关键的技术难题在于如何减轻悬浮物质和底质（底泥）颜色对水深反演模型的影响［6］。
5 近岸水环境调查
近年来，随着沿海社会经济的发展，海岸带环境问题愈加突出，海岸带的地质调查也相应地增加了近岸水环境调查的内容［1］，如：近海悬浮泥沙调查、海表温度（SST）、盐度（SSS）和叶绿素浓度等，卫星遥感在这些项目的调查中同样发挥着重要作用。
近岸海水悬浮泥沙遥感
水体中悬沙含量的时空分布是分析河口海岸的冲淤变化、估算河流入海物质通量和研究海洋沉积速率的重要参数。因此，对海水悬浮泥沙的调查具有重要意义。
目前，应用卫星遥感进行悬浮泥沙定量反演最为常用的是经验模式——建立野外实测数据与遥感反射率或者归一化离水辐射率之间的关系。常见的关系式有：线性关系、对数关系、Gordon关系、负指数关系等。其主要的依据是悬沙水体的波谱反射曲线具有如下特征：一般情况下悬沙水体的反射率，随着悬沙浓度的增大而增大；悬沙的波谱曲线有黄光波段和近红外波段两个反射峰［8］，在悬沙浓度较低时，第一个峰高于第二个峰，随着悬沙浓度的增加，第二个峰增加，并最终略高于第一个峰［9］。
然而，悬沙水体的反射不只与悬沙的浓度有关，还与悬沙的颗粒大小、种类和形状等有关，因此，上述构建的关系模式在推广应用中往往有很大的局限性。研究更具有可操作性和普适性的水体悬沙遥感算法，需要有更多的标定、检验和发展分析模型。
近岸海水表层温度反演
目前在全球海水表层温度（SST）调查中常用的数据源为AVHRR和MODIS，但是由于这两个数据的空间分辨率均为千米级，不能满足大比例尺近岸海温调查的要求。TM和ETM+的热红外波段具有较高空间分辨力（分别为120米和90米），在近海的海水表层温度调查中得到广泛应用，并取得不错的效果［10-13］。
利用陆地卫星做海水表层温度反演的难点主要在于大气校正，因为TM和ETM+数据只有一个热红外波段，无法通过不同波段对大气的吸收和发射率的差异来构建大气校正方程，而同步实测的大气轮廓线数据和辐射传输模型往往也缺乏。
近岸叶绿素浓度反演
叶绿素浓度可用于估算浮游植物的生物量和生产力，同时也是反映水体营养化程度的一个重要参数［14］。在开阔大洋的一类水体中，蓝绿比值法取得较好的效果，应用较为成熟，而该方法并不适用于浑浊的近岸二类水体。目前在二类水体的叶绿素浓度调查中多采用荧光法。荧光法的原理是［15］：浮游植物在波长为400～700nm的太阳光激发下，可以在683nm波段附近产生红光辐射，辐射强度与叶绿素浓度具有很强的相关性，并且大气辐射和海水中的黄色物质与悬浮泥沙对该辐射峰的影响较小。通过量测680nm与660nm之间的辐射量，再进行反演即可得到叶绿素的浓度。
当前，荧光法主要存在三个问题［15］：一是叶绿素产生荧光的过程复杂多变，有待于生物学和生态学方面的进一步研究；二是叶绿素发射的荧光只占叶绿素吸收能量的5%，当叶绿素浓度较低时，传感器难以探测；三是随着叶绿素浓度的增加，叶绿素的荧光峰将发生“红移”，而传感器的通道是固定的，这将影响荧光峰辐射量计算时的准确度。
近岸海水表层盐度反演
对近岸盐度变化进行监测是我们认识河口海岸生态环境，了解其物理过程的重要手段［16］。传统上主要采用取水样或者使用CTD来测量海水盐度，但是这种方法野外工作量大，且无法同步获取大面积海水表层盐度数据。
目前主要应用微波遥感进行海水表层盐度的反演，其原理是：海水盐度的变化会改变海水的介电常数，进而改变微波辐射特性，通过微波辐射计量测海面的微波发射率，即可从辐射计的亮温中反演出海水表面层盐度（SST）。目前常用于海表盐度反演的电磁波是以为中心的宽度为20MHz的波段，该波段主要的优点是，它属于受国际条约保护的用于无线电天文学研究的波段，不存在人为信号干扰，并且使用该波段除大雨外，几乎可以实现全天候的观测［17］。问题在于目前卫星搭载的传感器空间分辨率极低，无法满足近岸观测的要求。
6 结论和讨论
遥感海岸带环境地质调查，具有高效率、低成本的特点，目前已经得到广泛应用。在一些领域，如海岸类型调查和岸线调查都已经比较成熟。难点在于近岸水体部分，水深调查、悬沙调查、温度盐度和叶绿素浓度反演，这几个方面都还处于探索阶段。面临的最重大的技术瓶颈在于传感器。遥感近岸环境地质调查对传感器提出了苛刻的“三高”要求（高空间分辨率、高波谱分辨率和高时间分辨率）。首先，海岸带环境地质调查以岸线以外20公里的海区和岸线以内5公里的陆区作为核心调查区。因此，高的空间分辨率尤为重要，传统的海洋水色卫星，分辨率多为公里级，难以达到1：10万和更大比例尺海岸带调查的制图精度要求。其次，海岸带环境地质调查的内容复杂多样，包含了陆地和水体，水体又涉及浅表的温度盐度、悬浮的泥沙以及水下的地形地貌。要满足这些需求，必须要有足够高的波谱分辨率，才能有效地去除干扰信息，获得准确的波谱传导模型。最后，海岸带是岩石圈、生物圈、水圈和大气圈强烈交互作用的区域，同时，还是人类的集中居住区，受人类改造强烈，环境变化快速。传感器没有高的时间分辨率，便无法准确把握海岸带环境地质变化的规律。以目前的技术而言，建立一个低轨道的小卫星群，搭载高分辨率（空间分辨率和波谱分辨率）传感器，是最有效的解决办法。
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The application of Satellite Remote Sensing to Geo-environment in Coastal Zones
Huang Wenxing1，2Wan Rongshen1，2
（ Marine Geological Survey，Guangzhou，510760； Laboratory of Marine Mineral Reasources，MLR，Guangzhou，510760）
Abstract：In recent decades，as China's coastal economic development，coastal environmental geology problems are becoming increasingly Remote Sensing has features of rapid，real-time and high efficiency，which make it widely used in the coastal geo⁃environment applications include coastal zone Type Classification，coastline extraction，water⁃depth measurement in coastal zone，suspended sediment detection，sea surface temperature（SST），sea surface salinity（SSS），chlorophyll concentration detection and other environmental paper introduces the principles and shortcomings of these words：Satellite Remote Sensing；Coastal Zones；Geo⁃environment Survey
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C1化学与化工天文学报天文学进展天文研究与技术铁道科学与工程学报铁道学报听力学及言语疾病杂志通信学报同济大学学报. 自然科学版涂料工业土木工程学报土木建筑与环境工程土壤土壤通报土壤学报推进技术微波学报微电子学微电子学与计算机微计算机信息微生物学报微生物学通报微生物学杂志微特电机微体古生物学报卫生研究无机材料学报无机化学学报武汉大学学报. 工学版武汉大学学报. 理学版武汉大学学报. 信息科学版武汉理工大学学报武汉植物学研究物理物理化学学报物理学报物理学进展物探化探计算技术物探与化探西安电子科技大学学报西安建筑科技大学学报西安交通大学学报. 医学版西安交通大学学报. 自然科学版西北大学学报. 自然科学版西北地震学报西北工业大学学报西北林学院学报西北农林科技大学学报. 自然科学版西北农业学报西北植物学报西南大学学报.自然科学版西南交通大学学报西南农业学报西南师范大学学报. 自然科学版西南石油大学学报.自然科学版稀土稀有金属稀有金属材料与工程稀有金属与硬质合金系统仿真学报系统工程系统工程理论与实践系统工程学报系统工程与电子技术系统管理学报系统科学与数学细胞生物学杂志细胞与分子免疫学杂志厦门大学学报. 自然科学版纤维素科学与技术现代地质现代化工现代口腔医学杂志现代雷达现代免疫学现代制造工程湘潭大学自然科学学报小型微型计算机系统心理科学心理科学进展心理学报心血管病学进展新疆地质新疆农业科学新疆石油地质新型炭材料信号处理信息工程大学学报信息与控制畜牧兽医学报循证医学压电与声光牙体牙髓牙周病学杂志亚热带植物科学岩矿测试岩石矿物学杂志岩石力学与工程学报岩石学报岩土工程学报岩土力学岩性油气藏研究与发展管理盐湖研究眼科研究扬州大学学报. 农业与生命科学版扬州大学学报. 自然科学版遥感技术与应用遥感信息遥感学报药物分析杂志药物生物技术药学服务与研究药学学报冶金分析液晶与显示医学分子生物学杂志医用生物力学仪表技术与传感器仪器仪表学报遗传印染应用泛函分析学报应用概率统计应用光学应用化工应用化学应用基础与工程科学学报应用激光应用科学学报应用力学学报应用气象学报应用生态学报应用声学应用数学应用数学和力学应用数学学报应用数学与计算数学学报应用与环境生物学报营养学报影像科学与光化学油田化学铀矿地质有机化学有色金属渔业科学进展宇航材料工艺宇航计测技术宇航学报玉米科学预测园艺学报原子核物理评论原子能科学技术原子与分子物理学报云南大学学报. 自然科学版云南农业大学学报云南植物研究运筹学学报运筹与管理杂交水稻灾害学噪声与振动控制浙江大学学报. 工学版浙江大学学报. 理学版浙江大学学报. 农业与生命科学版浙江大学学报. 医学版浙江林学院学报浙江林业科技浙江农业学报针刺研究真空科学与技术学报诊断病理学杂志振动、测试与诊断振动工程学报振动与冲击郑州大学学报. 工学版植物保护植物保护学报植物病理学报植物分类学报植物生理学通讯植物生态学报植物学通报植物研究植物遗传资源学报植物营养与肥料学报植物资源与环境学报制冷学报制造技术与机床制造业自动化质谱学报中草药中成药中风与神经疾病杂志中国癌症杂志中国安全科学学报中国表面工程中国病理生理杂志中国病原生物学杂志中国草地学报中国超声医学杂志中国当代儿科杂志中国地方病学杂志中国地震中国地质中国地质灾害与防治学报中国电机工程学报中国电力中国动脉硬化杂志中国法医学杂志中国腐蚀与防护学报中国给水排水中国工程科学中国工业经济中国公共卫生中国公路学报中国骨质疏松杂志中国管理科学中国惯性技术学报中国海洋大学学报. 自然科学版中国海洋药物中国航海中国环境监测中国环境科学中国机械工程中国激光中国激光医学杂志中国急救医学中国脊柱脊髓杂志中国寄生虫学与寄生虫病杂志中国矫形外科杂志中国介入影像与治疗学中国康复医学杂志中国抗生素杂志中国科技史杂志中国科学. 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比较容易发表论文的测绘类期刊有《测绘科学技术学报》、《遥感学报》、《地理科学进展》创、《地理与地理信息科学》。
1、《测绘科学技术学报》创于1984年，是由中国人民解放军信息工程大学主管、信息工程大学测绘学院主办的测绘科学学术期刊。本刊在国内外有广泛的覆盖面，题材新颖，信息量大、时效性强的特点，其中主要栏目有：学科进展、学术研究、应用工程等。
办刊宗旨：本刊以马列主义、毛泽东思想、邓小平理论为指针，贯彻执行江主席“三个代表“重要思想，坚持以建设有中国特色社会主义理论为指导，积极报道和反映测绘科学最新研究成就，传播和积累军事测绘科学知识。
2、《遥感学报》创刊于1997年，由中国科学院遥感应用研究所，中国环境遥感学会主办。致力于报道遥感领域及其相关学科具有国际、国内先进水平的研究报告和阶段性研究简报以及高水平的述评。着重反映本领域的新概念、新成果、新进展。
内容涉及遥感基础理论，遥感技术发展及遥感在农业、林业、水文、地矿、海洋、测绘等资源环境领域和灾害监测中的应用，地理信息系统研究，遥感与GIS及空间定位系统（GPS）的结合及其应用等方面。
3、《地理科学进展》创刊于1982年，是由中国科学院地理科学与资源研究所主办、科学出版社出版的综合性学术刊物。获奖情况：全国中文核心期刊。
主要刊登地理学及其分支学科的研究成果，反映国内外地理学研究动态。发表论文的领域为资源与环境、全球变化、可持续发展、区域研究及地理信息系统等方面的成果与新技术。
4、《地理与地理信息科学》创刊于1985年，由河北省地理科学研究所主办。包括地理学和地理信息科学两大部分，具体栏目有：3S研究与应用、数字城市与数字国土、区域经济、环境与生态、旅游开发、可持续发展研究等。
基本涵盖了地理学、地理信息科学的前沿与热点，侧重报道国家自然科学基金、国家重点实验室基金项目、国家科技攻关项目和国际合作项目的新研究成果。
重点核心：《生态学报》、《应用生态学报》一般核心：《生态学杂志》、《生物多样性》
重要英文期刊：
刘爱霞1 王静1 刘正军2
（1.国土资源部土地利用重点实验室，中国土地勘测规划院，北京，100035；2.中国测绘科学研究院，北京，100039）
摘要：本文主要讨论基于 MODIS 16 天合成的 NDVI 时间序列数据、8 天合成 LST 数据、1∶5 万DEM数据以及其他辅助数据相结合，进行北京西北部地区土地资源现状调查和土地利用及植被覆盖多年变化的研究。首先选取适合于 MODIS 数据分类的土地覆盖分类系统，用 PCA 方法对NDVI 时间序列数据进行信息增强与压缩处理，结合LST数据、DEM数据及降雨温度数据，利用模糊K－均值非监督分类法，进行研究区的土地覆盖分类，得到土地资源现状情况。然后利用变化矢量（CVA）分析方法对北京西北部地区的土地利用及植被覆盖的多年变化状况进行了分析。结果表明，MODIS 数据能很好地应用于大范围的土地资源监测中，并能得到较好的结果。
关键词：北京西北部；MODIS；土地资源现状；土地利用及植被覆盖变化
随着“人口－资源－环境”之间的矛盾日益尖锐，为了实现可持续发展的战略目标，世界各国政府都在大力加强资源与生态环境监测系统的建设。我国《全国生态环境建设规划》和《全国生态环境保护纲要》也明确提出要完善生态环境监测和信息服务体系。国土资源部《科技发展“十五”计划纲要》强调大力推进国土资源管理工作的信息化，强调努力实现国土资源调查评价工作的现代化。其中，土地资源调查与监测是其主要内容之一。
随着现代遥感技术的迅速发展，适合于不同空间尺度土地资源调查监测的各种遥感数据相继出现。目前，SPOT5、Landsat TM/ETM＋遥感数据是土地资源调查的主要数据源，适合于乡级、县级、区域级等不同尺度，但是应用于较大空间尺度的土地资源调查时，耗费大量人力、物力，且不经济。近年出现的中空间分辨率、高时间分辨率的 MODIS 数据为大尺度的土地资源调查提供了更好的数据源。Tucker 等人研究表明［1］，归一化植被指数 NDVI 实际反映了植被生物量、覆盖度和叶绿素含量三方面的生物物理化学性质，利用不同时相条件下的 NDVI序列，可以比较准确地反映植被的生长季相变化的规律。这成为利用遥感数据进行大区域范围植被和土地覆盖制图的基本思路［2～4］。
本文尝试以MODIS的NDVI时间序列数据集为主要数据源，结合MODIS LST、DEM、降雨、温度等辅助数据，首先选取适合的土地覆盖分类系统，通过 PCA 等数据处理方法，使用模糊K－均值非监督分类法，进行北京西北部地区的土地覆盖自动分类研究；然后利用变化矢量（CVA）分析方法对该区的土地利用及植被覆盖的多年变化状况进行分析，以便为大尺度土地资源的调查监测提供一种快速便捷的方法。
1 研究区概况
北京西北部地区是我国生态环境建设部门重点关注和投资的地区，本研究区主要包括北京市西北部的风沙源区，涉及河北、山西、内蒙古三省 8个市（地、盟）的 51个县（市、旗），土地总面积为×104 km2。该区范围西起内蒙古的四子王旗，东至内蒙古的敖汉旗，南起山西的代县，北至内蒙古的阿鲁克尔沁旗，地理坐标为东经 110°20′～121°01′，北纬38°51′～45°25′。
研究区地处内蒙古高原中部、黄土高原的北端，位于内蒙古、山西和河北三省交界处，区内地表形态主要由高原、山地、丘陵和盆地几大部分组成，地势呈中间高、南北低趋势。研究区跨中温带和寒温带，属干旱、半干旱大陆性季风性气候，气候变化较为明显。冬春季节受西伯利亚和蒙古冷高压控制，气候干燥少雨，主导风向为西北风，风力强劲，风蚀型外营力地质作用极为强烈，研究区北部的浑善达克沙地和科尔沁沙地，生态环境极为脆弱，是北京西北部地区的主要风沙源区。区域夏秋季节受太平洋副热带高压控制，多东南风，风力较弱，水汽补给较少，气候炎热少雨。区域年均气温 ℃以下，年降雨量为200～750mm，但降雨集中，降雨强度大，外加区域地势比降大，土质疏松，水蚀型外应力地质作用和重力侵蚀作用强烈，水土流失严重，而且容易发生滑坡和泥石流。
2 数据及预处理
遥感数据
本文所用遥感数据是美国EROS数据中心提供的MODIS影像。NDVI数据是2001～2004年16日合成的时间序列数据，共23个时相，空间分辨率为250m。陆面温度（LST）是2002年的8日合成时间序列数据，共46个时相，空间分辨率为1 km。
在 MODIS 数据处理中，用 MRT 几何纠正与镶嵌软件完成了图像的几何纠正和镶嵌。然后用最大合成法（MVC）对同一区域内植被指数、陆面温度等多时相的数据进行合成预处理，即图像中每一像元用j天中的最大像元值来代替，该处理的目的是为了减少大气的云、颗粒、阴影、视角以及太阳高度角的影响（Brent，.，1986）。虽然最大合成过程（MVC）减少了大气的云、颗粒等的影响，但是云污染仍存在，接着采用改进的 BISE （the best index slope extraction）方法进行 NDVI 的多时相去云处理。尽管所用 MODIS 的LST 数据都是8 天合成数据，但 Ts 数据质量非常差，为了解决数据残缺的问题，我们利用线形回归来模拟这些数据。地表温度是高度空间相关的，相邻时相同一区域内的 Ts 在空间上存在某种相同的相关性，用线性关系来拟和这种关系；用相同大小的模板同时在被修复图像和参考图像上滑动，如果处于被修复图像模板中心值是零值或异常值，则用最小二乘法求出两个模板内有效数据间的线性回归系数，然后用该系数和参考图像模板中心值求出新值替代原来的零值或异常值。
其他辅助数据
辅助数据主要有通过 ETM＋数据目视解译得到的 2002年北京西北部地区土地利用现状图，北京西北部地区 1∶50000 DEM 数据，北京西北部地区的降水、温度数据。利用北京西北部地区各气象站点资料先计算各站点的年平均积温、年平均降水量，然后利用Kriging 插值方法获得北京西北部地区栅格的年平均气温、年平均降水量分布图。
3 研究方法
土地覆盖分类
（1）选取适合于 MODIS 数据分类的土地覆盖分类系统，本研究采用《基于遥感数据的土地利用/土地覆被分类体系》［5］。该分类体系最重要的特色在于，针对不同空间尺度和所对应的遥感数据源，都具有其相应的分类，而且分类类型逐渐细化。对于一级分类和二级分类，侧重于土地覆被的分类，即对于中、低空间分辨率遥感数据，以土地覆被分类为主。
（2）用 PCA 方法对 NDVI 时间序列数据进行信息增强与压缩处理，以排除各种干扰因素，提高分类精度。采用 PCA变换可以将原有的12个月中有用的NDVI信息中的绝大部分压缩到少量的前几个主分量中，同时排除了部分由于数据质量等原因引起的噪声。因此，利用 PCA变换可以有效保证分类精度不受损失。实际结果的研究也表明，PCA 在对于抑制噪声影响和保证分类精度起到了重要的作用［6］。
（3）结合 LST 数据、DEM 数据及降雨温度数据，利用模糊K－均值非监督分类法，进行研究区的土地覆盖分类［7］，经过分类后处理，对分类发生明显错误的图斑进行更正，得到北京西北部地区的土地覆盖分类图。
土地利用及植被覆盖多年变化分析
变化向量（CVA）分析是一种非常有潜力的植被比较分析方法，根据变化矢量的强度和方向判定变化的区域和类型［8］。变化矢量分析技术用指示参数年时序中的每个数据值作为时序空间的一点，时序空间连续几年的点连接成变化矢量。变化矢量的方向确定了变化的推进，矢量的大小表征了变化的强度。
例如，用连续多年12个月的数据来进行变化矢量分析，则变化矢量空间由每年的12个变化监测指示因子图像构成，故全年指示因子对应于一个12 维的时间矢量：
土地信息技术的创新与土地科学技术发展：2006年中国土地学会学术年会论文集
P （i，x）表示像元i对应于x年的矢量，x （t）为像元i在时间t1到tn的指示因子值，n表示时间维数。矢量的模‖P‖ 代表了全年指示因子累积，矢量的方向为全年指示因子的时间曲线形状的综合反映。
任意两年间指示因子的任何变化都会表现在这12维空间中，这种变化可用变化矢量描述如下式：
土地信息技术的创新与土地科学技术发展：2006年中国土地学会学术年会论文集
ΔP （i）是像元i从x年到y年的变化矢量。ΔP （i）包含了（y－x）年间，像元i在每一时间维上的变化信息。变化矢量的模‖ΔP （i）‖，由欧氏距离（Enclidean distance）决定，表示了指示因子变化的强度。
土地信息技术的创新与土地科学技术发展：2006年中国土地学会学术年会论文集
当‖ΔP （i）‖超过某一阈值时，往往对应着植被覆盖类型从一种类型转变成另一种类型。ΔP （i）的方向由一系列的角度定义，决定了指示因子的变化过程。
对计算出变化矢量强度，依据图像的直方图特征和地面资料可以采用阈值分割的方法划分不同的矢量变化强度等级。
借助于指示因子累计值的变化率来判断矢量变化类型。变化率的定义如下：
土地信息技术的创新与土地科学技术发展：2006年中国土地学会学术年会论文集
4 结论与讨论
土地资源现状调查
通过对研究区2002年12个月的NDVI时间序列数据进行主成分分析得到的前四个主分量，基于1 km 分辨率的 MODIS 8 天合成 LST 数据得到的研究区年均 LST 数据，1∶5 万DEM数据，然后结合降雨温度数据，采用模糊K－均值非监督分类法，得到北京西北部地区的土地覆盖分类结果。然后，对分类结果进行分类后处理，对分类发生明显错误的图斑进行更正，最后得到2002年北京西北部地区的土地覆盖分类图（图1）。
图1 2002年北京西北部地区土地覆盖分类图
通过图1和图2可以看出，北京西北部地区土地覆盖类型中草地的覆盖面积所占比例最大，约占总面积的53%，内蒙古高原的浑善达克沙地和丘陵区及研究区东部的科尔沁草原南缘地带呈集中连片分布；中西部坝上高原地区的低洼处和河湖滩地的周边、阴山山脉东部及周边地区的丘陵地区也比较集中。牧草地总面积的60%以上分布在沙质甚至沙砾质干旱草原区。农用地占研究区总面积的21%，主要分布在研究区西南部高原和盆地中，多呈条带状沿河谷和河流冲积平原分布。林地占研究区土地总面积的13%，主要分布在大兴安岭、燕山、恒山、阴山山脉地区，在研究区的东部和西南部山区是林地集中分布地区，且大多分布在山体的上部。裸地占研究区总面积的8%，主要分布在北部浑善达克沙地和东部的科尔沁沙地。研究区中，湿地、水域和建设用地所占面积比例最小。
图2 2002年北京西北部地区各土地覆盖类型所占比例
土地利用与植被覆盖多年变化
用变化矢量分析法对北京西北部地区2001～2004年NDVI 的变化进行监测。所用数据是北京西北部地区2001～2004年的每月的最大 NDVI 时间序列值，首先计算 NDVI的变化矢量模，然后采用对变化矢量模进行图像分割的技术来生成 NDVI 的变化强度。图像分割满足：①相似性原则，即同一区域内像元应相似；②非连续原则，即从一个区域向另一个区域搜索，像元一定有某些变量特征（梯度等特征）发生突变，从而确定边界。
变化强度
NDVI 变化强度反映了植被覆盖的变化情况。综合考虑植被覆盖度变化矢量模的直方图、均值和方差来确定每个分割点，对变化矢量模进行分割得到变化强度。
表1 矢量变化强度不同等级阈值
从图3和图4中可以看出，2001～2004年4年间，北京西北部绝大部分地区土地利用/植被覆盖状况没有发生大的变化，生态系统基本维持平衡。无变化和低变化地区占北京西北部地区总面积的。
无变化区面积最大，占总面积的，主要分布于北京西北部地区的赤峰市、敖汉旗、翁牛特旗、巴林右旗和阿鲁科尔沁旗，北部的锡林郭勒盟和四王子旗等地，表明5年间三峡库区的植被覆盖在水平方向上很少变化。
低变化区面积占总面积的 ，主要分布在北京西北部地区的察哈尔右翼中旗、察哈尔右翼前旗、克什克腾旗、正镶白旗、正蓝旗和太仆寺旗的交界处等地区。
中变化区的面积比较小，主要集中在北京西北部地区的凉城地区。
剧烈变化区，主要集中在北京西北部地区的西部地区、浑善达克沙地周围、克什克腾旗北部和四王子旗等地。
图3 北京西北部地区 2001～2004年植被指数 （NDVI） 变化强度
图4 植被覆盖度矢量变化强度面积比例
变化类型
以上计算了北京西北部地区4年间NDVI矢量变化强度。矢量变化强度反映了2001～2004年4年间北京西北部地区NDVI的变化程度，但无法判断这4年间植被覆盖度到底是增加还是减少了。因此可以同时借助 NDVI 变化强度和 NDVI 累计值的变化率来判断ND-VI 矢量变化类型［9］。
取变化强度的无变化和低变化的界值作为阈值 M，变化强度小于 M 的像元，被认为其变化为平稳型，当变化强度大于 M 时，再根据累计变化率来确定其变化类型。具体参数如下：
土地信息技术的创新与土地科学技术发展：2006年中国土地学会学术年会论文集
根据计算出NDVI的累积变化率，再考虑公式（5）可以得到NDVI矢量变化类型图。
从图5和图6可以看出，2001～2004年北京西北部地区的植被覆盖总体上表现为稳中增加的趋势。归纳起来的变化特征为：
图5 北京西北部地区 2001～2004年植被覆指数 （NDVI）
图6 植被覆盖度矢量变化强度面积比例
（1）植被覆盖变化类型中以平稳型为主，占整体面积的，主要分布于北京西北部地区的东北、西北等地区。
（2）增加型占的比重也比较大，占北京西北部地区面积的，主要分布在北京西北部地区中南部地区。
（3）减少型代表植被覆盖度有一定的减少，所占比重很小，主要分布在北京西北部地区的北部零散地区。
（4）波动型占北京西北部地区面积的，主要分布在北京西北部地区的东北部地区。植被覆盖的波动是正常的自然现象，它是植被正常生长、长期的气候变化等自然作用和各种人类经济活动共同作用的结果。
参考文献
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［3］Townshend ，et Land Cover Classification by Remote Sensing：Present Capabilities and Future Possibilities ［J］.Remote Sensing of Environment，1991 （35）：243～255
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［7］刘爱霞，王静等.基于MODIS数据的北京西北部地区土地覆盖分类研究.地理科学进展，2006，25 （2）：96～102
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［9］中国测绘科学研究院.三峡库区相关生态环境监测技术研究.项目验收总结报告.2005，10
遥感学报 当然是国家核心期刊！一直都 核心期刊。比较难发
《遥感学报》的前身是1986年创刊的《环境遥感》，她诞生于中国遥感事业的初创时期，是随着中国遥感事业的发展而成长起来的第一本遥感刊物。创刊以来，《遥感学报》结合中国遥感事业不同时期的重点和需要，刊登了大量国内最新科研成果和国家重点支持的研究项目的成果论文，对中国遥感科学技术的发展和人才培养发挥了巨大作用，成为目前中国遥感和地理信息科学领域最有影响的学术期刊。作为中国遥感领域唯一一本国家级综合性学术期刊，《遥感学报》致力于报道遥感领域及其相关学科具有国际、国内先进水平的研究报告和阶段性研究简报以及高水平的述评。着重反映本领域的新概念、新成果、新进展。内容涉及遥感基础理论，遥感技术发展及遥感在农业、林业、水文、地矿、海洋、测绘等资源环境领域和灾害监测中的应用，地理信息系统研究，遥感与GIS及空间定位系统（GPS）的结合及其应用等方面。《遥感学报》已被中国以下数据库收录为来源期刊或核心期刊：国际：l 斯高帕斯数据库（Scopus）l 俄罗斯文摘杂志（AJ）l 波兰哥白尼索引（IC）l 日本科学技术文献数据库（JST）l 美国乌利希期刊指南(UPD)l 美国剑桥科学文摘（CSA）l 中国科技论文统计与分析(年度研究报告)l 中国科学引文数据库(CSCD)l 中国学术期刊网络出版总库(CAJD)l 中国学术期刊文摘l Chinese Science Abstracts(A辑)l 中国电子科学文摘l 中文核心期刊要目总览l 中国学术期刊(光盘版)l “中国学术期刊综合评价数据库”通俗点说就是既是国家核心期刊也是sci检索期刊资料来源：
区别如下：
一区二区三区四区是sci期刊的分区，sci期刊的分区有两种，一种是jcr的分区，另一个是中科院的分区，这两类分区很类似，都是分为四个区。
一区期刊不论是jcr分区的一区，还是中科院的一区，只要是一区期刊，都是国际上知名的学术期刊，这部分期刊发表难度是非常大的，也不是任何人都可以发表的。
二区期刊仅次于一区期刊，二区期刊国内作者发表的就相对多一些了，目前国内一些标准中明确要求发表二区及以上期刊，所以二区是很多国内作者的首选，二区期刊发表难度略小，但也要看具体的学科和具体的期刊，一般的规律是二区期刊较一区期刊容易一些。
三区四区期刊的发表难度就会更低一些，但三区四区期刊在国内有些许争议，就是因为上述我们提到的硬性要求，有些单位和高校是不认可二区以下的刊物的。
需知：
很多作者会认为三区四区刊物不值得发表，没有发表价值，其实对于大多数普通作者来说，只要能发表sci论文就已经实属不易了，国内也有很多单位只要是sci论文就认可，对分区，没有过多要求，这种情况下三区四区期刊也是可以发表的。
《遥感学报》是中国科学院遥感应用研究所、中国地理学会遥感分会主办的专业学术性期刊，《中文核心期刊要目总览》（2011版）收录，《中国科学引文数据库》（CSCD）（2013-2014）收录。属于高层次的核心期刊。
朱有法 谢德体 骆云中
（西南大学资源环境学院，重庆，400716）
摘要：为及时、准确地掌握土地资源利用状况，使土地利用动态监测可视化，基于Windows网络环境的B/S体系结构，整合IIS （Internet Information Server）和IWS （Image Web Server），建立影像发布系统。系统采用影像网络服务器、ECWP插件等技术，成功地解决了基于浏览器的遥感影像放大、缩小、漫游，以及图幅范围、目标位置信息显示等问题，实现了海量遥感影像数据的有效管理和快速传输。
关键词：Image Web Server；土地利用；影像发布
土地利用动态管理是要求土地部门能够及时、准确地掌握土地利用的状况，为政府决策、各级土地管理部门制定管理政策和落实各项管理措施提供科学依据［1］。土地利用动态变化影像数据具有实时、可视化等特点。传统WebGIS应用，由于系统模块之间一般为紧耦合、造成系统可移植性较差，互操作能力有限，已经不能满足企业级的应用需求［2］。建立网络土地利用动态变化的影像信息发布系统，对土地资源信息进行网络化管理，使用户在客户端实现土地数据的操作，如漫游、查询、分析等操作，从而使整个土地部门对土地资源信息进行分布式管理，使系统资源达到共享、开放，实现土地利用的动态、实时、可视化管理。
1 系统目标
系统采用影像网络服务器IWS （Image Web Server）实现遥感影像的管理和发布。这是通过Internet/Intranet发送影像数据的专业高性能应用系统，它提供ECWP高性能影像数据流处理（High Performance Streaming Imagery）协议。这个协议为用户远程浏览海量影像提供了一条新的高效率的途径，它允许用户最快的访问任何大小的影像文件，甚至TB级影像［3］。它不同于使用服务器端图像子集选取和解压方式的其他影像数据分布式服务技术，而是直接将压缩的图像传输到客户端的浏览器，由客户端浏览器在本地解压和可视化。
传统的图像媒体格式有 BMP、TIFF、GIF、JPEG 等，这些格式的图像要么体积大，要么有失真，而且在网上传输占有较大带宽［4］。由于土地资源利用变化影像信息传输量大，在保证图像质量的前提下，尽量减少所占用的网络资源，提高数据传输速度。目前采用小波变换和位平面熵编码器生成的ECW和JPEG2000 格式的图像文件具有良好的压缩性能。
更高的压缩率和压缩方式
在离散小波变换算法中，图像可以转换为一系列更加有效存储像素模块的“子波”，在相同图像质量下比JPEG有更高的压缩比，而且压缩后的图像显得更细腻平滑，特别适合在互联网和遥感图像传输领域应用；压缩一次，有多种解压方式，可以不需要解压整个文件而抽取各种分辨率、质量、分量或空间区域的图像。
实现渐进传输
不像传统的 JPEG 那样由上到下、从左到右一块一块地慢慢传输、显示，而 IWS （Image Web Server）是首先传输图像的轮廓，然后逐步传输图像质量高的数据，接收端就可以根据不同像素精度（位深度）和图像空间分辨率来重构图像，让图像由朦胧到清晰显示。
码流的随机访问和处理
允许用户在图像中随机地定义感兴趣区域，使得这一区域的图像质量高于其他图像区域；码流的随机处理允许用户进行旋转、移动、滤波和特征提取等操作。
支持多源影像数据和海量数据快速压缩
系统实现对多种数据的管理，包括卫星遥感影像、航空遥感影像等的栅格数据，土地利用现状图、土地利用详查图、地籍图等矢量数据，各种统计表格、文本说明以及声音、图片等属性数据。高分辨率的遥感影像的获取，可以迅速得到几周前甚至几天前的最新更新数据，使用户可以及时更新数据库中的数据。通过数据的融合和挖掘，得到用户感兴趣的支持地理投影的土地信息，数据量可达GB、TB级。
2 系统设计
系统的体系结构
系统关键技术是以IWS为基础，快速将多源数据复合、通过网络集成多种技术成果和数据，进行准确、连续、动态的管理土地资源利用状况，使之具有较高的信息服务水平和信息共享能力。
对于海量卫星遥感影像数据，为了能在浏览器端直接、顺畅、平滑地显示目标影像及其地理信息，考虑现实网络带宽的限制，系统采用ECW、JPEG2000图像压缩技术，基于影像网络服务器IWS （Image Web Server），应用ActiveX插件技术原理，通过在客户端浏览器上安装ECWP插件，以High-performance streaming imagery协议建立起与影像网络服务器IWS （Image Web Server）的联系，然后把取得的数据信息在本地客户端进行解压缩还原处理，实现影像的发布。这种结构既减缓了服务器的运行负担，又提高了数据传输的效率，系统总体结构如图1所示。
系统采用 Browser/Server 结构，其优势在于系统简单、功能强大、扩展能力良好等［5］。B/S模式通过Internet进行通信，可以不受地域的限制。B/S开发模式实际上是分布式的C/S结构在Inernet/Intranet上的扩展，即把一个应用对象从功能结构上划分为三部分：数据处理逻辑、业务处理逻辑和显示逻辑。其中Web服务器是显示逻辑的核心，它将信息组织成超文本，通过超文本标记语言（HTML）和超文本传输协议（HTTP）实现与Browser端的交互；Client端的程序配合相关的应用服务器实现业务处理逻辑；数据处理逻辑由数据库服务器的数据库管理系统来完成，负责管理对数据库的读写操作。各功能之间通过通用的编程接口（如开放数据互连ODBC等）进行连接。
将土地利用动态变化影像信息系统纳入B/S结构的框架后，首先要解决的问题是通过网页访问后台数据库信息。Browser端的应用程序都被分割为页面的形式，用户的交互操作是以提交表单等方式来实现的。ASP （Active Serve Page）是一个Web服务器端的开发环境，属于ActiveX技术中的Server端技术，在服务器端解释执行，执行结果产生动态生成的Web页面并送到浏览器。ASP脚本集成于HTML中，容易生成，无需编译或链接即可直接执行。在ASP脚本中可以方便地引用系统组件和ASP的内置组件，还能通过定制ActiveX服务器组件来扩充功能。利用它可以产生和运行动态的、交互的、高性能的Web服务应用程序。
图1 系统结构设计
数据库的建立
系统设计采用技术成熟的 TCP/IP 网络通信标准，通过 Hyper Text Transfer Protocol （超文本传输协议）建立客户端与服务器通信。由于土地利用动态变化影像是大量目标资料文件不断入库更新的过程，采用SQL server 2000作为实现动态页面的数据支持数据库，这样就可以生成丰富的、实时的、动态的网页显示到客户端浏览器上。
对于传统的文件格式，利用动态服务网页（ASP）技术，再考虑到响应速度与系统状况的平衡，采用以文件存储与关系数据库存储相结合的数据存储方法，利用 ActiveX DataObject （ADO）数据访问组件，建立ASP页面脚本应用程序与关系数据库的联系，实现输入/输出的快速响应，保证系统的稳定运行。
系统集成
遥感图像与矢量数据是组成地理信息系统的两大主要数据源，将两者结合起来统一于WebGIS中是WebGIS发展的必然［6］。在解决主要相关技术的基础上，以集成数据库为核心，对土地资源管理信息系统进行了IIS和IWS无缝连接，研制分类浏览，建立书签、资料评价、用户管理、资料管理、资料上传、资料搜索、发布通知等模块。运用公钥加密算法，结合网络操作系统及SQL Server 2000数据库的安全特性，对影像系统用户进行权限等级管理，确保系统的安全性，完成总体集成。
系统特点
影像传输速度快、占用网络资源少
系统首次采用影像网络服务器（IWS）技术，基于远程窄带网络实现了海量遥感影像信息的快速传输和实时漫游、缩放及坐标显示；实现IIS与IWS无缝结合，支持的文件类型和信息量不受限制，可以无限扩展；仅仅在服务器端启用IIS服务和IWS服务即可，充分利用客户端系统资源，发挥分布式计算的优势，服务器端系统占用资源少，一般应用无需设置专门的高档服务器；客户端实现零安装、免维护，所有操作都实现网络化，不受地域限制，易于实现相关信息共享，提高目标信息的利用效率；基于开放、成熟技术，系统安全、稳定、可靠，易于维护，易于扩展，适应性强，易于推广。
对海量影像数据实现自动化增量动态归类管理与发布
系统采用自动化增量动态归类管理技术，解决了不断扩展的影像信息的类别、层次逻辑关系管理问题，实现了类别的动态自动维护和目标影像的树形结构查询与发布。系统的数据库采用内容动态自动分级的方法，以树状的形式逻辑显示给用户，满足影像信息文件不断增加的需求，并能自动无限扩充。用户还可按照类别进行查找，逐级浏览。
3 系统功能实现
根据系统的目的和要求，整个土地利用动态变化影像信息系统包括数据采集、数据编辑、数据库管理、数据处理、数据输出5个部分，完成土地影像数据的管理、影像数据的处理、土地利用动态变化影像系统的维护以网上发布。系统功能如图2。
图2 系统功能模块结构图
ECW、JPEG2000格式的影像数据是不能直接在浏览器上显示与操控的，从影像服务器上传过来的这类数据必须通过对它进行解压缩、解编码、解量化、小波反变化等一系列处理。为实现ECW、JPEG2000格式图像文件跟浏览器的无缝结合，系统采用ActiveX插件技术，使用一个ECWP插件嵌入到WEB页面中，当用户需要访问ECW、JPEG2000格式图像文件时，浏览器就会下载该插件并自动安装到本地计算机上，此插件支持ECWP协议，以此实现客户端与服务器端影像数据的渐进式传输，对客户端影像的浏览和操纵是利用JavaScript脚本语言实现的。在本系统中，主要实现了对影像的放大、缩小、漫游操作，以及经纬度值、图幅范围等地理信息显示等。
土地利用变化影像数据的管理
土地影像数据的管理包括土地数据的采集、编辑等工作［7］。数据采集包括各种纸质土地资源图件，如土地利用现状图、土地利用规划图等图件的数字化输入，遥感影像的解译结果的输入、野外实测数据的GPS输入以及各种属性数据的键盘输入等。在土地数据输入的过程中，要检查数据的准确性和精确度，确保进入数据库的数据的精度，同时注意空间数据和属性数据的逻辑关系和拓扑一致性。通过对数据的编辑进行数据的添加、删除、修改等工作，保证发布到网上Internet的土地资源数据是正确的。
土地利用变化影像数据的处理
土地资源数据的处理除了一般的放大、缩小、漫游、查询以外，还可根据用户端的请求来完成特定的任务，其中包括图像格式的转换、图面相关信息的增强、图像比例尺的拟和、图像的分层叠加、图像的分层处理、图元面积的量算、图元数量的统计、土地属性和空间属性的更新等。图3为实现JPEG2000格式压缩和解压的结构框图：首先对源图像数据进行离散小波变换，然后对变换后的小波系数进行量化，接着对量化后的数据熵编码，最后形成输出码流。解码器是编码的逆过程，首先对码流进行熵解码，然后解量化和小波反变换，最后重建图像数据。
图3 JPEG2000/ECW 编码器和解码器结构框图
土地利用变化影像数据的维护
土地数据维护包括土地数据代码与字典维护，确保数据库正常运行，随时添加、删除、修改、更新数据库。用户管理包括：可以添加、删除、修改系统的用户，设置用户的权限，合理和安全地控制数据访问权限。数据库维护，包括数据的初始化、数据库的备份、数据库的恢复等功能。
空间数据表达趋向多比例尺、多尺度、动态多维和实时三维可视化［8］。Image Web Server作为土地资源管理信息系统的一种特殊应用领域，为土地资源信息的共享提供了开放的信息空间，为各级土地管理部门、政府机构以及全球用户提供了丰富的土地信息。Internet用户不需要购买软件，就可以通过WWW浏览器访问并利用应用系统的各种功能。一方面，IWS方便了各级土地管理部门的工作；另一方面，利用IWS技术可以实现跨地域大范围的土地资源信息的获取与管理，甚至可以建立大范围的实时土地资源管理信息系统。
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《地理学报》是中国地理学会和中国科学院地理科学与资源研究所主办的学报级综合性学术刊物，本刊主要刊登能反映地理学科最高学术水平的最新研究成果，地理学与相邻学科的综合研究进展，地理学各分支学科研究前沿理论，与国民经济密切相关并有较大应用价值的地理科学论文。本刊欢迎国内外地理工作者将理论水平高、研究方法新、应用前景广的稿件投到本刊。 (1) 撰稿人应在写稿前广泛查阅本学科国内外最新的研究成果，并在参考文献中列出引用的文献，以保证研究成果达到国际领先水平。文章要主题明确，论据充分，层次分明，语言精练。观测、实验、统计数据应包括新近的资料。 (2) 来稿（包括图、表及英文摘要）一般不超过10个版面（10 000字）。稿件请用WORD文件，论文格式请参照本刊最新期刊格式。 (3) 内容摘要100~200字左右, 关键词3 ~ 7 个，包括：研究专业、研究要素、研究方法、研究地区。 (4) 论文的1、2、3级标题分别按1，，编号，各级标题一律左起顶格书写。 (5) 凡属国家、省部级以上科学基金资助项目和重点攻关课题项目的研究论文请在首页脚注中注明基金的中英文名称和编号。 (6) 文稿中计量单位一律使用国家法定计量单位，用标准符号表示。如“m”,“t”等。各种专业术语一律按已颁的标准使用。同一名词术语、计量单位、人名、地名等要求全文统一。 (7) 表格格式为三线格 （在Word软件中选：表格-插入表格-自动套用格式-简明1）。表格标题为中英对照，在表格上居中。 (8) 插图一般不超过5幅，凡涉及国界线的图件，请按地图出版社最新标准底图绘制，有审图证明的亦可。插图标题为中英对照。在插图下居中。 (9) 参考文献 只列文中引用的、公开发表的文献（未公开出版的用脚注说明），按文中出现的先后顺序编号（引用之处在右上角标注编号）。引用他人的资料和数据要认真核对，注明出处。英文文献中作者姓在前,名在后。 如J. C. Smith 文献著录为 Smith, J. C. 为便于国际检索机构和读者查阅，中文和非英文参考文献应译成英文。（先英文，后其他语种文。）排列顺序为：1） 专著： 作者（列前3名）. 书名. 版次（首版不录）. 出版地: 出版社, 出版年. 起止页码.2） 文集： 作者（列前3名）. 文题. 见(In): 编著者. 书名. 出版地: 出版社, 出版年. 起止页码.3） 期刊： 作者（列前3名）. 论文名. 刊名, 出版年, 卷(期): 起止页码. (10) 英文摘要篇幅为半页，其中应有简要的研究方法、关键的观测、实验、统计数据和基本观点。 (11) 来稿发表与否，由本刊编委会最后审定。本刊印刷版由中国科学杂志社出版，国内外公开发行；光盘版由中国学术期刊（光盘版）电子杂志社制作；网络版由万方数据网络中心和中国知网发布。来稿一经采用，将以三种版面形式刊载。稿酬在论文采用后一次付清。请勿一稿多投。稿件若不被采用，本刊将通知作者。来稿一律不退，请作者自留底稿。 (12) 为保证审稿的公正性，本刊采取国际惯用的盲审制。 (13) 为便于联系，请作者来稿时将姓名、单位、城市、邮编、E-mail地址和电话号码附上。来稿一律通过电子邮件传送： 自然地理、环境科学、遥感与GIS在自然环境中应用稿件传送到： ， 电话：经济地理、土地利用、遥感与GIS在经济地理中应用稿件传送到：， 电话：编辑部收到稿件后会给作者回信。 《地理学报》编辑部
杨大志
（河南省国土资源厅信息中心 郑州 450016）
摘 要：本文采用面向对象分类的方法，使用专业遥感图像分类软件 eCognition ，以河南省临颍县为研究区，对处理后的临颍县 SPOT 5 影像进行多层次分割及合并，根据分类体系定义相应知识库，进行土地利用信息提取研究，探讨该方法在高空间分辨率遥感影像应用于土地利用 / 土地覆被自动分类中的应用潜能，为高分辨率影像用于土地利用分类信息提取提供新的技术手段。
关键词：eCognition SPOT5 自动分类 土地利用
土地资源利用状况调查、土地资源动态监测是土地管理工作的一个重要内容。近年来，随着空间遥感技术的发展，高分辨率遥感影像在土地资源调查、土地资源动态监测等领域中的应用日益广泛。高分辨率遥感数据与多光谱和高光谱分辨率数据相比，具有空间信息丰富、地物几何结构和纹理信息更加明显，波段较少的特点。对于高分辨率的遥感影像来说，利用传统的面向像元的图像分类方法来提取土地利用分类信息，易造成分类精度低，空间数据大量冗余以及资源的浪费。实际上，靠传统的面向像元的遥感图像分类法来提取土地利用信息已不能满足实际运用的要求。因此，基于高分辨率遥感影像土地利用分类信息提取必须根据其特点采取新的技术方法，建立起图像数据与目标特性之间的物理—机理联系，而不仅仅是统计联系，才能充分挖掘高分辨率遥感影像所包含的信息，这是高分辨率卫星影像信息处理成败的关键。面向对象分类技术作为一种新的遥感影像很好地解决了这个问题，而 eCognition 软件正是基于面向对象方法的影像分类技术。本文就是基于该软件以河南省临颍县土地利用分类信息提取为例对该方法进行了探讨。
1 研究区概况和资料收集
研究选取河南省临颍县作为研究区。临颍县位于河南省中部，颍河上游，属漯河市，面积821 km2，人口 万，辖 15 个乡（镇），362 个行政村。临颍县地处颍河冲积平原，西北部较高，东南部稍低。图 1 是河南省临颍县 SPOT 5 遥感影像图。
本研究主要收集了如下资料：
（1）影像数据。本次遥感图像分类采用数据为 SPOT 5（ m 分辨率）影像数据，景带号为279/281 和 279/282，接收时间为 2004 年 9 月。两景数据采用 ERDAS 软件进行处理，通过配准校正融合，选择克拉索夫斯基椭球体和高斯－克吕格投影，通过裁切，得到临颍县遥感影像数据。
（2）矢量数据。近年的土地利用数据库数据。
（3）其他资料。与研究区有关的行政区划、农、林等方面的文献资料。
通过近年的土地利用数据库数据和影像数据研究可以发现临颍县土地利用类型较丰富，主要以农用地为主，地物类型比较全面，是研究土地利用 / 土地覆被的较好选择。
图1 河南省临颍县 SPOT 5 遥感影像图
2 面向对象分类方法简介
面向对象的分类方法是一种智能化的自动影像分析方法，它的分析单元不再是单个像素，而是由若干个像素组成的像素群，即目标对象。目标对象比单个像素更具有实际意义，特征的定义和分类均是基于目标对象进行的。通常面向对象的分类方法包括两个步骤：多分辨率分割和模糊逻辑分类。
eCognition 软件采用面向对象的遥感影像解译思想，首先根据像元光谱信息、局部区域纹理信息以及形状和尺度参数自动将影像分割为若干相对同质的区域，称为影像对象（ImageObjects），为下一步分类提供信息载体和构建基础，所有后续的分类工作都基于这些影像对象进行，分类结果避免了斑点噪声而具有很好的整体性，改变了以往面向像素进行分类的传统。同时，软件提供最邻近法和模糊隶属度函数两种解译方法。
本研究就是采用面向对象的分类方法，以 eCognition 中 membership functio（n隶属度函数）为主，模仿目视解译过程，从遥感信息机理与地学规律的综合分析入手，综合其他辅助信息进行分类。通过对辅助资料、外业调查成果以及软件的学习得到了临颍县各类典型地物分类的知识，并以相应的形式表示这些知识，集成影像亮度值、亮度值关系和几何形状以及纹理、邻近关系等特征，对试验区土地利用 / 覆被进行分类。
3 分类体系和技术流程
分类体系
根据临颍县土地利用实际情况，参照历年土地利用分类标准，本次信息提取分类采取的分类体系如图 2 所示。
图2 研究区地物类型
技术流程
使用 eCognition 软件对研究区 SPOT 5 影像数据进行土地利用信息提取研究分如下几步进行：首先是把处理好的影像数据输入到软件中，定制分割参数，对其执行分割，生成影像对象；其次是根据研究区地物类型创建分类层次结构；再次是确定合适的分类方法（包括最邻近法和模糊隶属度函数两种方法），选取相应地物类型样本或者分类特征，构建知识库，执行分类，并可根据目视解译结果和事先准备的调查区资料对分类结果进行人工干预，进一步提高分类精度；接着对分类结果进行分类精度评价；最后是把分类结果输出，输出的格式可以为所需要的相应的矢量格式或栅格格式。本研究的技术流程图如图 3 所示。
图3 研究技术流程图
4 主要分类过程
定制分割参数
分割参数的定制相当重要，它关系到每一个分类对象的大小，直接影响到最后的分类结果。通过多次试验，本次分类决定采用多层次分割的方法进行：水体和非水体信息的提取以分割参数为 80 进行，其他参数均为默认；分类体系中其他类别信息的提取在首次分割基础上，以分割参数为 65，其他参数也为默认对非水体进行多重分割，来进行其他地物类型的分类。
制定分类策略，创建类层次结构
在进行分类之前，首先要参照研究区地物类型，分析每种地物类型特征及其相互之间的关系，制定合适的分类策略，创建类层次结构。可利用的研究对象属性特征包括色调、形状、面积 / 大小和纹理等特征，各对象之间关系包括与父对象之间、与子对象之间以及与邻对象之间的关系三种类型。对象属性特征选取正确与否及其在多大程度上被正确表达对分类结果有着重要影响，它决定了最后分类正确与否和其精度。面向对象的分类方法可以模仿人类大脑认知过程，充分利用每种地物类型特征，按照由简单到困难的顺序逐步剥离提取分类体系中每种地物信息。通过研究本次分类所要提取信息自身特征及其相互之间的关系，制定本次分类的分类策略，创建了类层次结构，如图 4 所示。
图4 类层次结构示意图
分类特征的选取
根据创建的类层次结构，选取合适的对象属性，对对象属性进行定义，提取出相应对象的土地利用信息。本次分类采用以下几步进行：
第一步是提取水体信息。分割参数设为 80，对影像进行分割，分割后，在整个研究区均匀选取样本，采用标准最邻近方法（standard nearest neighbor）对遥感影像进行分类（类似于监督分类），提取水体信息。在此基础上，依据水体的形状特征，把水体分为河流水面和坑塘水面两类。根据实验，长宽比大于 3 是河流，小于 3 的是坑塘。
● 河流（Length/width ＞ 3）
● 坑塘（Length/width ＜ 3 或者 not 河流）
第二步是提取植被信息，并进一步把植被分为耕地和林地。首先把提取出的水体信息保护起来，在首次分割的基础上对非水体进行再分割，分割参数设为 65，其他参数为默认值，把非水体分为植被和非植被两类，然后根据耕地和林地的不同特征把其信息提取出来。
植被和非植被信息提取依据：
● 非植被（Stdde（v1）＞ 11）
● 植被（not 非植被）
林地和耕地信息提取依据：
● 林地（ ＞ ）
● 耕地（not 林地）
第三步是对非植被信息进一步细分，从中提取出主要交通道路、城镇居民点工矿和裸地（已收获耕地）信息。首先从非植被信息中提取出交通道路和非交通道路信息，然后把非交通道路细分为裸地（已收获耕地）和城镇居民点工矿两类。
交通道路和非交通道路信息提取依据：
● 交通道路（Length/width ＞ 6）
● 非交通道路（not 交通道路）
裸地（已收获耕地）和城镇居民点工矿提取依据：
● 裸地（ to 植被 neighbour objects ＞ ）
● 城镇居民点工矿（not 裸地）
此时，分类体系中的所有类别信息已经全部提取出来，可根据实际情况对分类结果进行手工编辑，进一步删除一些过小对象和纠正一些错分信息。当分得的各类信息结果都比较满意后，进行基于分类的融合，把小对象合并为大的对象，通过手工编辑和基于分类的融合后，得到最终分类结果，如图 5 所示。
图5 遥感影像分类结果图
分类精度评价
得到分类结果后，要根据分类得到的结果进行分类精度评价。评价采用如下方法进行：在分割后的影像上均匀随机选取每个地类的目标对象，选取的目标对象数目根据分类结果得到的每个地类的目标对象数目而定，进行自动统计，得到统计结果。统计结果见表 1。
表1 分类结果精度评价表
续表
通过分类结果精度评价表可以发现，自动分类的最后分类精度超过了 80%，这对于研究区来讲，分类结果还是比较令人满意的。同时，根据统计结果可以得到如下结论：耕地、城镇居民点、坑塘、河流信息提取的效果较好，相对而言，裸地和道路信息提取比较困难，林地信息由于同耕地信息相近，提取起来也有相当的难度，还有待于今后进一步研究。
5 总结和讨论
通过研究表明，采用面向对象方法进行图像解译和信息的自动提取与面向像元方法相比具有较强优势。面向对象的分类方法可以灵活运用地物本身的几何信息和结构信息，纹理信息以及上下层关系信息、邻近关系信息等，更主要的是可以加载人的思维，构建知识库，从而提高了分类的精度，为各种不同地物的分类提供了更多的依据，比如通过影像的形状和纹理特征可以有效地识别河流、道路、建筑物的形状。利用 eCognition 对高分辨率遥感图像进行土地利用自动分类，快速简便，而且能够达到较高精度，节省了大量的人力物力，为大面积土地利用调查和监测提供了新的科学方法。
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参考文献是文章或著作等写作过程中参考过的文献。
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这个问题你最好的解决办法是找你的老师询问和你专业有关的哪些期刊属于要求的啊我们都不知道你的专业，很难给你提供答案啊