遥感土地利用分类方法应用研究

彭 维 邓雨弦 陈翔盛

（西南科技大学城市学院，四川 绵阳621000）

土地利用分类的结果对我国在进行规划布局改革具有重大意义，土地利用分类的结果的准确性直接影响规划布局的准确性和可行性所以对于进行土地分类的方法要认真仔细探索与研究。以前要想知道我国的土地利用分类的结果只有靠人工或者上一次采集的数据但是这种方法花费了大量的人力资金还有时间。现在只需要用卫星获取遥感影像图再采用适合各个区域的土地分类方法就可以快速获取土地利用分类的结果，不仅节约了人力资金而且时效性非常高。近年来，我国借助高分辨率卫星遥感数据对各类土地及建设用地占用耕地的情况进行了分析也随着科技水平的不断提高，遥感影像的分辨率越来越高，因而，被广泛应用于土地测量方面[1]。

1 研究区概况

游仙区位于四川盆地西北部，巴蜀腹地、涪江以东；是成绵乐发展地带、绵雅资遂发展环线、成渝西“黄金三角”非常重要的一个节点；介于东经104°42′15″至105°8′58″，北纬31°21′13″至31°33′40″之间，东与梓潼县、西与涪城区、南与三台县、北与江油市相邻；游仙区总面积101800 公顷，辖3个街道、18 个镇、3 个乡（2016 年）；户籍人口56.19 万（2015年）。2015 年，该区实现地区生产总值188.25 亿元，比2014 年增长8.9%；游仙区地处中浅丘地形，海拔最高728 米，最低429米；属于亚热带湿润型季风气候，四季分明且秋季较短，年平均气温为16.4°C，无霜期为275 天。

2 遥感影像预处理

Landsat-8 的遥感影像无论在空间分辨率还是在波段数量上都较好并且分辨率最高可以达到15 米。由于遥感影像会因为云层等很多因素导致出现不清晰等情况所以本次对游仙区遥感影像进行了影像增强、影像融合、辐射定标、大气校正、不规则图幅裁剪的预处理。

3 遥感影像处理

3.1 非监督分类处理

非监督包括了ISODATA 和K-Mean 两种非监督分类方法而本次研究用的是ISIDATA 方法进行分类处理。

ISODATA 是一种重复自组织数据分析技术，计算数据空间中均匀分布的类均值，然后用最小距离技术将剩余像元进行迭代聚合，每次迭代都重新计算均值且根据所得的新均值对像元进行再分类[2]。

本次研究在进行了ISODATA 处理后又进行了类别定义和合并子类和评价分类结果还有成图。

3.2 监督分类处理

监督分类是在已知类别的训练场地上提取各类别训练样本，通过选择特征变量、确定判别函数或判别式(判别规则)，进而把影像中的各个像元点划归到各个给定类的分类，这种分类方法又称为训练场监督分类分为平行六面体、最小距离、神经网络、支持向量机等方法地法[3]。监督分类分为平行六面体、最小距离、神经网络、支持向量机等方法而本次研究选取的是监督分类中的神经网络法法，将耕地、林地、草地、水体、城镇建设用地、沙地作为监督分类的训练样本然后进行分类处理和精度评定还有成图。

4 分类结果比较分析

在分类后进行的精度评定中通过混淆矩阵报表的总体精度的三个不同区域的值来比较非监督分类的ISODATA 法和监督分类的神经网络法二者之中谁的分类总体精度高。当总体分类精度小于百分之50 时，精度低并且分类效果差；当总体精度大于等于百分之50 并且小于等于百分之80 时，精度一般并且效果一般；当总体精度大于等于百分之80 时，精度高并且效果好。

本次研究非监督分类的ISODATA 方法的总体分类精度为百分之41.16 而监督分类的神经网络方法的总体分类精度为百分之84.97。所以在本次研究中非监督分类依靠软件本身识别进行“边学习边分类”的效果比较差而监督分类通过定义训练样本进行“先学习后分类”的效果较好。

5 成果图对比分析

图1

图2

图3

图1 为监督分类的结果，图2 为原始的遥感影像图，图3 为非监督分类的结果。从原始影像中可以清晰看到，该区大部分为耕地和林地还有水域也很明显。从明显的区别来看图3 非监督耕地地数量很少而实际影像图像中耕地很多还有图3 非监督分类边缘的水域很多部件了而监督分类整体大致符合真实情况。从总体参考图2 和监督分类标准，可清晰的看到，监督分类可以精确的对遥感图像进行解译，选择的样本类别越多解译的越精确，样本类别少，可能有些类别无法解译出来。非监督分类分类的图像和原始影像图像相似度高，更均质而且分类操作简便但是分析者要面临着如何将它们和想要的类别相匹配的问题。

6 结论

从本次研究游仙区的土地利用分类选取的非监督分类的ISODATA 法和监督分类的神经网络法来比较，监督分类的准确性和精准度比非监督分类高很多但是并不是所有的土地利用分类的结果都是监督分类比非监督分类好应该“因地制宜”选择合适的方法。从操作方法上来讲两者又有本质上的区别，监督分类是“先学习后分类”而非监督是“边学习边分类”并且非监督分类操作步骤比监督分类相对简单。如果对某一区域只是需要大概的土地利用分类信息就可以选择非监督分类，当然，如果对某一区域需要精度高的土地利用分类信息就可以选择监督分类。