论文的研究区域概况

洋河流域遥感图像土地利用分类方法研究 【摘要】遥感影像分类方法的确定是LUCC研究中的关键步骤。文章以洋河流域为研究区，分别进行了非监督分类和监督分类。针对监督分类结果中存在的误差，对水域、植被、城镇与工矿用地三种类型地物的提取分别选择了综合阈值法、植被指数法、DEM数据辅助分析法进行了改进，结果表明改进后的提取结果较监督分类直接得到的结果有了很大的改善。【关键词】遥感图像；监督分类；综合阈值法；植被指数法【中图分类号】TP79 【文献标识码】A【文章编号】1671-5969（2007）16-0164-03一、研究区域概况及图像资料（一）研究区域概况洋河流域是张家口经济发展的中心地带，水资源相对丰富。洋河发源于山西省阳高县和内蒙古兴和县，是永定河上游的一大支流，流域面积约14600km2 。在张家口市流域面积为9762km2，流经万全县、怀安县、张家口市区、宣化县、宣化区、下花园区、怀来县等，干流全长106 km，在朱官屯于桑干河汇合后流至官厅水库，是官厅水库的重要水源。洋河流域形状东西向较长，南北向较短，地形总趋势西北高、东南低。流域的东北、北部和西北沿坝头一带海拔高程1200～1500m之间，西部和南部边界海拔高程一般在500～1000m之间。流域内80％以上为丘陵山区，绝大部分为荒山秃岭。流域内大部分为黄色沙壤土，并有部分砂砾土及黄粘土，沿河川地层厚且较肥沃[1]。（二）信息源遥感信息源的选择要综合考虑其光谱分辨率、空间分辨率、时间分辨率等因素， 这是利用遥感图像进行土地利用分类的关键问题。美国的Landsat TM 图像是当前应用最为广泛的卫星遥感信息源之一，它可提供7个波段的信息， 空间分辨率为30～120m。TM数据源各波段各有特点，可进行不同地物类型的信息提取。相关资料表明TM遥感数据各波段间的信息相关关系为：TM1与TM2，TM5与TM7高度相关，相关系数达以上，信息冗余大，可以考虑不选取TM1波段。另外由于第6个波段的分辨率为120m，不利于地物信息的提取，所以亦不选取TM6波段。一般来说， 选择图像类型时，应考虑研究区域的大小、研究的目的，以及要达到的精度要求，另外不同时相遥感图像的选择对分类精度也具有很大的影响。为了能把水域、城市与工矿用地、林地、耕地、裸地区分开，以洋河流域1987年9月17日的TM图像为信息源进行研究。本文中所使用的遥感图像处理工具为美国ERDAS公司的ERDAS 软件，它是一个功能完整的、集遥感与地理信息系统于一体的专业软件，具有数据预处理、图像解译、图像分类、矢量功能、虚拟gis等多个功能。二、现有遥感图像土地利用分类的主要方法及其分析遥感图像土地利用分类就是利用计算机通过对遥感图像中各类地物的光谱信息和空间信息进行分析，选择特征，并用一定的手段将特征空间划分为互不重叠的子空间，然后将图像中的各个像元划归到各个子空间中以实现分类[2]。按照是否有已知训练样本的分类数据，将其分为非监督分类和监督分类。它们最大的区别在于监督分类首先给定类别，而非监督分类则由图像数据本身的统计特征来确定。（一）非监督分类非监督分类是在多光谱特征空间中通过数字操作搜索像元光谱属性的自然群组的过程，这种聚类过程生成一副有m个光谱类组成的分类图。然后分析人员根据后验知识将光谱类划分或转换成感兴趣的专题信息类[3]。洋河流域内有很多山地，在图像上会产生大量的阴影，导致了像元灰度值的空间变化，这对分类结果有很大的影响。为此可以通过比值运算来去除阴影的影响，使向阳处和背阴处都毫不例外地只与地物的反射率的比值有关。常用算法：近红外波段（TM4）/红外波段（TM3），这样所得到的效果比较好，从原始图像和比值运算后的图像（图像略）中，可以清楚地看到山体阴面的阴影得到了有效的去除。经过比值运算后， 就可以对图像进行非监督分类。得到的分类结果如图1所示。非监督分类只根据地物的光谱特征进行分类，受人为因素的影响较少，不需要对地面信息有详细的了解，但由于“同物异谱、异物同谱”等现像的存在，其结果一般不如监督分类令人满意。比如官厅水库旁边的大量建筑物被分到水体一类。是因为在TM3波段上，水体和建筑物的灰度值相近， 同样在TM7波段上，裸山和建筑物的灰度值也相近。总之，在TM的6个波段上，无论采用哪个波段进行非监督分类，总有几种地物的光谱值接近，因此单纯依靠计算机自动分类取得很好的效果是非常困难的。

最近需要绘制与地学有关论文、文献中的 研究区域概况图 。对于这一类图片，我个人比较喜欢基于 ArcMap 与 PPT 结合的方式来绘制，具体操作如下。

当然，首先这里要提一句：大家一定需要注意，绘制我国相关的地图时（尤其是论文中我国的地图），一定注意 南海诸岛、十段线、藏南、阿克赛钦 等细节部分。

先来看看成果图：

话不多说，开始绘制，首先我们先做副图。在ArcMap中导入全国矢量图层（包括南海诸岛）；随后，修改地图符号系统，并记得导入十段线。

接下来，导入本文研究区域，同时修改符号系统。

完成后，我们切换到“ Layout View ”这一视图，调整好范围和大小，用如下方法导出地图即可。因为是副图，暂时不需要调整地图要素、地图边框等内容。

设置输出属性。

随后，新建一个PPT文件，并将上述新生成的图片导入到PPT中。

如果PPT中图片不清楚，可以按照如下方式设置一下PPT文件内图片的压缩选项。

接下来，我们进行主图的绘制。导入研究区域与水体等相关图层，并配置符号系统。

导入指北针、比例尺、图例等。

我的比例尺属性设置情况如下。

接下来，我们需要设置图片边框上的格网。在研究区域图层上右键，选择属性。

选择“ New Grid ”。

我们选择第一个即可。

这里先大概设置一个间隔就好，反正后期可以调整。

完成后我们可以看到，图片边框格网有点密集，不美观。

我们就在属性界面，选择“ Properties ”。

选择“ Intervals ”，配置合适的经纬度间隔即可。

此时可以看到，间隔已经修改完毕，但是字号很小。

在以下界面可以修改字体、字号。

然后在以下界面，修改经纬度格网符号出现的区域；因为不用一幅图的四个边框都带着经纬度，会显得比较臃肿，选择其中的两条边即可。

为了美观，将格网伸出的那一条线朝向图片内部。

随后，由于我的研究区域比较大，经纬度的度数变化很大，没有必要再看分、秒的数据，因此直接选择不显示为0的分、秒数据。

此外，添加图例时，可以直接在图层属性中修改图例框中该图层所显示的内容。

最终成图如下：

然后将其导出即可。主图的 dpi 可以设置稍微大一点，分辨率高一些。然后将新生成的图同样导入到PPT中。

随后，我们用箭头来显示主图与副图的关系。

如下所示。

我们还可以用矩形工具来在副图中框选研究区域，显得更加直观。

最后，将PPT中全部内容全选并组合，后期导出或复制成为图片格式即可。

按照研究思路，完完全全自己写，论文的重复率肯定不高。还可以综合不同文章的观点意见，在综合的基础上进行创新，这样既不会造成重复率上升还能升华论文的内容。区概括全名是指区域概括，是指一个地区内的地理位置、区域内的江河湖海等区域面积、人口数量、城市级别和交通等。