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0.95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 IMAGINE8.4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。
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《我国海洋环境遥感的发展》
《遥感卫星探测海洋环境的特点及发展》
《卫星海洋遥感的发展和预报中心遥感应用》
《遥感技术在环境监测中的应用》
《GIS在海湾陆源污染物总量控制中的应用》
《基于GIS的南海环境管理信息系统的研究》
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⑴(宋体，五号，居左，序号采用特殊符号添加，小标题间不空行)
①(宋体，五号，居左，序号采用特殊符号添加，小标题间不空行)
另：任意标题，当与表格或图片紧连时，按五号字大小空一行
B 表格格式：表格名称位于表格下方。
表格本身(全部采用1/2榜实体黑线，位于文档中间，且尽量不让表格分页，必须分页时，保证任一格中内容不分页)，表格内的分类标题(五号，宋体，加粗，居中)，表格内文字(五号，宋体，居中)表格内文字通过调整表格框架使四字以下(含四字)文字尽量在一行中，若必须分行的则上行两字，下行一字或两字;五字以上(含五字)可分行。
表格中若存在图片，图片大小不超过六行五号字;图片和文字同时存在的，文字位于图片上方(五号，宋体，居中)。
C 图片格式：名字位于图片下方。
不需文字解释的，图片居中，根据页面调整大小;需要文字解释的，图片位于文档左边，文字采用四周型环绕，图片大小根据文字调整。
D 文中的图、表、公式、算式等，一律用阿拉伯数字编序号(图的名称位于图的下方，表的名称位于表格上方，字体采用宋体，五号，加粗，居中。图、表序号根据其所在的大层次标题序号和在改层次的序号定)。如：
图2.1xxxxx、表3.2xxxx、公式3.5xxxx
E 注：论文中对某一问题、概念、观点等需简单解释、说明、评价、提示等，如不宜在正文中出现，采用加注的形式(注的编排序号用①、②、③依次标示在需加注处，以上标形式表示);具体说明文字列于同一页内的下端，并用横线与正文分隔开(宋体，小五号，居左)。
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著作：[序号]作者.译者.书名.版本.出版地.出版社.出版时间.
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A页面设置，采用A4大小竖版纸面，上下页边距2.54厘米，左右页边距3.17厘米，所有图片、表格等都不得超过边距。
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D英文采用Times New Roman
E拉丁文采用Times New Roman，斜体
F标点为中文，半角
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摘要： 本文从Chomsky在语言学研究过程中所采用的理想化模式入手，认为Chomsky为了使研究变得简单，便将与语言关系紧密的社会因素摒除在研究范围之外，这是一种不可取的理想模式。接下来本文从两个主要方面阐述了理想化模式不可取的原因：
一是语言作为一种符号系统，只有在社会的'环境下才能具有完整的意义。二是语言作为一种社会结构，无论是它的产生还是发展过程，都在不断地和社会发生着相互作用。故而只要是研究语言学，我们就不能将社会因素理想化。至于什么因素可以暂时不予考虑，这仍有待进一步的研究。
关键词 ：
理想化，符号系统，社会结构，语言与社会的相互作用
1.统一使用A4纸，单面打印;
2.封面：封面栏目要求打印;
3.字体全部用宋体;主标题行要求用小二号字加黑，次标题用三号字加黑，再次标题用小三号字加黑，以此类推。正文内容要求用小四号字;行距为单倍;页边距左为3㎝、右为2㎝、上为2.5㎝、下为2.5㎝;
4.用阿拉伯数字连续编排页码，页码放在右下角，由正文首页开始编排，封面封底不编入页码;
5.题目：简要、明确，一般不超过20字;
6.中英文摘要和关键词：中文摘要一般不超过300字;关键词为3～8个，另起一行，排在摘要下方，词与词之间以分隔;英文摘要和英文关键词要求与中文摘要和中文关键词一致;摘要和关键字用小四号字;
7.目录：由论文的章节以及附录、参考文献等的序号、题名和页码组成(课程论文不列入);
8.结构层次序数的表示方法：第一层为1，第二层为1.1，第三层为1.1.1，第四层为1.1.1.1，正文中序号用①表示，不分段;
9.附表与插图：附表要有表号、表题;插图要有图号、图题;所有的图表都应具有自明性，即不阅读正文，就可理解图表的意思;
10.致谢：在正文后对单位和个人等表示感谢的文字(课程论文不列入);
11.附录：是正文主体的补充项目，并不是必需的。下列内容可以作为附录：(课程论文不列入) (1)为了整篇材料的完整，插入正文又有损于编排条理性和逻辑性的材料; (2)由于篇幅过大，或取材于复制件不便编入正文的材料; (3)对一般读者并非必须阅读，但对本专业人员有参考价值的资料;
12.参考文献：
(1)参考文献的标注方法：采用顺序编码制，即按照文章正文部分(包括图、表及其说明)引用的先后顺序连续编码;标注的符号为[ ]，作为上标，在标点符号前使用;
(2)参考文献的写作格式为：
①参考文献是连续出版物时，其格式为：[序号] 作者.题名.刊名，出版年份，卷号(期号)：引文所在的起止页码
②参考文献是专著时，其格式为：[序号] 作者.书名.版本(第1版不标注).出版地：出版者，出版年.引文所在的起止页码
③参考文献是论文集时，其格式为：[序号] 作者.题名.见(英文用In)：主编.论文集名.出版地：出版者，出版年.引文所在起止页码
④参考文献是学位论文时，其格式为：[序号] 作者.题名：〔博士、硕士或学士学位论文〕.保存地点：保存单位，年份
⑤参考文献是专利时，其格式为：[序号]专利申请者.题名.专利国别，专利文献种类，专利号.出版日期
参考文献著录中需要注意：
个人作者(包括译者、编者)著录时一律姓在前，名在后，由于各国(或民族)的姓名写法不同，著录时应特别注意课件下载，名可缩写为首字母(大写)，但不加编写点。另外，作者(主要责任者)不多于3人时要全部写出，并用，号相隔;3人以上只列出前3人，后加等或相应的文字如et al。等或et al前加，号。
装订格式
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摘要:伴随经济社会的飞速发展，高速国道干线与城市内部道路均存在基础设施建设更新速度快、交通承载压力大、信息化程度低等特点，难以满足现代道路交通体系的数字化要求，迫切要求构建便捷、高效、实时的交通地理信息系统。
本文以ArcGISEngine开发环境为基础，对道路交通信息系统与ArcEngine组件式平台拟进行概要阐述，并按照软件设计的相关原则，对道路交通地理信息系统进行了总体设计与功能模块设计。
关键词:ArcGIS;Engine;道路交通地理信息系统;组件式开发
当前国内经济迅速增长，城市化规模不断增大，以机动车保有量为代表的道路交通压力也与日俱增，国内北京、上海、天津等大型城市纷纷通过限号形式来减缓道路载荷。
现代信息技术为整合道路交通资源、实现交通数据自动化管控提供了数据支撑，有利于构建时空一体的道路交通地理信息系统。
1.道路交通地理信息系统
ArcGISEngine作为GIS嵌入式二次开发平台，可摆脱ArcGIS提供组件式多类型开发应用程序接口API，同时可与MicrosoftVisualStu-dio系统编程集成开发环境相融合，基于Microsoft.NET进行多类编程语言下的模块式开发。
以GIS地理信息技术为基础，利用ArcGISEn-gine平台将交通路网与道路设施等空间信息、车载流量与基础设施等属性数据同航摄影像、多媒体监控数据等有效衔接，实现对空间和属性数据相关的采集、编辑与分析，采用GIS最短路径、道路畅通度算法等优化选择合理的交通线路，完成公交布线与站点布设等工作，同时融合多媒体监控手段，实时显示热点路况信息，科学指挥道路交通。
2.系统功能需求分析
从应用层面分析，道路交通地理信息系统的受众群体分为交通管理方与车辆应用客户方，其中本文所探讨的基于ArcGISEngine的应用系统主要为交通管理方的C/S客户端，具体车辆客户端则可采用基于Android、ios或WindowsMobile平台的APP软件;从系统设计的原则分析，应坚持安全性、共享性、可拓展性与可维护性的原则，提升道路交通地理信息系统的综合性发展。
作为道路交通地理信息系统，以数字化道路空间与属性信息为基础，在确保系统不同用户权限的条件下，提供地图量测、空间漫游、数据维护等功能，检索酒店、学校、商场、企事业单位相关位置，并根据摄像头监控热点交通流量、密度数据，同时借助GPS定位、无线数据传输技术，为公交、出租等公共车辆提供位置相关服务。
3.道路交通地理信息系统总体与功能模块设计
开展道路交通地理信息系统设计前，按照相应的数据标准采集空间影像数据、基础线划图与专题交通资料，经裁切、镶嵌与校准等流程完成数据的标准化预处理，并导入系统平台空间基础数据库中，按照点、线、面要素分层，细化停车场、公交站点、高速、铁路与公路等要素信息，其空间地理基础数据库分层如下:
(1)系统分库:大地控制测量数据库、数字高程DEM与正射影像DOM数据库、数字线划DLG与遥感栅格DRG数据库，以及系统元数据库。
(2)系统逻辑分层库:以DLG数据库为例，可分为居民地、水系、道路、植被、地形等数据库分层要素信息。
(3)系统逻辑底层:包含点、线、面、注记与多媒体层等相关信息。
根据道路交通地理信息系统的应用框架，其总体设计可分为三大部分:电子地图服务模块、公共信息服务模块、空间分析与数据统计模块。
系统空间数据库GeoDatabase导入Shape、栅格、属性表等相关空间数据与属性文件，管理客户端采用地方坐标系进行配准建设，以便于后期交通设施数据的更新与维护，针对公共信息服务模块，采用经脱密处理的电子地图和遥感数据，以确保数据空间位置安全。
关于系统的具体功能模块设计如下:
(1)电子地图服务模块。
利用ArcGISEngine地图工具集组件，在VS开发平台可便捷的实现图层控制、热点注记、空间量测等功能，实现对ArcInfo、Shapefile、GRID等数据格式的加载编辑。
(2)公共信息服务模块:重在提供空间位置检索、基于位置的信息服务功能，利用ArcGISEngine的类库资源，通过ToolbarControl和VS系统中的DataGridView、Find控件完成相关地图数据的检索功能，查询要素属性信息。
(3)空间分析与数据统计模块:道路交通地理信息系统中利用空间数据检索出的要素可进行相应的聚类分析或数值统计;关于空间分析功能，其主要涉及最短路径分析与缓冲区分析，根据交通需求量、流通量的变化，进行最短距离、最短时间的计算或识别相关地理实体对周边地物的影响区间，空间缓冲区分析实现的部分代码
4.结语
作为涵盖测绘信息采集处理、计算机软件编程和数据库建设等多行业学科融合的道路交通地理信息系统，以ArcGISEngine组件式开发平台为基础，通过对其进行系统需求分析与功能模块设计，明确了系统的相关服务功能，构建了系统的总体框架，为类似工程实践提供参考意义。
参考文献：
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[2]张国强.数字图像处理技术在交通监控领域里的应用[J].辽宁师专学报(自然科学版)，2007(04).
[3]谭健妹，刘清君，邹小梅.基于GIS的交通事故信息系统研究[J].山西科技，2007(01).
[4]李红，沈冬.基于ArcGlSEngine的地理信息数据库设计与实现[J].测绘与空间地理信息，2009(04).
[5]兰小机，王飞，彭涛.基于ArcGISEngine的查询信息系统的设计与实现[J].金属矿山，2008(02).
摘要：探究式教以重视提高学生的发现、分析、解决问题能力的教学模式，其教学理念与我国的新课程改革理念相符。
通过对高中地理探究式教学进行分析，总结探究式教学实施经验，为高中地理应用探究式教学总结经验，提高课堂地理课堂教学效果，提升课堂教学效率，促进学生素质全面发展。
关键词：高中地理;探究式教学;新课程理念
在传统教学模式影响下，高中地理教学只重视学生的成绩，忽视提高学生的综合能力。
而新课程改革要求课堂教学应让学生掌握课本知识，更应让学生的综合素质获得提升。
在课堂教学中，教师需要转变教师和学生的地位，让学生成为课堂的主体，让学生主动参与课堂学习。
探究式教学方式属于培养学生主动性的教学方式，探究式教学模式与我国新课改理念相契合。
因而高中地理教师需要重视应用探究式教学模式，在探究教学过程中提高学生的主动探究能力科学素养，对学生学好地理知识以及学生的未来成长具有重要作用[1]。
笔者结合个人教学经验，对高中地理教学中应用探究式教学进行简要分析。
1、探究式教学中师生定位
1.1学生定位：探究式教学作为一种培养学生自主探究能力的教学方式，它要求每个学生都能够积极参与教学活动。
同时探究式教学要求学生在教师引导下开展探究学习，通过个人的观察、分析和研究等活动或行为总结知识，建构知识体系，而非教师通过灌输式方式将知识传授给学生。
