土地利用遥感动态监测主要涉及遥感图像预处理和变化信息提取两个过程,相应地,土地利用遥感动态监测技术方法主要包括图像预处理技术和变化信息提取技术。
3.1 遥感图像预处理
遥感图像预处理是为了更好地提取土地利用变化信息,处理效果的好坏直接决定土地利用动态监测的精度。
3.1.1 图像几何精度校正
卫星遥感图像在成像过程中受到多种因素的滋扰。不仅有远程传感器姿态角度和高度的改变、大气层的折射散射、地形地貌等因素的影响,同时地球的旋转和遥感结构性能的变化等因素也会对遥感成像产生干扰等。这些干扰因素会使从传感器获得的图像的几何图案和功能在选定的地图投影的几何图案中产生不同表面特征。为确保遥感图像接下来处理结果可靠性和精准性以及具备标准的空间坐标便于展开分析,需要对遥感图像进行几何校正[4]。
几何校正要注意重采样方法选择。重采样本质上是基于初始空间与标准空间之间的相应关系,在初始空间中取一个点或若干点,基于特定的规则组合成标准空间中相应点的值, 对初始影像空间中所反映的地物的光谱特征进行了精准的重建。经常使用的方法为最邻近法、双线性差值法和三次卷积法,其中三次卷积法具有较好的再取样效果[5]。
3.1.2 图像镶嵌
遥感图像镶嵌,即将多幅遥感图像拼接,形成一个完整的图像。在遥感图像处理中,由于一般一幅遥感图像并不能完全包含所需要的区域,此时为了获得完整的研究区域,则需要将遥感图像拼接起来,以方便进行数据处理研究,提高精确度[6]。图像镶嵌则是处理这种问题的重要技术方法。该技术的着重两个方面,其一为如何将多幅图像从几何连续性方面规划到一个统一的坐标系中,然后将它们的交叠部分裁剪掉,配置成一幅大幅面的遥感图像。其二是去除图像拼接后由于灰度差异而产生的拼接缝。文献综述
3.1.3 图像增强
图像增强是数据处理的中间环节。如土地利用信息,岩性结构等,这是基于图像后处理和分析的需要,通过不同的方法扩大灰度的层次和范围,使图像在亮度、对比度等方面来适应人类视觉的特性,易于对图像的判读和信息提取具有增强的特点[6]。通过单波段图像增强可以正确消除同义谱和同谱的异物现象,从而使不同的土地利用类型之间的边界更清楚,不同类型的土地可以得到更好的区分。
在图像增强处理的方法中,线性拉伸是最常用的方法之一图像拉伸后将会扩大图像的亮度范围,突出影像的细节,便于判读各种类别。图像增强的手段还有彩色合成技术,它是根据不同波段的RGB颜色组合和颜色空间变换来反映图像信息的。TM遥感影像含有的7个波段可以形成数百种RGB颜色组合,因此彩色合成是一个很有前途的图像增强方法。由于地图的各种波段的TM图像表示是不一样的地面信息,所以不同的波段组合可以很好的突出信息和不同的特点。
3.2 土地利用变化信息提取方法
变化信息提取涉及到遥感图像的融合、代数运算、图像组合、分类比较等,使土地利用类型发生改变的区域从复杂的环境信息中区分出来,判别的根据是发生改变的图斑的灰度、亮度、颜色与周围环境有显著的差别。再根据其差别将其变化信息提取出来,来进行有效管理以及土地变化趋向分析[7]。
遥感图像增强是图像信息处理的需要,如土地利用信息,岩性结构等,这是基于图像后处理和分析的需要,通过不同的方法扩大灰度的层次和范围,使图像在亮度、对比度等方面来适应人类视觉的特性,易于对图像的判读和信息提取具有增强的特点[6]。通过单波段图像增强可以正确消除同义谱和同谱的异物现象,从而使不同的土地利用类型之间的边界更清楚,不同类型的土地可以得到更好的区分。