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1、兰州大学 硕士学位论文 基于TM遥感影像的绿洲空间分布提取研究以黑河流域为例 姓名：吴莹莹 申请学位级别：硕士 专业：地图学与地理信息系统 指导教师：颉耀文 20100501 兰州大学硕十学位论文基于T M 遥感影像的绿洲空间分布提取方法研究一以黑河流域为例 摘要 绿洲是干旱地区独有的一种地貌景观，也是干旱区人类生产和生活的主要空 间。近年来，随着社会、经济发展，绿洲的生态环境恶化，荒漠化严重，绿洲面 积和空间分布不断变化。为了准确获得绿洲时空变化的过程，必须发展一种快速、 定量、精确的绿洲提取方法，本文试图对黑河流域的绿洲空间分布信息提取予以 研究。 首先对尚未统一的“绿洲“ 概念做综合阐述
2、，结合影像的特征，提出狭义的 “绿洲概念和分类。然后通过N D V I 阈值分割和M I 刚G 指数法提取植被和水 体信息，再经碎斑处理得到绿洲空间分布。最后，通过格网结点确定检验样本点， 采用高分辨率影像和实地考察等手段检验方法的精度。本文的主要结论有： 1 通过对绿洲概念研究的回顾和总结，发现绿洲虽然主要由植被、水体和居 民点三种地类构成，但不是此三种地类的简单叠加。植被是否归属于绿洲主要通 过植被覆盖度判定，而水体和居民点是否归属于绿洲取决于其分布位置：完全位 于荒漠之中的水体和居民点，只能归为荒漠。特别地，掠夺性的工矿开采城市， 本文认为不属于绿洲，因为其很难体现出“以植被为主体并具有
3、明显高于环境的 第一生产力”这一重要特点。 2 在影像时相的确定问题上，采用了S P O T - N D V I6 月一9 月的数据作为参考， 对中游农业产区的植被物候特点进行了分析。结果表明，6 月呻月植被生长最 茂盛，是获取年内N D V I 的适宜时间。通过N D V I 值趋势分析，得到不同景影像 最适宜用作绿洲提取的时相。把物候特点作为一个因素参与到影像时相选取问题 中，有利于反映出当年完整的绿洲空间分布。在野外实地考察和查找资料时，应 注意搜集农业产区的物候信息。 3 本文信息提取过程分解为植被信息、水体信息和居民点信息提取三个环 节。植被信息的提取建立在对研究区N D V I 值
4、的阈值分割基础上，在植被信息基 础上提取提取绿洲内部的居民点斑块并合并到植被信息内，水体信息提取采用 M I R G 指数，最后将水体信息和修改后的植被信息组合，得到绿洲的空间分布 范围，结果表明这种绿洲信息提取方法的精度达到9 2 7 7 。 关键字：绿洲，T M ，N D V I ，阈值分割，M I R G 兰州大学硕十学位论文基于T M 遥感影像的绿洲空间分布提取方法研究一以黑河流域为例 A b s t r a c t 鼬由伽恤O 璃咖B 衄碰嘶B a s e d 伽1 M h 瑚g e s A Q 畿蛐0 f 胁M O a s i si st h eu n i q u eL a n d
5、 s c a p eo fa r i d ，i ti sa l s ot h em a i ns p a c eo fh u m a nb e i n g p r o d u c t i o na n dl i v i n g I nr e c e n ty e a r s ，w i t ht h ed e v e l o p m e n to fs o c i a la n de c o n o m i c , e c o l o g i c a le n v i r o n m e n to fo a s i sb e c a m ed e g e n e r a t i o n ，d e
6、 s e r t i f i c a t i o nb e c a m es e v e r e ， t h ea r e ao fo a s i sd e c l i n e d ，t h es p a t i a ld i s t r i b u t i o no fo a s e si sc h a n g i n ga l lt h et i m e T h e r e f o r e ，t h i ss t u d yp u tf o r w a r das t u d yo fo a s i ss p a t i a li n f o r m a t i o ne x t r a
7、c t i o nb a s e d o nT M i m a g e s A tf i r s t ，t h i ss t u d ye x p o u n d st h ec o n c e p to f “o a s i s ”w h i c hi sn o tu n i f o r my e t ， p r o p o s en a r r o wc o n c e p to f ”o a s i s ”a n dc l a s s i f i c a t i o n T h e nv e g e t a t i o na n dw a t e rb o d y i n f o r m
8、 a t i o na r ee x t r a c t e db yN D V It h r e s h o l da n dM 瓜Gi n d e x ，s p a c ed i s t r i b u t i o no f o a s i si se d u c e db yp o r p h y r o c l a s t st r e a t m e n t A tl a s t ，t h i ss t u d yc h o o s e ss o m es a m p l e c h e c k p o i n t s ，v e r i f yt h ea c c u r a c y
9、o fm e t h o db yh i g h r e s o l u t i o ni m a g e a n df i e l ds u r v e y T h em a i nc o n c l u s i o n sa r ea sf o l l o w e d ： 1 O nt h eb a s i so fc o m m o nu n d e r s t a n d i n ge x i s t i n gc o n c e p t ，t h i sp a p e rp o i n t so u t t h a to a s i si sm a d eu po fv e g e
10、t a t i o n ，w a t e ra n dr e s i d e n t i a la r e a ，b u tn o to n l yt h es i m p l e c o m p o s i t i o n T h es u i t a b l ev e g e t a t i o ni sw h a th a v eh i g hc o v e r a g e ，t h es u i t a b l ew a t e r a n dr e s i d e n t i a la r e aa r es p e c i f i cr e g i o nt h a tl y i
11、n gi nt h eh i g h - v e g e t a t i o n c o v e r a g ea r e a S p e c i a l l y , t h ep r e d a t o r ym i n i n gc i t y , d e s e r tv e g e t a t i o na n ds e m i d e s e r tv e g e t a t i o na r e n o tc o n s i d e r e dt ob eo a s i s ，i ti sb e c a u s et h a tp r e d a t o r ym i n i n
12、gc i t yi sd i f f i c u l tt o e m b o d yt h ei m p o r t a n tc h a r a c t e r i s t i co f “i t sv e g e t a t i o n b a s e da n di th a sf i r s t p r o d u c t i v i t yw h i c hs i g n i f i c a n t l yh i g h e rt h a nt h ee n v i r o n m e n t ” 2 A tt h ea s p e c to fd e t e r m i n a
13、t i o no fi m a g e Sp h a s e ，t h i sp a p e rp u t sS P O T - N D V I d a t aa sr e f e r e n c e ，a n da n a l y z e sv e g e t a t i o np h e n o l o g i c a lc h a r a c t e r i s t i ci na g r a r i a na r e a w h i c ha tm i d d l er e a c ha r e ao fH e i h eR i v e r T h er e s u l t ss h
14、o wt h a ti ti sp r o p i t i o u st o r e f l e c tt h ei n t e g r a t e ds p a t i a ld i s t r i b u t i o no fo a s i s I t Si m p o r t a n tt oc o l l e c ti n f o r m a t i o n o fp h e n o l o g yi na g r a r i a na r e aa tt h et i m eo ff i e l ds t u d ya n di n f o r m a t i o nf i n d
15、i n g H 兰州大学硕士学位论文基于T M 遥感影像的绿洲空间分布提取方法研究以黑河流域为例 3 T h ee x t r a c t i o np r o c e s so fi n f o r m a t i o ni sd i v i d e di n t ot h r e em a i nc o m p o n e n t s ， v e g e t a t i o n ，w a t e ra n dr e s i d e n t i a la r e ai n f o r m a t i o ne x t r a c t i o n F i r s t l y , t h ei
16、n f o r m a t i o n o fv e g e t a t i o ni se x t r a c t e do nt h eb a s i so fN D V It h r e s h o l ds e g m e n t a t i o n ；s e c o n d l y , r e s i d e n t i a li n f o r m a t i o ni se x t r a c t e da n dd e l e t e db a s e do nt h ei n f o r m a t i o no fv e g e t a t i o n ； t h i r d l y , t h i ss t u d ym e r g e st h r e et y p e si n f o r m a t i o nm a p st o g e t h e r , g e n e r a t et h es p a t i a l d i s t r i b u t i o no
