基于遥感影像变化的国土调查监测应用研究

基于遥感影像变化的国土调查监测应用研究

郭守团

沂南县自然资源和规划局，山东 沂南 276300

摘要:随着遥感技术的发展、各种遥感数据的积累以及遥感技术变化的发现，基于遥感影像的土地利用变化检测方法也发生了新的变化。遥测图像中的变化检测是提取和分析同一区域内不同时间点获取数据的过程，包括分析其外观和所发生的差异。遥测检测技术的理论知识涵盖了该过程复杂而繁琐。

关键词：遥感影像；变化检测；地类变化；土地调查监测

土地利用变化检测目前是土地利用的综合统计调查，是土地资源合理地域分配的必不可少的科学方法。基于遥感的土地利用动态监测是指利用遥测技术、计算机科学、检测仪等技术和相关设备来采集、综合研究和控制土地资源。同时，利用现有的详细地图数据等数据，对当前土地利用的动态变化进行全面系统的分析，以监测动态变化。

1. 慨况

由于特征和应用方面的差异，不同的影像和变化检测存在不同的检测标准，没有最优的检测方法。从目前的检测方法中相减影像，使用智能计算机检测系统和其他变化检测方法，但不同的检测方法可以分为像素级和特征级以及知识级别。

1.像素级变化检测算法主要利用远程图像中每个像素的灰度值，通过比较不同时间段的遥测灰度值来检测图像的变化。基于像素级的变化检测工具目前主要包括灰度差值法、灰度速率法和基于像素的图像分类方法，如监控、不受监控的分类等。

2.特征水平变化的一种方法是建立特征空间，从遥感影像提取不同时期的不同特征资讯，以透过比较不同时期特征之间的空间对应关系来识别影像中的差异。

3.知识级别的变化方法主要利用图像信息中的某些信息的特性，获取各种有助于识别图像变化的信息，并对其进行分析，以获取有助于解释实验室图像的补充信息和数据，将其纳入收集识别变化的知识，从而形成一个智能专家系统，在专业系统的指导下捕获图像中人的变化。

二、基本原理

从数据输入到输出，检测和处理变化的完整过程主要由遥感图像选择、预处理、差异信息提取、差异评估等几个方面的内容组成，结合人口普查和监测遥感图像在这两个方面的变化检测方法。一、利用与前一次调查结果一致的时段图像数据以及接收到的监控时刻后的时段图像数据，利用遥感图像处理和分析软件，进行前后2小时的图像预处理、图像分割、变化检测、斑点融合、噪声去除等处理过程，，全面分析变更情况，根据控制点实施方案提出的技术路线，针对无法确定的变更类型，确定需更新的区域和更新材料，进行现场测试，结合现场调查和鉴定结果对基础数据进行内部编辑和排序，形成符合退货要求的监测结果数据集数据预处理主要包括图像增强、几何校正、射线校正和影像镶嵌。

1.几何校正。获取卫星图像时，由于其复盖面较广，受地球曲率、传感器高度等几个因素的影响，会产生几何失真。因此，在变化检测处理和分析中，必须展开选定目标遥感图像的几何校正。也就是说，还需要对产生几何失真的图像进行处理和校正，并在该合适的处理后图像中找到每个像素的亮度值。

2.几何配准。使用一个区域的一个图像来校准该区域的另一个图像，以便两个图像的相同空间位置的像素可以对齐。通常，遥感图像的变化检测是同步执行的，以进行对准和检测，其依据是在大多数情况下，偶尔会与变化的区域对准，

样本可以减少误差求和，相对提高检测精度。

3.辐射校正。我们通常在进行变化检测之前对遥感图像进行射线预处理，但是，在雷达摄影中，由于大气状态、太阳仰角、传感器参数和地形特征等原因，同一区域的图像不一致时，形成在辐射有所差异。

4.图像增强。由于图像获取和传输过程易受外部因素的影响，图像并不理想，这往往会给后续处理带来不便。因此，图像预处理阶段是图像增强，更容易处理以消除噪声，增强边缘和细节，改善视觉效果，并应用某些特性进行加工。

三、数据结果处理与分析

1.实验数据和分析方法。本文为了评价遥测变化检测方法的实用性，选择了两个数据集进行比较分析。(1)分辨率为0.5m的Worldview-2卫星图像是早期测试数据(2017年9月)，分辨率为2 m的每日图像是一个后相测试(2020年4月)；（2）采用2 m高分辨率卫星图像的实验数据，2019年10月之前进行相位检测，2020年3月之前进行相位检测。卫星图像是某市，以前一组图像数据属于面积约24平方公里的城市综合体。后一组影像是10平方公里。应用遥感方法之前，将所有卫星图像数据与2m和3波段的真彩色RGB分辨率结合起来。进行分类后的变化检测。该方法的结果是比较两个时段的相位细分数据得出的变化图。精度大约等于每个时间步长阶段分类精度值的乘积，在空间比较期间，每个分类中的误差会继续增大。为此，本文使用ENV5.0软件直接检测对两个远程映像的变化检测。这些检测包括计算波段差、小图斑聚类、噪声图斑剔除等。

2.实验结果和分析。在检测不同图像数据源时，首先是建筑物的变化，其次是发现相同的图像数据源，但变化较小，如建筑物、植被等。值得注意的主要是建筑物和海滩。为了更准确地验证变更检测的准确性，我们对检测范围内的重要元素进行了现场调查，如表1所示。

表1基于遥感影像变化检测的数据统计分析

表1的结果表明，基于卫星遥感镜像的探测率超过80%，足以满足地面调查监测和更新的要求。变更检测结果更适合于自然、水文和人工对象的变更。但是，它们与图像的特征有很强的相似性，这使得识别建筑中的差异有一定的困难。此外，还发现相同的图像数据只是稍有不同，以检测和检测更改。这反映了识别设施方面的困难。虽然计算机的自动解释中嵌入了二级视觉解释，但由于人工处理的经验不同，无法避免一定数量的误报。这也是影响准确性的主要因素之一。此外，远程图像中变化的检测和检测精度取决于图像精度、数据源、同数据源的数据处理质量等因素，以优化预处理，控制流程可以提高检测的准确性。

图像处理中经常注意遥测技术。遥测图像包含大量信息，可以涵盖许多现象和问题，如预测、检测、监测等，但遥测容易受到传感器特性、光照条件和外部噪声的影响。由于目前的变化检测技术已经应用于国民生活的许多领域，发现变化至关重要。从研究结果可见，利用遥感技术检测研究领域的变化，根据变化检测结果确定监测工作方案，更新土地复盖和土地利用技术是可行的。基于遥感技术的变化检测方法与传统的带外综合检测方法相比，对非定向变化领域的监测提供了明确的指导，因为它们是基于成像检测结果。此控制更新方法避免了手动匹配，有助于识别一定数量的未标识更改区域，减少了手动确定的不足，并部分确保了汇交结果的可靠性和准确性。手动比对减少了检测更改所需的时间，从而提高了工作效率。

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