摘要：采用多时相直接分类法对贵州省（原）安顺市从 1987～1995 年间的土地利用变化状况进行了遥感动态监测。与以往方法相比，该方法不仅可以直接获得变化类型及其数量，而且可以避免分类后比较法所容易出现的逻辑性变化探测错误。对不同分类波段组合的试验表明，经过差值、比值处理的前 3 种波段组合，具有较差的分类效果（总体精度只有 30%～40%），而那些能较好地保留原始信息的波段组合，则具有相对较好的分类效果（总体精度超过 70%）。另外，分类效果还明显地受到所采用的辐射校正方法的影响，经过暗组亮组辐射校正的影像要明显比只经过简单辐射校正（直方图法）的影像具有更好的分类效果，总体精度提高了 16.6%。该方法的应用结果表明，研究区在 8 年间经历了一些明显的土地利用变化，例如城镇扩展、耕地减少、菜地变迁等。

关键词：遥感；动态监测；土地利用变化

中图分类号：F301;TP79

文献标识码：A

文章编号：1000－3037(2001)03－0263－06

1 引言

　　对土地利用变化进行监测是全球变化的一项基本内容，它有助于解决那些广泛存在于全球生态系统的可持续性中的众多不确定性问题；同时也是一个国家或地区得以动态、有效地管理其资源与环境问题的重要保障。从人造地球卫星上获取遥感数据的主要用途之一就是变化探测，因为它能在短期内进行重复成像并提供一致的图像质量^[1]。而事实上，科学技术发展到现在也只有空间对地观测技术才能提供全球性、重复性、连续的地球表面数据库^[2]。

　　所谓遥感变化探测是指通过不同时期的遥感观测资料来辨识某一物体或现象的状态发生的差异^[3]。早期的遥感变化探测主要是通过人工解译、评价大比例尺航片来进行，但这种目视比较法被公认为是低效率的、令人疲惫的和有遗漏错误的。随着数字化多光谱遥感数据的出现以及图像数字处理技术的发展，通过计算机来对多时相遥感数据组进行自动对照和比较，并将变化及其空间位置自动显示给解译者的数字变化探测技术应运而生，从而为遥感技术在资源环境动态监测中的高效、准确运作提供了技术支持。

2 遥感数字变化探测技术

　　已提出的遥感数字变化探测方法基本上可以归结为两大类：一种是分类后比较法（Postclassification Comparison Method），另一种是逐像元比较法（Pixel to Pixel Comparison Method），或者叫分类前变化探测法（Preclassification Change Detection Method）和增强法等^[4～5]。其中，逐像元比较法一般能较为灵敏地探测出已经发生变化的像元。但遗憾的是，它不能同时获得具体的土地利用的变化类型信息。分类后比较法尽管能获得详细的土地利用转变矩阵，但这一方法明显受到单独分类所带来的误差的影响，从而会不可避免地夸大变化的程度。事实上，运用分类后比较法往往还会陷入一种令人尴尬的局面——即会探测出一些不合乎逻辑的土地利用变化类型，如居民地变水体和居民地变旱地等^[6]。

　　鉴于上述两类变化探测方法均存在不尽如人意的地方，一些研究者使用了将二者进行结合的折衷方法。如 Pilon 等^[7]提出了一种改善的分类方法，他们先利用逐像元比较法来过滤掉那些没有发生变化的像元，然后再对发生变化的像元采取分类后比较法来获取变化的类别信息。Yuan 和 Elvidge^[8] 在对美国华盛顿特区的土地覆盖变化监测研究中分别使用了逐像元比较法和分类后比较法，然后再进行交叉验证，只有这两种方法均指示变化，才输出“变化”及其类型，否则，输出“无变化”。可以看出，这些折衷方法仍未消除分类后比较法所带来的缺点。

3 多时相直接分类法的提出

　　为了获得具体的土地利用变化类型信息，对遥感影像数据进行分类应当是必不可少的一步。但问题在于，分类后比较法所使用的多次单独分类，一方面难以获得一致的分类标准，另一方面其每一次分类的误差将会在随后的空间比较过程中被进一步放大，这也就是该方法会夸大变化程度的主要原因。因此，为了避免这种夸大变化的现象，本研究使用了一种对强制性组合后的多时相遥感数据进行分类的方法——多时相直接分类法，以改善遥感土地利用的动态监测效果。

　　具体思路是先将多时相遥感数据组合成一幅单一图像，然后再对该包含了多时相信息的图像进行监督分类，以减少夸大变化的程度，获取较为准确可靠的变化探测结果。下面就以贵州省（原）安顺市为例来具体描述该方法的应用过程。

4 多时相直接分类法的应用

4.1 研究区概况

　　贵州省 ( 原 ) 安顺市^①位于贵州省中西部苗岭西段，是安顺地区行署、安顺市县机关所在地，面积 208.86km²，人口 20 余万。1985 年 2 月经国务院批准，列为全国甲类旅游开放城市，现已发展成为滇黔交通线上的旅游和工商业重镇。耕地面积比重大，垦殖指数高，城乡建设用地和难利用地比重大是研究区土地利用类型上的一个特点。长期以来，由于人口增加，垦殖过度，宜农后备土地资源相对不足。另一方面，快速的城乡基本建设占用大量良田好土，从而形成人口增长—城镇扩展—耕地退减的尖锐矛盾。尤其是随着安顺市经济技术开发区（规划面积达 40km²，占研究区总面积的近 1/5）等大型项目的建设，又有大量的耕地演变成工矿用地和居民用地，从而形成一种锐不可当的土地利用剧变趋势。因此，快速、定量地获取研究区有关的土地资源环境动态变化信息，就显得尤为重要。

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