GF-1与Landsat-8影像土地利用遥感解译对比分析

GF-1与Landsat-8影像土地利用遥感解译对比分析

李 丹，梅晓丹，赵 鹤，田美玲，翟 慧,罗雨斐，蒙延斌

【摘 要】以黑龙江省嫩江县为研究区，以GF-1和Landsat-8遥感影像为数据源，运用ENVI软件，采用最大似然分类法，对研究区进行土地利用遥感解译，利用混淆矩阵对解译结果进行精度检验，并进行对比分析。结果表明： Landsat-8用地类型之间的可分离性除了草地与耕地的区分度小于1.6以外，其他用地类型的区分度都在1.6之上，而GF-1的用地类型之间可分离性都大于1.6。对于不同的用地类型，GF-1与Landsat-8的分类精度存在一定的差异。在复杂用地类型分布的地区，GF-1具有更高的精度，而在大片相同用地类型的区域，Landsat-8更接近真实值。 【期刊名称】测绘工程 【年(卷),期】2018(027)010 【总页数】4

【关键词】GF-1；Landsat-8；土地利用；遥感解译；嫩江县

引用著录：李丹，梅晓丹，赵鹤，等.GF-1与Landsat-8影像土地利用遥感解译对比分析[J].测绘工程，2018，27(10)：42-45.

基金项目：国家自然科学基金(41701198)；黑龙江省青年科学基金(QC2016051)；黑龙江省普通本科高等学校青年创新人才培养计划(UNPYSCT-2017170)；黑龙江省博士后基金(LBH-Z17039)；2017年黑龙江工程学院博士科研启动基金(2017BJ02)

高分一号(GF-1)卫星是我国高分辨率对地观测卫星系统重大专项(简称“高分专项”)的第一颗卫星，于2013年发射，包括红、绿、蓝、近红外4个波段，其

全色数据空间分辨率为 2 m，多光谱和宽幅多光谱空间分辨率分别为 8 m、16 m，具有高空间分辨率、高时间分辨率、宽覆盖等特点[1-3]。Landsat8 是美国国家航空航天局( NASA) 于 2013 年发射，该卫星的发射延续了 Landsat 系列卫星对地观测任务，为全球资源环境变化应用和研究提供了重要支撑[4]。土地利用变化是全球变化研究的热点问题之一[5-8]，遥感数据因其具有大范围、时效性强和成本低的优势成为土地利用数据获取的主要数据源[9-12]。

为了对比上述2种传感器参数对土地利用分类能力与精度的影响，评价 GF-1 在土地利用遥感解译中的应用价值，本研究选取松嫩平原北部典型区域——黑龙江省嫩江县 GF-1和Landsat-8 影像数据，进行土地利用遥感解译，分析两种影像解译结果，以期为土地利用遥感图像解译研究提供数据支撑。

1 研究区概况

本文研究区嫩江县位于黑龙江省西北部，东经124°44′30″～126°49′30″，北纬48°42′35″～51°00′05″。行政区划面积1.51×104 km2。嫩江县位于兴安山地和松嫩平原之间的过渡地段，海拔为193～729.7 m，地势北、东部地区高，南、西部地区低。气候类型为中温带半湿润大陆性季风气候，年平均温度低，雨热同季且冬季漫长。嫩江县是我国重点商品粮生产基地，享有中国“大豆之乡”及“北国粮仓”的美誉。受行政管理限制，本文的研究区域未包括国营农场及军队农场[13]。

2 数据来源与处理

2.1 遥感影像预处理

本文选取嫩江县2013-08-20 Landsat-8 卫星OLI传感器数据，与GF-1 16 m分辨率多光谱数据进行土地利用遥感解译对比分析，具体参数如表1所示。对

影像进行辐射定标、大气校正、波段合成、图像镶嵌、图像裁剪等预处理后，定义训练样本，进行监督分类、精度检验，最终获得研究区土地利用遥感解译数据。

2.2 土地利用分类

根据研究区2013年Landsat-8与GF-1卫星遥感影像目视解译分类结果，选用最大似然法进行土地利用分类，参照《土地利用现状分类(G/T21010-007)》将嫩江县行政区土地利用类型划分为耕地、林地、草地、水域、建设用地、其他用地6个一级地类[14]，如表2、表3所示。 2.3 精度检验

采用混淆矩阵进行精度检验，混淆矩阵是一种由N行和N列组成的N阶矩阵，其中N代表了类别的数量。混淆矩阵的列和行，分别代表了参考影像的信息和被评价影响的分类结果信息。

3 结果分析

3.1 Landsat-8和GF-1区域分类精度对比

由表2，表3可知，Landsat-8卫星对于林地区域和耕地区域的分类精度高于GF-1卫星；而在草地、建设用地、其他用地区域和水域方面的分类则是GF-1的精度高于Landsat-8卫星。因为GF-1卫星的分别率更高，所以在较多水塘、细小河流、村庄和小规模的城镇，地物类型破碎，纹理与细节信息明显的地区，分类效果更好。

3.2 Landsat-8和GF-1可分离性对比

为了对比2种数据在各土地利用类别上的光谱可分离性，将全部用地类型进行可分离性比较，详见表4、表5。在GF-1卫星的分类基础上，全部6个土地利