基于多分辨率遥感的洪泽湖围网养殖面积提取模型误差分析

论文总字数：12039字

摘 要

本文基于多分辨率遥感影像高分一号（GF1）以及Landsat8数据，以ENVI软件对洪泽湖的遥感影像进行分类，利用基于像元和面向对象分类这两种方法对洪泽湖围网养殖区面积进行提取，并以高分二号（GF2）为真实参考源利用误差矩阵和Kappa系数对分类结果进行误差分析，比较分类结果。结果表明：遥感影像分辨率不同，洪泽湖面积提取模型的分类精度不同。面向对象分类对高分二号来说，信息提取比较理想，误差相对较小，分类精度较高，应用的前景很广阔。而对TM影像来说，因为基于像元分类方法主要依据是像元的光谱特征，而TM影像的光谱信息较多，分类误差较小，所以应用基于像元分类方法较好。

关键词：多分辨率遥感，围网养殖，面积提取，误差分析

Abstract：This paper is based on the multi resolution remote sensing image with high scores of 1 and Lansat8 data.Using the ENVI software to extract enclosure culture in Hongze lake based on pixels classification (Supervised classification and Unsupervised classification) and object-oriented classification.With GF2 as a real reference source,the error matrix and Kappa coefficient are used to analyze the error of the classification results.The results show that the classification accuracy of the Hongze Lake area model is different with the resolution of remote sensing image.Object oriented classification technology is a very effective method of information extraction in high resolution image.It has high classification accuracy and good application prospects.But for the image of TM,the pixel based classification method is mainly based on the spectral characteristics of the pixel,and the spectral information of TM image is more, the classification error is small, so it is better to use the method based on pixel classification.

Keywords：Multi resolution remote sensing,Aquatic breeding, Area extraction, Error analysis

目 录

1 引 言 4

2 数据与研究方法 4

2.1研究区概况 4

2.2数据介绍 4

2.3分类前的预处理 6

2.4围网养殖区面积提取模型 7

3 误差分析 9

3.1误差分析理论 9

3.2误差矩阵 10

3.3 Kappa系数 10

3.4 误差分析方法 11

3.5 结果比较分析 12

4 分析与讨论 14

结 论 15

参 考 文 献 16

致 谢 17

1 引 言

近几十年来,随着围网养殖的不断发展,我国湖泊渔业的发展大大提升。与此同时,湖泊围网养殖也带来了很多的负面影响,围网养殖区的密度太高很容易引起湖泊的水质富营养化以及恶化，导致严重破坏湖泊的生态系统,直接影响到湖泊的社会和生态功能的发挥，比如供水以及蓄水功能、水质净化的功能、洪水调蓄以及气候调节等功能。如果湖泊围网养殖区能够得到科学的规划,并且能够合理的利用湖水,对湖泊围网养殖区面积的扩张严格控制,利用遥感对其进行面积监测显得尤其重要。定义湖泊围网养殖区的范围和面积是合理规划湖泊围网养殖区的基础，面积提取模型的误差越小，则提取精度更高，对洪泽湖围网养殖区的监测越有利。

遥感影像如果要进行一系列其他的应用，会受到影像分类结果精度的牵制，所以分类结果的误差分析必不可少。探究如何提高遥感影像的提取精度是具有重要意义的。本文主要从遥感分类的方法这一方面进行精度分析，选用高分辨率影像高分1号以及TM影像Landsat8，以洪泽湖为实验区，采用基于像元的分类方法（监督和非监督分类）和面向对象分类方法对围网养殖区面积进行提取，以高分2号影像为真实参考源对所有分类结果进行误差分析，对分类结果进行精度评价。通过对实验结果的总结，从遥感影像分辨率的高低以及分类方法这两个角度提出了提高遥感影像分类精度的一些建议。

2 数据与研究方法

2.1研究区概况

洪泽湖，在我国五大淡水河中是第四大淡水河。位于江苏省的淮安和宿迁两市境内，地理位置在33º06′N—33º40′N，东经118º10′E—118º52′E之间。洪泽湖属于长江流域淮河水系，总面积达到2069平方公里。洪泽湖的围网养殖兴起于上世纪八十年代末九十年代初，随着围网养殖技术的不断提升，围网养殖区也逐渐增大，1995年洪泽湖的围网养殖区面积为19万亩，到2000年为止，洪泽湖的水产养殖面就达到了38.7万亩。

2.2数据介绍

2.2.1高分1号影像

本文所使用的高分一号（GF1）遥感影像来自于中国资源卫星应用中心，下载的是洪泽湖区域的数据，使用的是2015年7月13日的影像数据。高分一号空间光谱分辨率主要有2米全色、8米多光谱、16米宽幅多光谱。本文使用的影像分辨率是16米，主要参数如下表1。

表1 GF1对应波段的光谱范围及分辨率

参数	16m分辨率多光谱相机
光谱范围	0.45～0.52μm
	0.52～0.59μm
	0.63～0.69μm
	0.77～0.89μm
空间分辨率	16m

2.2.2高分2号影像

本文所使用的高分二号（GF2）遥感影像来也自于中国资源卫星应用中心，下载的同样是洪泽湖区域的数据，使用的是2015年7月29日的遥感影像数据。高分二号卫星是目前为止中国地面像元分辨率最高的光学对地观测卫星，全色分辨率为1米、多光谱分辨率为4米，成像幅宽为45公里。具体使用的参数如下表2。

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