基于遙感的城市地表覆蓋變化檢測

張明娟

【摘? 要】本文首先介紹了城市地表覆蓋變化檢測的基本內涵，分析了城市地表覆蓋變化檢測的數據和方法，并結合相關實踐經驗，分別從對高分辨率圖像的變形糾正等多個角度與方面，探討了城市地表覆蓋變化檢測中的相關問題。

【關鍵詞】遙感技術;城市地表;覆蓋變化;檢測方法

引言

隨著經濟社會的持續快速發展，城市建設與發展進程持續加快，對城市地表覆蓋變化檢測提出了更高要求，如何采取科學合理的遙感技術方法，全面促進與改進城市地表覆蓋變化檢測整體成效，備受業內人士關注。本文就此展開了探討。

1、城市地表覆蓋變化檢測簡述

城市是人們活動與各類社會行為聚集的核心，對土地資源等要素具有較強的依賴性，在當前快節奏、連續性的城鎮化發展背景下，城市用地規模不斷擴大，城市地表覆蓋變化較快。當前形勢下，有必要精準把握城市地表覆蓋變化檢測中遙感技術的關鍵應用環節，宏觀審視遙感技術在地表覆蓋變化檢測應用中的不足之處，有創造性地開辟城市地表覆蓋變化檢測新路徑。近年來，國家相關部門高度重視城市地表覆蓋變化檢測的推進與創新，在遙感技術應用方法標準化、遙感技術實施過程規范化等方面制定并實施了一系列重大方針政策，為新時期城市地表覆蓋變化檢測提供了基本遵循與技術導向，在相應檢測領域取得了令人矚目的現實成就。同時，廣大遙感檢測技術單位同樣在創新地表覆蓋變化檢測模式，優化遙感檢測技術應用流程等方面進行了大量卓有成效的研究與探索，構建形成了以城市土地利用變化為主要面向對象，以時間變化與空間變化為重要載體的遙感檢測技術體系，為現代城鄉規劃提供了科學依據與參考[1]。

2、城市地表覆蓋變化檢測的數據和方法

2.1變化檢測對象與遙感數據

在當前技術條件下，城市市域被細化分解為建成區及其他區域等不同類型，上述不同類型的區域在檢測方法應用與遙感數據處理等方面存在顯著差異，應根據城市地表覆蓋實際狀態予以差異化處理。現代遙感技術的快速發展，為城市地表覆蓋變化檢測提供了更為豐富的技術手段，使檢測技術人員在工具與方法選擇方面更具靈活性，使得傳統技術條件下難以完成的地表覆蓋變化檢測任務更具可操作性，因此應搭建基于現代遙感技術為主要核心內容的系統平臺，對常用的遙感數據進行精準化分析與處理，構建立體化遙感檢測數據模型。

2.2變化檢測方法

2.2.1基于簡單圖像運算的變化檢測

簡單圖像運算利用不同時相的、經過相對校正的遙感影像進行代數運算，生成差異影像結果圖，然后通過自動閾值選擇算法或手動確定閾值，選取變化區域。在當前城市經濟發展與基礎設施建成背景下，基于簡單圖像運算的變化檢測計算方法更加簡便，可將相關技術方法細化分解為圖像差值法、圖像分析法、層次分析法等，并準確選擇最優閾值（如圖1所示）。

2.2.2基于圖像空間特征的變化檢測

在不同時間與空間跨度環境下，城市地表覆蓋變化狀態相對分散，相應的集中性特征不甚明確，這為實施基于圖像空間特征的變化檢測創造了良好環境。在此過程中，應首先劃定城市區域內需要進行地表覆蓋變化檢測的特定區域，運用相關算法對其基礎圖像與圖層信息進行提取，分析了統計特征、紋理特征及性能特征等，準確獲取地表覆蓋變化的數據結果。

2.2.3復雜的變化檢測方法

部分情況下，城市地表覆蓋變化在時間與空間要素內極為頻繁，以往相對簡便的檢測方法與算法難以起到預期作用，這就需要運用復雜的變化檢測方法。一方面，對于基于對象的變化檢測而言，可根據檢測圖像分解尺度標準的不同，將檢測對象細化分解為多個基本單元，結合遙感技術數據獲取原理，得到地形數據信息。另一方面，對于基于統計模型的變化檢測而言，可構建具有針對性的數據處理模型，運用遺傳算法等對多分辨變化影像進行融合，消除可能存在的檢測數據影響。

2.2.4基于統計模型的變化檢測

隨著遙感技術基礎理論研究方法的日趨成熟，多類型、多維度的地表變化覆蓋檢測方法開始被運用于檢測實踐，并在數據處理、圖像分析、模型關聯等方面取得了卓有成效的檢測結果。在空間關系模型變化檢測中，可對覆蓋變化信息進行準確定位，運用多種類算法與準則分析地表覆蓋變化的準確數據，在傳感器相應變量的導向作用下，建立地表覆蓋變化數據的動態化鏈接方式，對遙感檢測數據進行縱向與橫向對比，具有智能化特征。

3、城市地表覆蓋變化檢測中的相關問題分析

3.1對高分辨率圖像的變形糾正

在遙感技術環境下，如何對高分辨圖像的變形問題做到精準化處理與糾正，提高遙感數據的準確性與可靠性，一直以來都是城市地表覆蓋變化檢測的關鍵難點問題之一。部分情況下，地表覆蓋變化檢測中的高分辨率影像受多種客觀因素的影響，比如傳感器硬件設備、地表起伏幅度等，若不對相關變形問題進行糾正處理，則容易導致相應的圖像變形問題。對此，可采用多項式糾正法、共線方程法等對圖像檢測中的不可停數據進行濾除，對圖像幾何精度進行校正，構建形成相應的共線方程，生成變形糾正處理完成后的正射影像。

3.2云和陰影

受云和陰影的影響，城市地表覆蓋變化檢測中所形成的圖像將面臨信息缺失的風險，導致檢測數據信息不全面，無法準確客觀體現地表覆蓋變化的客觀狀態。隨著當前遙感檢測數據處理技術的日益精細化，遙感圖像空間分辨率也得到相應提高，對云和陰影的處理技巧也更為靈活。基于遙感影像技術，云和陰影的處理技術方法包括平均反射率匹配法、空間維度平均法等，可對相關數據或圖像進行割補和替換。通過云和陰影的處理，大大提高高分辨率遙感影像的可靠性，形成二維直方圖。

3.3不確定性問題

高空間分辨率遙感影像的數據信息具有同譜異物、同物異譜特征，盡管通過各類數據處理方法，可對相關數據做出差異化與針對性處理，但經過校核后的數據依舊可能存在殘差，這便形成了地表覆蓋變化檢測的不確定性問題。為了有效控制不確定性問題的影響，應對城市地表覆蓋變化的虛假變化進行分析處理，對不同精度的圖像模型進行去偽處理，運用數理統計理論、模糊分析理論、靈敏度系統理論等，最大限度上降低與避免地表覆蓋變化檢測中的不確定性問題，提高空間分析過程與分析結果的客觀性。

4、結語

綜上所述，受遙感技術模式等方面要素的影響，當前城市地表覆蓋變化檢測實踐中依舊存在諸多薄弱環節，阻礙著地表覆蓋變化檢測整體效果的優化提升，有關人員應該從城市建設與發展實踐出發，遵循遙感技術基本規律，優化效果。

參考文獻：

[1]李紅亮，周小涵，林家，等.城市居住區室外熱聲環境影響因素及改善措施研究——以太原市居住區為例[J].重慶師范大學學報（社會科學版），2020（10）：88-89.

（作者單位：青海省基礎測繪院）