地球信息科学学报 ›› 2019, Vol. 21 ›› Issue (3): 427-436.doi: 10.12082/dqxxkx.2019.180596
收稿日期:
2018-11-20
修回日期:
2019-01-06
出版日期:
2019-03-15
发布日期:
2019-03-15
作者简介:
作者简介:徐泽源(1995-),男,河南辉县人,硕士生,研究方向为遥感与环境变化研究。E-mail:
基金资助:
Zeyuan XU(), Qinghui LUO, Zhonglin XU*(
)
Received:
2018-11-20
Revised:
2019-01-06
Online:
2019-03-15
Published:
2019-03-15
Contact:
Zhonglin XU
Supported by:
摘要:
鉴于新疆地区对中国乃至中亚有着特殊的战略意义,本文针对不同数据源及分类系统在土地覆被数据的空间分布上缺乏互通性问题,结合2010年目视解译土地利用现状遥感监测数据、GlobeLand30和GlobCover2009共3种土地覆被数据,采用类型相似分析、类型混淆分析、混淆矩阵分析、空间一致性分析4种方法开展精度评价及一致性分析,以期对土地覆被数据在中国西北干旱区的适用性及适用范围提供有效建议。结果表明,3种土地覆被数据对新疆地区土地覆被类型构成基本一致,且对裸地类型的辨识度最高;新疆地区中高度一致区域占新疆总面积的95%;3种数据两两对比时,总体精度在64.11%~72.57%之间,其中目视解译数据/GlobeLand 30组合表现出最高水平,且仍有提高空间,反映出目前相同卫星传感器是提升精度评价结果的重要因素之一,且不同分类系统、分类方法、空间分辨率及卫星过境时间等因素对精度评价结果也会产生巨大影响。为解决此类问题,利用多源土地覆被遥感数据的融合技术提高数据精度,或是利用深度学习对遥感影像资料进行精确地解译和判读,将是今后全球土地覆被制图及应用领域的主要发展趋势。
徐泽源, 罗庆辉, 许仲林. 新疆地区土地覆被遥感数据的一致性研究[J]. 地球信息科学学报, 2019, 21(3): 427-436.DOI:10.12082/dqxxkx.2019.180596
Zeyuan XU, Qinghui LUO, Zhonglin XU. Consistency of Land Cover Data Derived from Remote Sensing in Xinjiang[J]. Journal of Geo-information Science, 2019, 21(3): 427-436.DOI:10.12082/dqxxkx.2019.180596
表2
土地覆被数据分类信息及归并关系
归并分类 | GlobeLand30 | GlobCover2009 | 目视解译数据 |
---|---|---|---|
1耕地 | 10耕地 | 11水浇地、14旱地、20耕地/植被镶嵌、30植被/耕地镶嵌 | 11水田、12旱地 |
2林地 | 20森林、 40灌木地 | 40常绿阔叶林/半落叶林、50郁闭落叶阔叶林、60开放落叶阔叶林、70郁闭常绿阔叶林、90开放落叶/常绿针叶林、100针阔混交林、110灌木/林地/草地镶嵌、130灌木 | 21有林地、22灌木地、23疏林地、24其他林地 |
3草地 | 30草地、 70苔原 | 120草地/林地/灌木镶嵌、140草地 | 31高覆盖度草地、32中覆盖度草地、33低覆盖度草地 |
4湿地 | 50湿地 | 160郁闭经常被淡水淹没的阔叶林、170郁闭经常被淡水-盐水淹没的半落叶或常绿阔叶林、180经常被淹没或者被土壤淡水、半咸水或者咸水浸湿的植被覆盖 | 45滩涂、46滩地、64沼泽地 |
5裸地 | 90裸地 | 150稀疏植被、200裸地 | 61沙地、62戈壁、63盐碱地、65裸土地、66裸岩石质地、67其它 |
6水体 | 60水体 | 210水体 | 41河渠、42湖泊、43水库坑塘、99海洋 |
7永久冰雪 | 100永久积雪 | 220永久冰雪 | 44永久性冰川雪地 |
8建设用地 | 80建设用地 | 190城市建设用地 | 51城镇用地、52农村居民点、53其他建设用地 |
表4
新疆地区土地覆被数据的精度对比分析及相关系数
参考 待评价 | 目视解译数据 | GlobeLand30 | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
GlobCover2009 | GlobeLand30 | GlobCover2009 | ||||||
PA | UA | PA | UA | PA | UA | |||
耕地 | 84.39 | 35.30 | 82.74 | 64.38 | 79.84 | 42.89 | ||
林地 | 18.44 | 44.73 | 23.22 | 27.02 | 15.66 | 41.84 | ||
草地 | 11.86 | 40.94 | 47.17 | 62.39 | 15.60 | 39.68 | ||
裸地 | 90.75 | 70.73 | 87.19 | 79.05 | 91.64 | 78.79 | ||
湿地 | 0.09 | 10.00 | 21.79 | 37.37 | 0.04 | 2.95 | ||
建设用地 | 24.62 | 64.62 | 31.42 | 32.35 | 19.64 | 50.08 | ||
水体 | 58.59 | 75.94 | 64.96 | 57.29 | 55.13 | 81.49 | ||
永久冰雪 | 46.90 | 55.06 | 55.00 | 53.55 | 50.97 | 61.16 | ||
OA | 64.11 | 72.57 | 71.15 |
[1] |
Pervez M S, Henebry G M.Assessing the impacts of climate and land use and land cover change on the freshwater availability in the Brahmaputra River basin[J]. Journal of Hydrology Regional Studies, 2015,3:285-311.
doi: 10.1016/j.ejrh.2014.09.003 |
[2] |
Clerici N, Paracchini M L, Maes J.Land-cover change dynamics and insights into ecosystem services in European stream riparian zones[J]. Ecohydrology & Hydrobiology, 2014,14(2):107-120.
doi: 10.1016/j.ecohyd.2014.01.002 |
[3] | 陈军,廖安平,陈晋,等.全球30m地表覆盖遥感数据产品-GlobeLand30[J].地理信息世界,2017,24(1):1-8. |
[ Chen J, Liao A P, Chen J, et al.30-Meter Global land cover data product- GlobeLand30[J]. Geomatics World, 2017,24(1):1-8. ] | |
[4] |
冯春,郭建宁,闵祥军,等.土地利用/土地覆盖遥感变化检测方法新进展[J].遥感信息,2006,58(3):81-85.
doi: 10.3969/j.issn.1000-3177.2006.03.024 |
[ Feng C, Guo J N, Min X J, et al.New progress in land use/land cover change detection by remote sensing[J]. Remote Sensing Information, 2006,58(3):81-85. ]
doi: 10.3969/j.issn.1000-3177.2006.03.024 |
|
[5] | Hansen M C, Defries R S, Townshend J R G, et al. Global land cover classification at 1 km spatial resolution using a classification tree approach[J]. International Journal of Remote Sensing, 2000,21(6-7):34. |
[6] |
Loveland T R.Development of a global land cover characteristics database and IGBP DISCover from 1 km AVHRR data[J]. International Journal of Remote Sensing, 2000, 21(6-7):1303-1330.
doi: 10.1080/014311600210191 |
[7] |
Friedl M A, Mciver D K, Hodges J C F, et al. Global land cover mapping from MODIS: Algorithms and early results[J]. Remote Sensing of Environment, 2002,83(1-2):287-302.
doi: 10.1016/S0034-4257(02)00078-0 |
[8] |
Bartholomé E, Belward A S.GLC2000: A new approach to global land cover mapping from Earth observation data[J]. International Journal of Remote Sensing, 2005,26(9):1959-1977.
doi: 10.1080/01431160412331291297 |
[9] |
Defourny P, Schouten L, Bartalev S, et al.Accuracy assessment of a 300 m global land cover map: The GlobCover experience[J]. New Library World, 2009,112(5-6):236-247.
doi: 10.1108/03074801111136275 |
[10] |
Jun C, Ban Y, Li S.China: Open access to earth land-cover map[J]. Nature, 2014,514(7523):434.
doi: 10.1038/514434c pmid: 25341776 |
[11] |
Brovelli M, Molinari M, Hussein E, et al.The first comprehensive accuracy assessment of GlobeLand30 at a national level: Methodology and results[J]. Remote Sensing, 2015,7(4):4191-4212.
doi: 10.3390/rs70404191 |
[12] |
Pérez-Hoyos A, García-Haro F J, San-Miguel-Ayanz J. Conventional and fuzzy comparisons of large scale land cover products: Application to Corine, GLC2000, MODIS and GlobCover in Europe[J]. Isprs Journal of Photogrammetry & Remote Sensing, 2012,74(11):185-201.
doi: 10.1016/j.isprsjprs.2012.09.006 |
[13] |
Ran Y, Li X, Lu L.Evaluation of four remote sensing based land cover products over China[J]. Journal of Glaciology & Geocryology, 2009,31(2):391-401.
doi: 10.1080/01431160902893451 |
[14] | 马京振,孙群,肖强,等.河南省GlobeLand30数据精度评价及对比分析[J].地球信息科学学报,2016,18(11):1563-1572. |
[ Ma J Z, Sun Q, Xiao Q, et al.Accuracy assessment and comparative analysis of GlobeLand30 dataset in Henan province[J]. Journal of Geo-information Science, 2016,18(11):1563-1572. ] | |
[15] |
戴昭鑫,胡云锋,张千力.多源卫星遥感土地覆被产品在南美洲的一致性分析[J].遥感信息,2017,32(2):137-148.
doi: 10.3969/j.issn.1000-3177.2017.02.021 |
[ Dai S X, Hu Y F, Zhang Q L.Agreement analysis of multi-source land cover products derived from remote sensing in South America[J]. Remote Sensing Information, 2017,32(2):137-148. ]
doi: 10.3969/j.issn.1000-3177.2017.02.021 |
|
[16] |
Kuenzer C, Leinenkugel P, Vollmuth M, et al.Comparing global land-cover products-implications for geoscience applications: An investigation for the trans-boundary Mekong basin[J]. International Journal of Remote Sensing, 2014,35(8):2752-2779.
doi: 10.1080/01431161.2014.890305 |
[17] |
曹小敏,李爱农,雷光斌,等.尼泊尔土地覆被遥感制图及其空间格局分析[J].地球信息科学学报,2016,18(10):1384-1398.
doi: 10.3724/SP.J.1047.2016.01384 |
[ Cao X M, Li A N, Lei G B, et al.Land Cover mapping and spatial pattern analysis with remote sensing in Nepal[J]. Journal of Geo-information Science, 2016,18(10):1384-1398. ]
doi: 10.3724/SP.J.1047.2016.01384 |
|
[18] |
刘纪远,张增祥,徐新良,等. 21世纪初中国土地利用变化的空间格局与驱动力分析[J].地理学报,2009,64(12):1411-1420.
doi: 10.3321/j.issn:0375-5444.2009.12.001 |
[ Liu J Y, Zhang Z X, Xu X L, et al.Spatial patterns and driving forces of land use change in China in the early 21st century[J]. Acta Geographica Sinica, 2009,64(12):1411-1420. ]
doi: 10.3321/j.issn:0375-5444.2009.12.001 |
|
[19] |
刘纪远,匡文慧,张增祥,等.20世纪80年代末以来中国土地覆被变化的基本特征与空间格局[J].地理学报,2014,69(1):3-13.
doi: 10.11821/dlxb201401001 |
[ Liu J Y, Kuang W H, Zhang Z X, et al.Spatiotemporal characteristics, patterns, and causes of land-use changes in China since the late 1980s[J]. Journal of Geographical Sciences, 2014,69(1):3-13. ]
doi: 10.11821/dlxb201401001 |
|
[20] | 徐新良. 土地利用/覆被变化时空信息分析方法及应用[M].北京:科学技术文献出版社,2014. |
[ Xin X L.Spatial-temporal pattern analysis of land use/cover change: Methods and applications[M]. Beijing: Scientific and technical documentation press, 2014. ] |
[1] | 焦怀瑾, 陈崇成, 黄洪宇. 结合ICESat-2和GEDI的中国东南丘陵地区ASTER GDEM高程精度评价与修正[J]. 地球信息科学学报, 2023, 25(2): 409-420. |
[2] | 吴亚楠, 郭长恩, 于东平, 段爱民, 刘玉, 董士伟, 单东方, 吴耐明, 李西灿. 基于不确定性分析的遥感分类空间分层及评估方法[J]. 地球信息科学学报, 2022, 24(9): 1803-1816. |
[3] | 徐肖, 李娅婷, 樊辉. 基于伪纯像元的精度评价策略及其应用[J]. 地球信息科学学报, 2022, 24(8): 1617-1630. |
[4] | 仝冉, 杨雅萍, 陈晓娜. 多源30 m分辨率土地覆被数据在蒙古高原的一致性分析和精度评价[J]. 地球信息科学学报, 2022, 24(12): 2420-2434. |
[5] | 李宏达, 高小红, 汤敏. 基于决策融合的SPOT-6影像土地覆被分类研究[J]. 地球信息科学学报, 2021, 23(5): 928-937. |
[6] | 於佳宁, 刘凯, 张冰玥, 黄滢, 范晨雨, 宋春桥, 汤国安. 中国区域TanDEM-X 90 m DEM高程精度评价及其适用性分析[J]. 地球信息科学学报, 2021, 23(4): 646-657. |
[7] | 冯京辉, 李鹏, 肖池伟, 祁月基, 李霞. 地缘经济背景下泰国及其毗邻国家边境农业扩张与集约化抵边特征[J]. 地球信息科学学报, 2021, 23(3): 479-491. |
[8] | 郭紫甜, 王春梅, 刘欣, 庞国伟, 朱梦阳, 王晋卿. 基于小流域抽样单元的中国FROM-GLC30数据精度评价[J]. 地球信息科学学报, 2021, 23(3): 524-535. |
[9] | 秦臣臣, 陈传法, 杨娜, 高原, 王梦樱. 基于ICESat/GLAS的山东省SRTM与ASTER GDEM高程精度评价与修正[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(3): 351-360. |
[10] | 何飞, 刘兆飞, 姚治君. Jason-2测高卫星对湖泊水位的监测精度评价[J]. 地球信息科学学报, 2020, 22(3): 494-504. |
[11] | 赖晨曦, 闫慧敏, 杜文鹏, 胡云锋. 全球土地覆被数据集中哈萨克斯坦草地分布的异同及其成因[J]. 地球信息科学学报, 2019, 21(3): 372-383. |
[12] | 马永明,张利华,张康,朱志儒,吴宗凡. 基于SWAT模型和多源DEM数据的流域水系提取精度分析[J]. 地球信息科学学报, 2019, 21(10): 1527-1537. |
[13] | 侯西勇, 邸向红, 侯婉, 吴莉, 刘静, 王俊惠, 苏红帆, 路晓, 应兰兰, 于新洋, 毋亭, 朱明明, 韩磊, 李明杰. 中国海岸带土地利用遥感制图及精度评价[J]. 地球信息科学学报, 2018, 20(10): 1478-1488. |
[14] | 杜国明, 刘美, 孟凡浩, 匡文慧, 春香, 冯悦. 基于地学知识的大尺度土地利用/土地覆盖精细化分类方法研究[J]. 地球信息科学学报, 2017, 19(1): 91-100. |
[15] | 许光明, 杨雅萍, 杨飞, 荆文龙, 常中兵. 多分辨率遥感土地覆被数据质量综合评价——以湖南省桃源县为例[J]. 地球信息科学学报, 2016, 18(4): 553-563. |
|