地球信息科学学报 ›› 2022, Vol. 24 ›› Issue (8): 1617-1630.doi: 10.12082/dqxxkx.2022.220048
收稿日期:
2022-01-25
修回日期:
2022-02-22
出版日期:
2022-08-25
发布日期:
2022-10-25
通讯作者:
*樊 辉(1972— ),男,江西修水人,博士,研究员,主要从事地理大数据挖掘研究。E-mail: fanhui@ynu.edu.cn作者简介:
徐 肖(1998— ),女,四川南充人,硕士生,主要从事地理大数据挖掘研究。E-mail: xuxiao@mail.ynu.edu.cn
基金资助:
XU Xiao1,2(), LI Yating1,2, FAN Hui1,2,*(
)
Received:
2022-01-25
Revised:
2022-02-22
Online:
2022-08-25
Published:
2022-10-25
Contact:
FAN Hui
Supported by:
摘要:
土地覆被是地球科学研究中的重要参量,评价土地覆被数据的制图精度是保障数据合理使用的前提。本文提出了一种基于伪纯像元的精度评价策略(伪纯像元策略),即当低空间分辨率栅格窗口内对应的高空间分辨率数据中优势类别(面积最大的地类)的占比高于伪纯像元纯度阈值(代表像元纯度,取值范围:35%~100%,步长为5%)时,以此栅格窗口为基准生成土地覆被类型为优势类别的伪纯像元用于精度评价。以澜沧江-湄公河(澜湄)流域为试验区,选择GlobeLand30为参考数据,并基于混淆矩阵精度评价方法对比分析了伪纯像元策略与重采样法(最近邻法和众数法)在CCI-LC(300 m)和MCD12Q1(500 m) 2套全球土地覆被数据精度评价中的差异。结果表明:① 伪纯像元策略在35%~100%纯度阈值下对CCI-LC和MCD12Q1在澜湄流域评价的精度分别为72.76%~55.26%和71.44%~45.41%,比重采样法评价的单一精度(众数法:71.21%和70.54%、最近邻法:71.48和69.87%)能更好地反映像元纯度对土地覆被数据精度的影响;② CCI-LC的总体精度高于MCD12Q1,且2套数据的精度差随纯度阈值的增大而增加,CCI-LC和MCD12Q1在35%、100%纯度阈值下的精度差分别为1.32%和9.85%;③ 2套数据中耕地、有林地、草地和水体的分类精度均相对较高,而灌木林地(精度接近0)和裸地的分类精度均较低;④ 2套数据与GlobeLand30的空间不一致区域多出现在土地覆被类型高度异质化的混合像元区域,且随纯度阈值的增大,评价样本栅格更趋均质,混合像元对评价精度的影响也会递减。伪纯像元精度评价策略适用于跨空间分辨率土地覆被数据的精度对比,为评价全球土地覆被产品在区域尺度的适用性及适用范围提供了新的检验策略。
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.DOI:10.12082/dqxxkx.2022.220048
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表2
不同土地覆被分类系统间的类别对应关系
编号 | 类别 | GlobleLand30 | CCI-LC | MCD12Q1 |
---|---|---|---|---|
1 | 耕地 | 10用于种植农作物的土地,包括水田、灌溉旱地、大棚用地,以及果园茶园等灌木类经济作物种植地 | 10/11/12农田旱地/草本覆被的耕地/树或灌丛覆被的耕地 20灌溉旱地或洪泛耕地 30耕地(>50%)与树、灌、草等自然植被(<50%)的混交地 | 12农用地 14农用地与自然植被混合:40%~60%为天然乔木、灌木林地或草本植被 |
2 | 有林地 | 20树冠覆被度>30%的土地,包括落叶阔叶林、常绿阔叶林、落叶针叶林、常绿针叶林、混交林,以及树冠覆被度为10%~30%的疏林地 | 50常绿阔叶林(>15%) 60/61/62落叶阔叶林(>15%)/(>40%)/(15%~40%) 70/71/72常绿针叶林(>15%)/(>40%)/(15%~40%) 80/81/82落叶针叶林(>15%)/(>40%)/(15%~40%) 90针阔混交林 100乔木和灌木林地(>50%)与草本植物(<50%)的混交地 | 1常绿针叶林:冠幅>4 m2,覆被度>60% 2常绿阔叶林:冠幅>4 m2,覆被度>60% 3落叶针叶林:冠幅>4 m2,覆被度>60% 4落叶阔叶林:冠幅>4 m2,覆被度>60% 5针阔混交林:落叶常绿为主,冠幅>4 m2,覆被度>60% 8木本稀树草原:冠幅>4 m2,覆被度30%~60% |
3 | 草地 | 30天然草本覆被度>10%的土地,包括草原、草甸、稀疏草原、荒漠草原、人工草地 | 110草本植被(>50%)与树(<50%)的混交地 130草地 | 10草地:以年生草本植物为主,高度<2 m |
4 | 灌木林地 | 40灌木覆被度>30%的土地,包括山地灌丛、落叶和常绿灌丛,以及荒漠地区覆被度>10%的荒漠灌丛 | 120/121/122灌木林地/常绿灌木林地/落叶灌木林地 40树、灌、草等自然植被(>50%)与耕地(<50%)的混交地 | 6稠密灌丛:以木本多年生植物为主,高度1~2 m,覆被度>60% 7稀疏灌丛:以木本多年生植物为主,高度1~2 m,覆被度10%~60% 9稀树草原:树木覆被度10-30%,冠幅>4 m2 |
5 | 湿地 | 50有浅层积水或土壤过湿的土地,包括内陆沼泽、湖泊沼泽、河流洪泛湿地、森林/灌木湿地、泥炭沼泽、盐沼等 | 160被水淹没的有林地(淡水或咸水) 170被水淹没的有林地(海水) 180被水淹没的灌木林地和草本植物(淡水、海水或咸水) | 11永久湿地:永久淹水面积30%~60%,植被覆被度>10%的土地 |
6 | 水体 | 60 陆地范围液态水覆被的区域 | 210水体 | 17水体:至少60%的区域被永久水体覆被 |
7 | 建设用地 | 80由人工建造活动形成的地表 | 190城镇地区 | 13城市和建筑区:至少30%的不透水表面,包括建筑材料、沥青道路 |
8 | 裸地 | 90植被覆被度<10%的自然覆被土地,包括荒漠、沙地、砾石地、裸岩、盐碱地等 | 200/201/202裸地/坚固的裸地/松散的裸地 150/152/153树、灌、草等稀疏植被(<15%) | 16裸地:至少60%的区域是没有植被覆被的裸露地区(沙、岩石、土壤),植被覆被<10% |
9 | 永久冰雪 | 100由永久积雪、冰川和冰盖覆被的土地 | 220 永久冰雪 | 15雪和冰:全年至少有60%的地区被冰雪覆被10个月 |
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