基于面向对象方法的双台河口芦苇湿地分布信息提取研究

梁建平++张林波++朱敏

摘 要：选取位于辽宁省盘锦市的双台河口国家自然保护区作为研究区域，以中等分辨率的Landsat8 OLI卫星影像为数据源，利用面向对象的分类方法，实现对芦苇湿地分布信息的快速提取，并分析了该方法在芦苇湿地分布信息提取中的有效性。结果表明，面向对象的分类方法在芦苇湿地信息提取中具有较高的分类型度，芦苇湿地的生产者精度为89.13%.信息提取结果显示，双台河口国家自然保护区以芦苇湿地为主，其面积为44 078.13 hm2。

关键词：芦苇湿地；分布信息；遥感技术；分类系统

中图分类号：P237 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.22.072

随着遥感技术的发展，其在湿地信息提取中的应用越来越广泛。最初的湿地信息提取方法主要为人工目视解译。该方式主要是通过人工分析影像的纹理、颜色，参照所给定的解译标志进行对比，得到该地区的土地覆盖类型。该种方式是传统的解译方法，最大的缺点就是耗时费力，且有一定的主观性。

随着遥感技术更深层次的发展，人们创造了影像信息自动提取方法，主要包括监督分类和非监督分类两种。该分类方法是基于像元的分类方法，而利用像元光谱信息分类具有一定的局限性，最常见的为“椒盐”现象。

与传统的基于像元的分类技术相比，基于面向对象的分类技术具有更高的分类精度。该方法是通过多尺度分割遥感影像，得到同质对象，然后分析不同类型湿地对象的特征，例如光谱、形状、大小、纹理、结构、阴影等，通过建立分类决策树来达到高精度分类的目的。本文将以面向对象的方法提取分类盘锦地区的湿地信息，以期读取、统计该地区的土地覆盖类型。

1 研究区概况

双台河口国家自然保护区的经度为40°39′ N～41°27′ N，纬度为121°23′ E～122°29′ E，位于辽宁省盘锦市境内，气候属于温带大陆性半湿润季风气候，年平均气温为8.4～8.6 ℃，年降水量为611.6 mm，7—9月降水量占全年的2/1以上。该地区主要植被为芦苇、翅碱蓬等植被群落和人工种植的水稻。

2 数据及预处理

结合研究目的，本研究选取Landsat8 OLI卫星影像为主要数据源，空间分辨率为30 m。利用ENVI软件的Flash模块，结合Landsat卫星的数据信息，对研究区的影像进行大气校正处理、几何校正，将误差控制在0.5个像元以内，并用ERDAS软件的辐射矫正模块对该影像进行辐射矫正。

3 分类系统的建立

双台河口国际重要湿地的主要湿地类型为人工湿地和自然湿地。根据《湿地公约》和相关的文献，结合野外实地调查数据，建立遥感分类系统：滩涂、翅碱蓬、水域、芦苇、水田、旱地、建设用地。

4 分类方法与技术流程

基于Landsat8 OLI遥感影像，利用面向对象的分类平台eCogniton软件，采用面向对象的分类方法提取双台河口国家自然保护区的湿地信息。通过多尺度分割遥感图像，得到同质对象，然后分析不同湿地对象的特征，通过设置分类参数建立规则集，自动获取湿地信息。

5 结果与分析

从野外210个采样点数据和从Google Earth高空分辨率影像上获取的183个土地覆盖类型的验证点中随机选取240个，将其导入eCognition软件中，通过验证点对应的地物提取不同植被的类型参数信息，重复该过程，直到准确地区分出芦苇与其他地物的阈值。基于误差矩阵验证双台河地区湿地分析结果是分类精度验证的重要方法。利用剩余153个野外实测采样点建立误差矩阵，计算出各种土地覆盖类型的分类精度。结果显示，该保护区的芦苇信息分类的用户精度为87.23%，生产者精度为89.13%.可见该误差矩阵对湿地信息提取具有较好的自动分类效果。该地区的湿地类型及空间格局如表1所示。

表1 湿地类型及空间格局

芦苇 翅碱蓬 水域 水田 滩涂 旱地 建设地 合计 生产者精度

芦苇 41 5 — — — — — 46 89.13%

翅碱蓬 4 16 — — — — — 20 80.00%

水域 — — 6 1 — — — 7 85.71%

水田 — — — 5 — — 2 7 66.00%

滩涂 2 5 2 — 10 — — 19 52.60%

旱地 — — — — 1 16 1 18 89.00%

建设地 — — — — — 4 22 26 84.60%

合计 47 26 8 6 11 20 25 143 —

用户精度 87.23% 61.53% 75% 83.33% 90.90% 80.00% 88.00% — —

通过统计结果得出，双台河口国家自然保护区2014年的湿地总面积为47 246.76 hm2，占总研究区面积的35%。其中，芦苇湿地面积为44 078.13 hm2，翅碱蓬湿地面积为3 168.63 hm2，水域面积为65 447.64 hm2，水田面积为11 823.66 hm2，滩涂面积为1 626.5 hm2，建设用地面积为7 192.62 hm2，旱地面积为1 825.83 hm2。芦苇湿地主要集中在双台河两侧，主要原因是双台河能为其提供充足的水源。

参考文献

[1]孙俊杰，马大喜，任春颖，等.基于多时相环境卫星数据的南瓮河流域湿地信息提取方法研究[J].湿地科学，2013（01）：60-67.

〔编辑：王霞〕