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基于决策树的南京市仙林地区土地利用/覆被变化研究开题报告

 2021-12-18 09:12  

全文总字数:8601字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

近年来,众多专家学者的研究表明,在生态、社会以及经济领域,土地利用覆被变化所起的作用尤为明显,不容忽视。大量研究表明,lucc对气候变化、陆地生态系统、地球物理和地球化学循环过程、全球陆地—海洋相互作用等有着重要影响,对于区域乃至全球生态环境变化具有重要意义。目前,lucc研究已经成为全球变化研究者的讨论的热门问题,因此对lucc的研究是为大势所趋。

运用遥感技术来研究lucc时,通常需要通过遥感分类来判定地物,进而得出研究区不同地物变化。遥感图像通过像元值的大小和空间上的变化,对地物进行区分,这也是区分图像中不同地物的物理基础。目前,遥感影像分类方法可以大致分为人工解译和计算机自动分类。通常情况下,遥感影像分类多半指计算机自动分类。一般地,分类方法有:一是监督分类,这种方式是用已经确定地物类型的样本像元去判定其他未经区分地物类型的像元,其分类器包括平行六面体、最小距离、马氏距离、最大似然等;二是非监督分类,这种方式是在遥感数字图像中寻找并确定其自然类似光谱集群,进而达到区分地物的目的,包括isodata、k-means等。其中,最大似然法分类易操作,精度高,是最为常用的遥感分类法之一。

本文欲探索异于传统的遥感分类的新方法,而决策树在进行遥感分类时,速度比传统的遥感分类方法更快,并且具有更好的弹性和鲁棒性。对此,本文采取了基于专家经验知识的决策树分类对南京市仙林区的lucc进行探究。传统意义上,决策树算法适合于探索式知识发现,它通过概述无顺序、无规律的样本数据集,并对此进行经验总结,继而得出决策树的分类规则,并将其运用在实际数据集的分类当中。在遥感影像分类范畴的应用中,基于专家经验知识的决策树分类是较常用的一种,它是基于遥感图像、dem及其他空间数据,通过对专家经验进行总结,对光谱知识进行了解,对水体与植被指数进行掌握以及对主成分分析与缨帽变换相关变量进行探究,然后通过建树与剪枝获取决策树分类规则,并将之运用于遥感影像,得到分类结果。

现今,决策树已经逐渐被应用于更多的行业,如金融、贸易、医疗、天文、商业、物理和制造业等。由此可见将决策树数据挖掘应用于遥感影像分类,进而完成对土地利用/覆盖变化的探索分析是极为重要的,也是面临大数据时代的挑战的必然选择,而基于专家经验知识的决策树分类便是实现该目的的途径之一。

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2. 研究的基本内容

本文使用Landsat5 TM与Landsat7 ETM 数据,研究了南京市仙林地区的2001-2010年十年间的土地利用覆被变化,根据以往研究分别得出水体提取与植被提取决策树,将两者结合得出基于专家经验知识的决策树分类规则,然后对遥感影像作出分类,并将该方法的分类精度与传统的最大似然法的分类精度进行比较,发现除了2003与2007年外,其余各年决策树分类的精度都高于最大似然法分类。

最后,通过比较10年间的分类结果,对仙林地区LUCC的变化得出结论,发现在整体上,植被呈下降趋势,裸地呈上升趋势,水体没有太大的波动.

3. 实施方案、进度安排及预期效果

2015年10月1日至2016年1月4日:学习毕业论文设计有关文件,完成对相关理论和技术原理的学习,完成任务书与开题报告

2月30日至3月30日:完成对数据的采集与预处理,以及对相应软件的学习,查阅并翻译相关外文文献

3月31日至5月9日:完成对论文目标和任务的实现,撰写论文

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4. 参考文献

[1]鲍文东.基于gis的土地利用动态变化研究[d].山东科技大学.2007.

[2]张晓贺.决策树分类器的实现及在遥感影像分类中的应用[d].兰州交通大学.2013.

[3]黄羽.基于rs和gis的植被动态变化及其对lucc的响应[d].宁夏大学.2013.

[4] guther f. modeling land use and cover changes in europe and asia [c]m proceeding of international conference on land use/cover change dynamics ,beijing: luccd,2001:1-2.

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