基于ENVI的TM影像變化信息檢測方法與實踐

吳彤

摘 要：變化信息檢測是目前遙感應用領域的研究熱點，目前尚未發現一種通用的變化檢測方法。見諸文獻中眾多的變化檢測方法，其實質可以分為兩種類型，即光譜直接比較法和分類后比較法。在ENVI環境下，采用光譜直接比較法和分類后比較法對大連市普蘭店灣及普蘭店灣渤海入海口地區的TM影像進行試驗。結果表明：邊緣檢測方法、水體信息提取法對于快速發現變化區域是有效的，而分類后比較法在提供詳細的變化信息上具有明顯的優勢。

關鍵字：TM影像；變化檢測；ENVI

中圖分類號： F12 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2014）33-0294-02

遙感是20世紀60年代發展起來的對地觀測綜合性技術。經過近三十年的發展，遙感技術已滲透到國民經濟的各個領域，對于推動經濟建設、社會進步、環境的改善和國防建設起到重大作用[1]。遙感圖像變化檢測是根據不同時期觀測的圖像或獲得的其他輔助數據檢測同一地區目標物的變化，利用不同時期的影像進行變化檢測就能獲得地物的變化信息，實質是地表特征隨時間變化發生的變化而引起的兩個時期影像像元光譜響應的變化。

對于海岸的動態變化監測，若以傳統、常規的調查手段不但費時費力，而且難以進行及時、準確、全面地監測與研究。而遙感作為一種動態監測岸線變化的手段，具有數據來源多、覆蓋面廣、可重復觀測、費用低等許多優點，因此被廣泛利用[2]。實際應用中多涉及到傳統變化檢測方法，如差值法、主成分分析法、分類比較法等。

利用大連市1990年和2009 年兩個時相的TM遙感影像，選取影像中的部分為實驗數據，在ENVI中運用光譜直接比較法和分類后比較法對其海岸帶進行變化信息監測，得到結果并作分析比較。

一、材料與方法

根據最新普查數據，大連市黃渤兩海岸線總長度約2 211公里，是全國海岸線最長的城市，其中大陸岸線約1 371公里，島嶼岸線約840公里。實驗數據選自1990年和2009年Landsat 5 TM 影像，景號為120-33。實驗研究區位于大連市普蘭店部分沿海地區，主要覆蓋了普蘭店灣及普蘭店灣渤海入海口的大部分（見圖1）。

圖1 研究區域

采用直接檢測法中的邊緣檢測方法和水體信息提取法，以及分類后比較法這三種方法進行試驗。邊緣檢測法中利用ENVI軟件中的濾波器[3]，對數據中的波段逐一試驗，得到邊緣檢測結果。水體信息提取法采用多波段運算來增強影像中的水體信息達到提取水體的目的，從而進行圖像直接比較。分類后比較法采用非監督分類中ISODATA進行分類后進行檢測。

二、 結果與討論

從以上結果可以看出，三種方法各有優缺點：

1.邊緣檢測法（A）較為簡單方便，可直接看出海岸線的變化情況，但不同波段數據的檢測結果差別較大，對于本試驗的數據而言，邊緣檢測法僅能檢測出海陸水體分界，進而對海岸帶實行變化信息檢測。圖示中的亮紅色即表示海岸帶變化信息檢測部分。

2.水體信息提取方法（B）試驗效果較好，但是涉及不同試驗目的波段的特性、不同多波段運算方法的試驗達到的實驗目的各不相同。但仍存在多波段運算的局限性、數據計算量大等缺點。

3.分類后比較法（C）明顯具有豐富的變化信息優勢，但單次分類精度是影響最終變化檢測精度重要因素。試驗中，首先要確定統一的地物分類標準，如：前后兩次分類使用相同的地物分類。在本試驗中，分類后變化監測的結果最為客觀地顯檢測出了大連地區海岸帶的變化信息。

三、結論

通過實例試驗研究發現，邊緣檢測法和水體信息提取在快速發現變化信息，提供宏觀變化趨勢上效果較好；而分類后比較法在提供詳細的變化信息上具有明顯的優勢。本研究雖然取得了一些新的進展，但針對變化信息檢測方法的研究才剛剛開始，有許多重要的理論和方法問題需要解決，還有許多工作有待于進一步研究與探討。

參考文獻：

[1] 梅安新，彭望琭，秦其明，劉慧平.遙感導論[M].北京：高等教育出版社，2001.

[2] 龔健雅.對地觀測數據處理與分析研究進展[M].武漢：武漢大學出版社，2007.

[3] 鄧書斌.ENVI遙感圖像處理方法[M].北京：科學出版社，2010.

Method and Practice of Change Detection from TM Images Based on ENVI

——Change Detection of Part Costal Zone in Dalian

WU Tong

（Colloge of Urban and Environmental Sciences，Liaoning Normal University，Dalian 116029，China）

Abstract：Change detection is an important method of remote sensing applicationfield.Yet any method cannot be used universally.Many change detection methods in the literature，their essence can be classified into two types：comparison method and post-classification comparison method.Three methods which are Edge detection，Extraction of water and post-classification comparison，will be tested in theTM images of Pulandian Bay and the estuary of Bohai Seain Dalian Cityby using ENVI.Research datashowed that Edge detection and Extraction of water are effective for quick detect.Post-classification has obviousadvantage in providing the detail information of change detection.

Key words：TM images ；change detection；ENVI

[責任編輯 魏 杰]endprint