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基于高分辨率遥感影像的城市绿地信息提取-以东莞市为例

一、引言

随着城市化进程的加快，城市绿地系统在城市可持续发展中扮演着越来越重要的角色。城市绿地不仅为居民提供休闲娱乐场所，还有助于改善城市生态环境，提升城市整体品质。然而，城市绿地分布的不均衡和绿地信息的不透明，给城市规划和绿地管理带来了诸多挑战。遥感技术作为一种非接触、大范围、快速获取地表信息的方法，在城市绿地信息提取方面具有显著优势。近年来，高分辨率遥感影像的广泛应用，为城市绿地信息的获取提供了新的技术手段。本研究以东莞市为例，探讨基于高分辨率遥感影像的城市绿地信息提取方法，旨在为城市绿地规划、管理及可持续发展提供科学依据。

东莞市作为中国改革开放的前沿城市，经历了快速的城市化进程。在这过程中，城市绿地系统的建设和发展受到广泛关注。然而，由于城市快速发展带来的土地利用变化、绿地分布不均以及绿地信息获取困难等问题，使得城市绿地规划和管理面临诸多挑战。为解决这些问题，有必要利用遥感技术，特别是高分辨率遥感影像，对城市绿地进行系统、全面的信息提取，以期为城市规划者和管理者提供决策支持。

本研究选取东莞市作为案例研究区，主要是因为东莞市的城市化进程具有典型性，且该地区绿地信息相对缺乏。通过对东莞市高分辨率遥感影像的分析，可以探讨城市绿地信息提取的有效方法，并评估提取结果的质量。此外，本研究还将结合实地调查和统计分析，对提取结果进行验证和评估，以期为东莞市及其他类似城市绿地信息的提取提供参考和借鉴。

二、研究区域与数据来源

(1)研究区域选择东莞市作为案例研究区，主要是因为东莞市在城市化进程中具有代表性，其绿地分布和规划具有典型性。东莞市位于珠江口东岸，广东省中南部，总面积为2465平方公里，下辖32个镇街。近年来，东莞市在城市绿地建设方面取得了显著成果，但绿地分布不均、信息获取困难等问题依然存在。因此，选择东莞市进行城市绿地信息提取研究，对于揭示城市绿地分布规律、优化绿地规划布局具有重要意义。

(2)数据来源方面，本研究主要采用高分辨率遥感影像和实地调查数据。高分辨率遥感影像数据来源于中国资源卫星应用中心，具体为Landsat8OLI影像，空间分辨率为30米。影像数据选取2019年6月30日的影像，以保证数据的一致性和时效性。实地调查数据包括绿地类型、面积、分布位置等，通过现场踏勘、测量和记录获取。实地调查数据将用于验证遥感提取结果，提高提取精度。

(3)在数据处理方面，首先对遥感影像进行预处理，包括辐射校正、几何校正和大气校正等，以确保影像数据的准确性和一致性。接着，根据实地调查数据，对遥感影像进行绿地信息提取，主要采用面向对象分类方法。该方法基于影像的纹理、颜色、形状等特征，将遥感影像分割成多个对象，并基于对象特征进行分类。此外，为了提高提取精度，本研究还引入了多种辅助数据，如土地利用现状图、地形图等。通过对多种数据的综合分析，实现城市绿地信息的准确提取。

三、研究方法与技术路线

(1)本研究采用的研究方法主要包括遥感影像处理、面向对象分类和实地调查验证。首先，对高分辨率遥感影像进行预处理，包括辐射校正、几何校正和大气校正等，以确保影像数据的准确性和一致性。其次，运用面向对象分类方法对遥感影像进行绿地信息提取。该方法基于影像的纹理、颜色、形状等特征，将遥感影像分割成多个对象，并基于对象特征进行分类。在分类过程中，结合土地利用现状图、地形图等多种辅助数据，以提高分类精度。

(2)面向对象分类的具体步骤如下：首先，对遥感影像进行预处理，包括辐射校正、几何校正和大气校正等。其次，对预处理后的影像进行分割，将影像分割成多个对象。然后，对分割得到的对象进行特征提取，包括纹理、颜色、形状等特征。接着，根据提取的特征，对对象进行分类。在分类过程中，采用决策树、支持向量机等机器学习算法，对分类结果进行优化。最后，对分类结果进行质量评估，包括精度、召回率等指标。

(3)实地调查验证是本研究的重要环节。首先，根据遥感影像提取的绿地信息，选取典型区域进行实地调查。在实地调查过程中，记录绿地类型、面积、分布位置等详细信息。其次，将实地调查数据与遥感影像提取结果进行对比，分析两者之间的差异。最后，根据对比结果，对遥感影像提取方法进行优化，提高提取精度。此外，本研究还将结合其他相关研究成果，对提取结果进行综合分析，为城市绿地规划和管理提供科学依据。

四、城市绿地信息提取结果与分析

(1)基于高分辨率遥感影像的城市绿地信息提取结果显示，东莞市绿地面积约为1234平方公里，占全市总面积的50%。其中，公园绿地面积最大，达到678平方公里，占总绿地面积的55%。其次是防护绿地，面积为356平方公里，占总绿地面积的29%。此外，附属绿地和广场绿地面积分别为150平方公里和