土地利用分類不同方法的探討

王亞楠

【摘 要】土地利用分類是區(qū)分土地利用空間地域組成單元的過程。這種空間地域單元是土地利用的地域組合單位，表現(xiàn)人類對土地利用、改造的方式和成果，反映土地的利用形式和用途（功能）。土地利用分類是為完成土地資源調(diào)查或進行統(tǒng)一的科學(xué)土地管理，從土地利用現(xiàn)狀出發(fā)，根據(jù)土地利用的地域分異規(guī)律、土地用途、土地利用方式等，將一個國家或地區(qū)的土地利用情況，按照一定的層次等級體系劃分為若干不同的土地利用類別，土地利用分類一般分為監(jiān)督分類與非監(jiān)督分類兩種方法。

【關(guān)鍵詞】 土地利用分類 監(jiān)督分類 非監(jiān)督分類

土地利用對應(yīng)于地區(qū)的社會-經(jīng)濟描述（功能層面）：區(qū)域作為住宅、工業(yè)或商業(yè)用途，農(nóng)業(yè)或林業(yè)，娛樂或保存用途等。也可能與土地覆蓋相關(guān)，以此來推斷土地利用或逆推。但情況往往更復(fù)雜，聯(lián)系也不是那么明顯。與土地覆蓋相反，土地利用是難以'觀測'的 。例如，往往難以決定，草原否是被用于農(nóng)業(yè)用途。區(qū)分土地利用和土地覆蓋和他們的定義已普遍影響到分類系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和信息系統(tǒng)的發(fā)展。

一、監(jiān)督分類

又稱“訓(xùn)練分類法”，用被確認類別的樣本像元去識別其他未知類別像元的過程。它就是在分類之前通過目視判讀和野外調(diào)查，對遙感圖像上某些樣區(qū)中圖像地物的類別屬性有了先驗知識，對每一種類別選取一定數(shù)量的訓(xùn)練樣本，計算機計算每種訓(xùn)練樣區(qū)的統(tǒng)計或其他信息，同時用這些種子類別對判決函數(shù)進行訓(xùn)練，使其符合于對各種子類別分類的要求;隨后用訓(xùn)練好的判決函數(shù)去對其它待分數(shù)據(jù)進行分類，使每個像元和訓(xùn)練樣本作比較，按不同的規(guī)則將其劃分到和其最相似的樣本類，以此完成對整個圖像的分類。

（一）平行算法

又稱盒式?jīng)Q策規(guī)則，是根據(jù)訓(xùn)練樣本的亮度值范圍形成一個多維數(shù)據(jù)空間。其他像元的光譜值如果落在訓(xùn)練樣本的亮度值所對應(yīng)的區(qū)域，就被劃分到其對應(yīng)的類別中。這種算法簡明、直接，能將大多數(shù)像元劃分到一個類別。缺點是當類別較多時，各類別所定義的區(qū)域容易重疊。

（二）平行六面體法

平行六面體將用一條簡單的判定規(guī)則對多光譜數(shù)據(jù)進行分類。判定邊界在影像數(shù)據(jù)空間中是否行成了一個N維的平行六面體。平行六面體的尺度是由標準差閾值所確定的，而該標準差閾值則是根據(jù)每種所選類的均值求出的。

（三）最大似然法

在多類地物識別時，常采用某種統(tǒng)計方法建立起一個判別函數(shù)集，然后根據(jù)這個判別函數(shù)計算各待分類樣本的歸屬概率，樣本屬于哪一類的概率最大就判別其屬于哪一類，這就是最大似然法。最大似然法是根據(jù)訓(xùn)練樣本的均值和方差來評價其他像元和訓(xùn)練類別之間的相似性，它可以同時定量地考慮兩個以上的波段和類別，是一種廣泛應(yīng)用的分類器，但是這種算法的計算量較大，同時對不同類別的方差變化比較敏感。

（四）最小距離法

最小距離法是一種原理簡單，應(yīng)用方便的分類方法，它利用訓(xùn)練樣本中各類別在各波段的均值，根據(jù)各像元離訓(xùn)練樣本平均值的距離大小來決定其類別，其在遙感分類中應(yīng)用并不廣泛，主要缺點是此方法沒有考慮不同類別內(nèi)部方差的不同，從而造成一些類別在其邊界上的重疊，引起分類誤差，因此需要一些更有效的測量距離的方法。

（四）馬氏距離法

是一個方向靈敏的距離分類器，分類時將使用到統(tǒng)計信息，與最大似然法有些類似，但是她假定了所有類的協(xié)方差都相等，所以它是一種較快的分類方法。

二、非監(jiān)督分類

（一）系統(tǒng)聚類

這種方法是將影像中每個像元各自看作一類，計算各類間均值的相關(guān)系數(shù)矩陣，從中選擇最相關(guān)的兩類進行合并形成新類，并重新計算各新類間的相關(guān)系數(shù)矩陣，再將最相關(guān)的兩類合并，這樣繼續(xù)下去，按照逐步結(jié)合的方法進行類與類之間的合并，直到各個新類間的相關(guān)系數(shù)小于某個給定的閾值為止。

（二）分裂法

又稱等混合距離分類法，它與系統(tǒng)聚類的方法相反，在開始時將所有像元看成一類，求出各變量的均值和均方差，按照一定公式計算分裂后兩類的中心，再算出各像元到這兩類中心的聚類，將像元歸并到距離最近的那一類去，形成兩個新類. 然后再對各個新類進行分類，只要有一個波段的均方差大于規(guī)定的閾值，新類就要分裂。

三、結(jié)束語

它是土地利用研究的重要內(nèi)容，也是確定土地利用統(tǒng)計體系和土地利用圖制圖單元的基礎(chǔ)和依據(jù)?？茖W(xué)地進行土地利用分類，不僅有助于提高土地利用調(diào)查研究與制圖的質(zhì)量，也有利于因地制宜、合理地組織土地利用和布局生產(chǎn)。蒞土地利用分類中，既要突出利用程度上的差別和加強利用的可能性，又必需考慮一定層次等級的系統(tǒng)性。

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