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基于RS和GIS的山区高速公路生态环境变化检测——以綦万高速为例

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摘要

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容

1.4 技术路线

1.5 本文组织与结构

第二章 变化检测理论

2.1 变化检测基本概念

2.2 变化检测一般流程

2.3 变化检测方法

2.3.1 变化检测方法分类

2.3.2 基于像元的变化检测方法

2.3.3 基于特征的变化检测方法

2.3.4 面向对象的变化检测方法

2.3.5 结合特定理论的变化检测方法

2.3.6 时间序列遥感影像变化检测

2.4 精度评估

2.5 本章小结

第三章 高速公路路域生态环境变化检测

3.1 前言

3.1.1 高速公路路域

3.1.2 生态环境

3.2 高速公路对路域生态环境影响分析

3.3 高速公路路域生态环境变化检测

3.4 高速公路路域生态环境变化检测流程

3.5 本章小结

第四章 高速公路路域生态环境指标体系

4.1 引言

4.2 高速公路路域生态环境指标体系构建原则

4.3 高速公路路域生态环境指标体系构建方法

4.4 高速公路路域生态环境指标体系

4.5 高速公路路域生态环境指标体系量化计算方法

4.5 本章小结

第五章 基于RS和GIS的山区高速公路生态环境变化检测方法

5.1 数据源

5.2 数据预处理

5.3 遥感影像分类

5.3.1 遥感影像分类方法

5.3.2 分类后处理

5.3.3 精度评价

5.4 高速公路路域生态环境指标体系时间序列信息提取

5.5 高速公路路域生态环境变化检测

5.6 本章小结

第六章 实例分析——以綦万高速公路为例

6.1 项目简介

6.2 实验数据及软件平台

6.2.1 实验数据

6.2.2 软件平台

6.3 数据预处理

6.4 綦万高速公路路域时间序列遥感影像分类

6.4.1 地物类别

6.4.2 遥感影像分类

6.4.3 时间序列影像分类结果统计

6.4.4 地物变化分析

6.5 綦万高速公路路域生态环境指标体系时间序列信息提取

6.6 綦万高速公路路域生态环境变化检测

6.7 本章小结

第七章 结论及展望

7.1 结论

7.2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

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摘要

改革开放以来,我国高速公路建设取得了瞩目的成就,高速公路通车总里程跃居世界首位。高速公路大规模建设,助推了国民经济持续快速发展,同时高速公路引发的环境问题也日益严峻,尤其是对路域生态环境的影响愈来愈显著。随着国家环境保护战略相继出台,以及公民环境保护意识日益增强,环境保护也包括高速公路环境保护逐渐成为人们关注的焦点。充分认识高速公路在建设和营运过程中对路域生态环境的影响,对于高速公路建设决策以及高速公路环境保护具有重要意义。
  本研究基于RS(Remote Sensing,遥感)和GIS(Geographic Information System,地理信息系统)技术开展高速公路生态环境变化检测研究,利用覆盖整个高速公路建设和营运过程的时间序列遥感影像、高速公路勘测设计资料以及其它辅助数据,基于高速公路生态环境指标体系提取路域生态环境在整个高速公路建设和营运过程中的时序变化信息,进而分析高速公路建设及营运对路域生态环境的影响。研究中主要工作及成果如下:
  ①将变化检测技术应用于生态环境领域,并提出了基于RS和GIS的高速公路生态环境变化检测研究;
  ②构建了高速公路路域生态环境指标体系,并基于RS、GIS以及统计数据量化了指标体系中各个指标计算方法;
  ③总结了基于RS和GIS的山区高速公路生态环境变化检测方法,包括数据源选择、数据预处理方法、时间序列影像分类方法、路域生态环境指标体系时间序列信息提取方法以及路域生态环境变化检测方法;
  ④以綦万高速公路为例,具体实施基于RS和GIS的山区高速公路生态环境变化检测研究,实例研究表明:在整个綦万高速公路建设和营运过程中,路域生态环境质量总体下降且生态景观复杂程度加剧;与建设阶段相比,营运阶段对路域生态环境影响更大,主要原因是高速公路建成营运后带动路域地区发展建设,其建设规模比高速公路建设本身更大。
  ⑤本研究为开展高速公路路域生态环境影响评价奠定了基础。

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