基于ENVI的TM影像变化信息检测方法与实践

吴彤

摘 要：变化信息检测是目前遥感应用领域的研究热点，目前尚未发现一种通用的变化检测方法。见诸文献中众多的变化检测方法，其实质可以分为两种类型，即光谱直接比较法和分类后比较法。在ENVI环境下，采用光谱直接比较法和分类后比较法对大连市普兰店湾及普兰店湾渤海入海口地区的TM影像进行试验。结果表明：边缘检测方法、水体信息提取法对于快速发现变化区域是有效的，而分类后比较法在提供详细的变化信息上具有明显的优势。

关键字：TM影像；变化检测；ENVI

中图分类号： F12 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2014）33-0294-02

遥感是20世纪60年代发展起来的对地观测综合性技术。经过近三十年的发展，遥感技术已渗透到国民经济的各个领域，对于推动经济建设、社会进步、环境的改善和国防建设起到重大作用[1]。遥感图像变化检测是根据不同时期观测的图像或获得的其他辅助数据检测同一地区目标物的变化，利用不同时期的影像进行变化检测就能获得地物的变化信息，实质是地表特征随时间变化发生的变化而引起的两个时期影像像元光谱响应的变化。

对于海岸的动态变化监测，若以传统、常规的调查手段不但费时费力，而且难以进行及时、准确、全面地监测与研究。而遥感作为一种动态监测岸线变化的手段，具有数据来源多、覆盖面广、可重复观测、费用低等许多优点，因此被广泛利用[2]。实际应用中多涉及到传统变化检测方法，如差值法、主成分分析法、分类比较法等。

利用大连市1990年和2009 年两个时相的TM遥感影像，选取影像中的部分为实验数据，在ENVI中运用光谱直接比较法和分类后比较法对其海岸带进行变化信息监测，得到结果并作分析比较。

一、材料与方法

根据最新普查数据，大连市黄渤两海岸线总长度约2 211公里，是全国海岸线最长的城市，其中大陆岸线约1 371公里，岛屿岸线约840公里。实验数据选自1990年和2009年Landsat 5 TM 影像，景号为120-33。实验研究区位于大连市普兰店部分沿海地区，主要覆盖了普兰店湾及普兰店湾渤海入海口的大部分（见图1）。

图1 研究区域

采用直接检测法中的边缘检测方法和水体信息提取法，以及分类后比较法这三种方法进行试验。边缘检测法中利用ENVI软件中的滤波器[3]，对数据中的波段逐一试验，得到边缘检测结果。水体信息提取法采用多波段运算来增强影像中的水体信息达到提取水体的目的，从而进行图像直接比较。分类后比较法采用非监督分类中ISODATA进行分类后进行检测。

二、 结果与讨论

从以上结果可以看出，三种方法各有优缺点：

1.边缘检测法（A）较为简单方便，可直接看出海岸线的变化情况，但不同波段数据的检测结果差别较大，对于本试验的数据而言，边缘检测法仅能检测出海陆水体分界，进而对海岸带实行变化信息检测。图示中的亮红色即表示海岸带变化信息检测部分。

2.水体信息提取方法（B）试验效果较好，但是涉及不同试验目的波段的特性、不同多波段运算方法的试验达到的实验目的各不相同。但仍存在多波段运算的局限性、数据计算量大等缺点。

3.分类后比较法（C）明显具有丰富的变化信息优势，但单次分类精度是影响最终变化检测精度重要因素。试验中，首先要确定统一的地物分类标准，如：前后两次分类使用相同的地物分类。在本试验中，分类后变化监测的结果最为客观地显检测出了大连地区海岸带的变化信息。

三、结论

通过实例试验研究发现，边缘检测法和水体信息提取在快速发现变化信息，提供宏观变化趋势上效果较好；而分类后比较法在提供详细的变化信息上具有明显的优势。本研究虽然取得了一些新的进展，但针对变化信息检测方法的研究才刚刚开始，有许多重要的理论和方法问题需要解决，还有许多工作有待于进一步研究与探讨。

参考文献：

[1] 梅安新，彭望琭，秦其明，刘慧平.遥感导论[M].北京：高等教育出版社，2001.

[2] 龚健雅.对地观测数据处理与分析研究进展[M].武汉：武汉大学出版社，2007.

[3] 邓书斌.ENVI遥感图像处理方法[M].北京：科学出版社，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

[责任编辑 魏 杰]endprint