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研究生:黃國楨
研究生(外文):Kuo-Chen Huang
論文名稱:SPOT影像應用於台北縣八里鄉土地利用監測之研究
論文名稱(外文):A Study on Landuse Monitoring for Pali Township of Taipei County with SPOT Images
指導教授:李久先李久先引用關係
指導教授(外文):Joou-Shian Lee
學位類別:博士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:森林學系所
學門:農業科學學門
學類:林業學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:138
中文關鍵詞:SPOT衛星影像植生指標都市計畫非都市計畫直方圖匹配法土地使用分區保安林
外文關鍵詞:SPOT Satellite ImageVegetation IndexUrban PlanningNon-urban PlanningHistogram MatchingLand Use ZoningProtected Forest
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本論文研究八里鄉於台北港開發及台北縣升格為直轄市後,對於土地開發利用衝擊,使用SPOT影像所提供之遙測植生模式及影像分類、變遷技術,分析2001年與2007年兩個時期土地利用變遷,同時探討現行八里地區都市計畫土地使用管制及非都市計畫土地編定之各種土地之符合度。爰此,主要研究目的如下:
1.建置遙測技術(影像處理程序、植生波譜及分類方法)監測土地使用變遷機制,以有效掌握環境資源變化。
2.瞭解試區土地利用型態變化及綠地分析。
3.檢討土地利用現況與土地使用分區(都市計畫區)及土地使用編定(非都市計畫)之符合度。
經分析獲得重要結論有五項:
1.影像處理以直方圖匹配法進行輻射糾正,糾正後影像作全距、變異數及均方根誤差檢核,證實可降低相關因子干擾。
2.將2007年及2001(M)影像進行初期視覺判釋,在電腦螢幕清楚判釋出道路線條紋理、台北商港、高爾夫球場、掩埋場及台灣海峽、淡水河。模擬自然色影像分析墳墓用地的變化,愈靠近道路或道路鄰近的墳墓容易遭受濫葬情況。
3.2007年植生像元數大於2001(M),植生面積增加1.16%。綠地面積超過10公頃以上者有埤頭村、大崁村、舊城村、米倉村、荖阡村、下罟村、龍源村、長坑村等8村為第一級;訊塘村為第二級,頂罟村為第三級。2001、2007二年度村民享受綠地面積皆未超過1公頃,其中頂罟村及訊塘村之綠地最少,幾乎等於0。
4. 2001年代表林地及農地面積為1885.24公頃,影像像元數為47131,2007年面積為1893.56公頃,影像像元數為47339,從2001年植生綠地面積至2007年增加0.44%,林地變建地為26.44公頃,農地變建地28.96公頃。
5.在土地使用分區管制符合度上,八里都市計畫土地利用符合管制使用。林地及農地變遷為建地之NDVI值範圍為-0.614至-0.136之間。
This study focuses on the impact of land use development at Pali Township, Taipei County. The process includes the use of vegetation index, image classification, and change analysis associated with SPOT image to analyze the differences of land use from 2001 to 2007. Meanwhile, the coincidence between urban planning and non-urban planning at Pali Township is also investigated. The objectives are as follows:
1. Applying remote sensing techniques (e.g. Image process, vegetation spectrum, and image classification) to monitor the land use change and effectively manage the environmental resources.
2. Understanding the change of land use patterns and Greenland analysis.
3. Investigating the coincidence among the current condition of land use, the zoning of land use, and the division of land use.
The result indicates that the image preprocess including the radiation correction by histogram matching does reduce the image noise after the check of full range, variance, and mean square error. From the visual interpretation using 2001 and 2007 images, obviously the road texture, Taipei Port, golf course, landfill site, Taiwan Strait, and Dan-shui River are interpreted clearly. In addition, the image interpretation of nature color illustrates that the tombs close to road are easy to bury illegally according to the analysis of tomb change.
The analysis of vegetation index shows that the maximum, minimum, and mean values of NDVI are 0.386, -0.66, -0.077 in 2007 and 0.374, -0.634, -0.077 in 2001, respectively. Meanwhile, the number of vegetation pixels in 2007 is larger than that in 2001, and the area of vegetation increases 1.16%.
As for the assessment of Greenland from 2001 to 2007, Beitou, Dakan, Jiocheng, Micang, Laocian, Siagu, Longyuan, Changkeng Vig have Greenland over 10 ha and are regarded as the first-class; Syuntang is regarded as the second-class, and Dinggu is the third class. However, the Greenland assigned to Pali’s people is less than 1 ha and almost 0 for Dinggu and Syuntang Vig.
In the result of change analysis, the area of vegetation Greenland increase 0.44% from 2001 to 2007. Among them, about 22.68 ha of farmland and 31.8 ha of forestland are converted from bare land. On the other hand, about 26.44 ha and 28.96 ha of building land are transited from forestland and farmland, respectively. The difference between them is about 8.32 ha.
Finally, according to the coincidence of land use zoning, the result points out that Pali’s urban land coincides with the controlled land use. The vegetation types in protected forest numbered 1016 at Pali are well-managed. In addition, the NDVI range is between -0.614 and -0.136 when building lands are transited from forestlands or farmlands.
中文摘要..................................................I
英文摘要.................................................II
目錄....................................................III
表目次...................................................IV
圖目次....................................................V
壹、緒論..................................................1
一、緣起..................................................2
二、研究動機與目的........................................3
貳、前人研究..............................................5
一、SPOT衛星系統特性.....................................10
二、影像處理.............................................14
(一)影像幾何糾正.........................................14
(二)影像輻射糾正.........................................14
(三)影像增揚技術.........................................17
三、植生指標理論.........................................22
(一)遙測光譜對植生反射關係...............................22
(二)植生指標各種方程式...................................25
四、遙測影像分類.........................................29
(一)最佳分類器選擇.......................................29
(二)影像分類方法.........................................33
(三)影像分類評估方法.....................................47
五、變遷偵測理論.........................................49
(一)成對比較法 ..........................................49
(二)多元影像比較法.......................................53
(三)定性分析法...........................................62
(四) K-S 檢定............................................63
六、土地使用管制.........................................64
(一)現行土地使用管制制度.................................64
(二)八里鄉都市計畫.......................................67
参、研究材料與方.........................................68
一、研究材料.............................................68
(一)研究區域.............................................68
(二)研究材料.............................................70
二、研究方法.............................................74
(一)影像處理程序.........................................75
(二)影像視覺判釋土地監測分析.............................75
(三)界定土地利用類型.....................................76
(四)植生指標分析.........................................77
(五)影像分類機制.........................................78
(六)分類準確度評估.......................................80(七)二期影像間各類型的變遷及界定變遷NDVI門檻植...........80
(八)土地利用適宜度分析...................................80
肆、結果分析與討............................. ...........81
一、衛星影像處理程序.....................................81
(一)輻射糾正.............................................81
(二)影像視覺判釋土地監測分析.............................87
二、植生指標分析................................ ........97
(一)二個時期常態化植生指標(NDVI)製作分析... .............97
(二)植生門檻植分析............................. ........100
(三)理論值NDVI植生門檻值檢核............................112
三、影像之分類..........................................113
(一)非監督分類..........................................113
(二)監督分類............................................116
(三)2001及2007年二期土地利用變遷分析....................119
四、土地使用分區管制符合度之探討........................121
(一)都市計畫符合度分析..................................121
(二)非都市土地..........................................129
五、界定植生指標變遷門檻值..............................130
伍、結論與建議................ .........................132
一、結論................................................132
二、建議................................................133
參考文獻................................................134
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