一种稳定阈值的湖泊水体信息提取方法

针对提取水体信息时阈值设定模糊问题,提出一种具有稳定阈值的在反射率为0时水体与其他地物分离度最好的自动水体信息提取方法。利用不同时间段的艾比湖、博斯腾湖、鄱阳湖、阿拉湖的Landsat 8卫星影像为数据源,通过分析水体与不同地物的反射率及主分量特征,构建一种新型水体指数——温度植被水体指数（Temperature Vegetation Water Index, TVWI）,利用监督分类得到的水体面积为参考值,分别与传统水体提取方法进行对比验证。结果表明：①利用TVWI分别对2013年与2016年的艾比湖进行水体信息提取,总体精度分别为98.51%、97.33%,博斯腾湖为99.66%,鄱阳湖为98.06%,阿拉湖为99.72%,总体精度较高;②在TVWI指数中,水体与非水体区域区分度较高,在水体边界处的非水体区域出现极高的噪音值,而水体区域值大于0;③通过普适性分析得知,TVWI对湖泊适应性较好,对不同类型的湖泊水体提取精度均较高。因此,利用TVWI进行高精度无模糊阈值设定的水体信息提取是可行的。     

基于Landsat ETM+影像的水体信息综合提取方法

以Landsat-7 ETM 影像为例,对比分析了常用的水体信息提取方法。针对已有方法无法准确提取河网支流和细小水体信息的缺点,提出了一种水体信息综合提取方法。方法利用谱间关系((TM2 TM3)-(TM4 TM5))和缨帽变换湿度分量TCW建立提取水体的最优空间掩膜,使用最大似然法去除最优空间掩膜中其他的地物信息。在浙江省绍兴及周边区域的实际工作中,本文方法较为完整地提取了研究区的水体信息,包括河网支流和细小水体。提取的相对精度优于其他方法。     

基于国产GF-1遥感影像的水体提取方法

山区水资源信息高精度提取是西北干旱区水文水循环及水资源利用等研究领域的核心热点问题,但山区由于各种限制因素,如阴影、积雪和山体裸地等,使得高分辨率遥感监测效果不佳。本文基于高分一号遥感影像,利用单波段阈值法、NDWI与多波段法进行特克斯河流域水体信息提取,通过分析3种水体提取方法的利弊,提出单波段阈值法与构建的阴影水体指数SWI=B₁+B₂-B₄相结合的决策树水体信息提取方法,用结合实地采样得到的混淆矩阵对水体区域的整体提取结果进行精度验证对比分析。实验结果表明,单波段阈值法易受山体阴影的影响,但受积雪与裸地的影响较小;NDWI法易受山区小面积阴影影响;多波段法提取水体信息较好,但受部分阴影与薄雪影响。决策树法能有效地消除积雪和裸地等气候环境的干扰,完整地提取水体信息,总体精度为92.34%以上,Kappa系数在0.82以上。     

基于Landsat TM影像的水体信息提取

基于Landsat 5 TM影像,以芜湖市沿江区域为试验区,利用水体指数模型(NDWI、MNDWI)、单波段阈值法(LBV变换的B分量)、波谱间关系模型(KT3+TM4>TM2+TM7),以及新提出的波谱间关系模型(KT3+TM2>TM4+TM3)进行水体信息自动提取的试验,从定性与定量2个方面对5种方法进行对比.结果表明,波谱间关系模型提取水体的精度最高,为93%;受到植被和建筑物等因素的干扰最小.     

基于K-T变换的水体信息提取

将TM图像通过K-T变换压缩成亮度、绿度、湿度三个主要分量,以湿度分量为基础,剔除影响水体信息提取的植被与土壤干扰,并将提取的水体结果与采用水体指数法和监督分类法提取水体的结果进行对比分析,结果表明K-T变换提取水体信息的方法是可行的。     

CBERS-02CCD图像中居民点用地信息提取方法研究

以前研究利用卫星图像对居民点用地信息提取的资料主要是Landsat TM、ETM 或者SPOT HRV数据,而利用中巴地球资源卫星CCD数据提取的研究较少。本研究利用中国资源卫星应用中心提供的CBERS-02CCD数据对居民点信息进行获取,对中巴卫星数据的推广应用具有一定的意义。由于不能直接利用中巴卫星数据进行归一化建筑指数(NDBI)计算以实现对居民点用地信息的提取,所以应探讨采用其他方法。首先,在对图像进行几何精校正以及投影和坐标系统转换预处理后,对图像中的主要地物光谱特征进行分析,再对图像进行归一化植被指数(NDVI)和归一化水体指数(NDWI)计算以扩大感兴趣地物与其背景的差异,确定合适的阈值从图像中提取植被、农田、水域、山体阴影、裸地和道路等背景信息,然后居民点用地信息通过去除以上背景信息的方法间接获取。最后,信息提取结果与2004年土地利用现状更新调查数据比较以检验提取结果的精度。经过精度检验表明,利用阈值分割法从图像中提取居民点信息的整体用户精度和制图精度分别达到81.4%和77.9%,该方法对获取1:5万及小于1:5万比例尺的居民点用地专题图制图精度较高,能够满足制图要求。     

高分一号卫星影像水体信息提取方法比较研究

针对高分一号卫星影像中水体信息的提取,本文分别采用单波段阈值法、归一化差异水体指数法(NDWI)、支持向量机(SVM)法与最佳指数法(OIF)对天津市武清近郊的水体信息进行提取,并对提取结果进行细节比较与精度评价,分析4种提取方法的优势和不足。结果表明,运用不同的方法对高分一号卫星遥感影像中的水体进行提取,精度不尽相同。其中,OIF综合方法提取的水体信息最完整,精度可达95.62%;SVM法操作针对性强,提取精度为91.1%;归一化水体指数法精度最低,但结合阈值法提取水体后精度明显得到改善,精度可达到92.29%。此次试验为高分一号水体信息的提取提供了有效的参考依据。     

基于植被覆盖度的梧州市龙圩区生态环境质量评估

为了探索梧州市龙圩区在规划发展过程中，由于人类活动等原因造成的生态环境问题及植被覆盖发生变化等情况，对基于植被覆盖度的研究区生态环境的质量进行评价分析。以2009年、2013年、2019年三年的landset TM/OLI遥感影像为数据源，利用RS、GIS技术，运用NDVI插值法、归一化处理、像元二分法模型等方法，得到研究区的植被覆盖度影像分布，在像元的尺度上探索植被覆盖度的时空演变规律。结果表明：（1）梧州市龙圩区植被覆盖度具有波动性，但总体上呈现先增加后减少的趋势；（2）不同年份的植被划分覆盖等级中，所占比例最高的均为高植被覆盖等级；（3）不同年份植被覆盖度呈现一定的规律性，各植被覆盖度所占比例整体呈现由高植被覆盖等级向低植被覆盖递减的规律。基于以上研究结果，针对研究区提出对策建议，增强人们生态文明保护意识，以期对梧州市龙圩区生态开发建设、生态文明建设及未来发展规划保护提供参考依据。     

基于决策树的地质灾害信息提取研究

以汶川县为研究对象,选取2009年landsat5TM影像为数据源,研究地质灾害及其背景地物在TM影像的光谱特征及其波段间的相互运算。研究发现,短波红外波段(TM5)和热红外波段(TM6)是提取地质灾害信息的关键波段,构建了决策树地质灾害提取模型(TM5-TM6)/(TM5+TM6),实现了对地质灾害信息提取,对结果进行了精度评价,kappa系数为0.92,生产者精度为93.2%、用户精度为97.3%,满足要求。解译结果中发现,地质灾害的分布与区内地质构造密切相关,随距断裂带距离的增加而减少、呈线性分布,且84.5%集中分布在距断裂带0~5km区域内,建议震区公路选址应尽量绕避该区域。     

基于TM影像水体提取方法比较研究

随着科学技术的快速发展,利用遥感技术来进行水资源的监测、调查和分析已成为一种必然的趋势。从遥感影像中快速、准确提取水体成为水资源研究的一种重要方法,目前,水体提取的方法有很多,本文以巢湖流域TM影像为例,在ERDAS9.2MODEL MAKER计算几种常用水体提取方法(NDWI、MNDWI、NDWIL、EVI、NDVI及TM5单波段阈值法),并在ARCGIS9.2中进行二值化处理,比较几种方法提取水体效果,结果表明:MNDWI提取精度最高,提取水体面积最大。     

伊犁新垦区土壤盐碱化遥感信息的提取

土壤盐碱化是土地资源利用的主要障碍因子之一,利用遥感数据快速准确地提取盐碱地信息及其空间分布,可以为土地资源开发利用提供重要的科学依据,有着重要的现实意义。本文以新疆伊犁新垦区为研究区域,利用专家知识建立决策树,使用2008年8月的ETM数据,结合基础地理信息数据,提取不同程度的盐碱地信息。研究表明,利用基于知识的决策树方法,结合多源数据,能够有效提取盐碱地信息,并且分类结果准确,精度达到89.3% 。新垦区盐碱地占全区面积的10%,主要分布在伊犁河南岸大灌区,各级盐碱地比例为：重盐碱地占1%、中盐碱地占17%、轻盐碱地占82%。     

密云水库上游植被覆盖度的遥感估算

该文在对像元二分模型2个重要参数推导的基础上,改进了已有模型的参数估算方法,建立了用NDVI归一化植被指数定量估算植被覆盖度的模型,并根据实际运用时的两种情况,提出了估算植被覆盖度的方案.研究结合密云水库上游实际情况,设计了模型应用的技术路线和实施方法,对研究区植被覆盖度进行了估算.通过密云流域的实地考察,利用照相法对植被覆盖度的估算结果进行了验证,估算精度达85%,表明使用此改进模型进行植被覆盖度遥感监测是可行的.     

基于遥感的南四湖湿地干旱响应特征研究

根据多年的气象资料和PDSI(Palmer Drought Severity Index)指数数据以及干旱年份(2002年)的水文资料,分析了南四湖区域气候变化的特征和干旱背景,并利用干旱年份的5景Landsat卫星遥感数据,计算了研究区的归一化植被指数(NDVI)和修正的归一化水体指数(MNDWI),并作为湿地对干旱响应的特征指标,研究了2002年南四湖湿地干旱特征,揭示了湿地对于极端干旱事件的响应特征,着重分析了干旱对湖泊湿地植被的影响,并讨论了极端干旱对于湖泊湿地生态系统和景观格局变化的影响。得到以下结论:①近60多年来南四湖湿地增温趋势明显(R2=0.21,P=0.0002),干旱趋势不显著。2002年是南四湖湿地自1951年以来降水最少年份,也是严重干旱年份(PDSI-3);②干旱导致湿地水面持续减小,湿地植被NDVI和植被面积存在先升高后降低特征。在受到轻微干旱时,湿地植被NDVI略有增加;当发生中度和严重干旱时,湿地植被NDVI急剧下降,且小于多年平均值;③从空间格局看,2002年10月份南四湖中的南阳湖、独山湖和昭阳湖干涸见底。湿地干旱初期,随着水位下降植被向湖心扩展,湿地NDVI上升;而后随着湖盆出露和干旱加剧,植被开始由湖周边向湖心不断死亡,NDVI下降;④极端干旱事件对湿地生态系统和景观格局有显著影响。因此,进行景观格局年际变化分析时需要格外重视干旱等极端气候事件短时间内对湿地景观格局的影响。     

泾河上游固原地区的NDVI变化与降水的相关性研究

我国自2000年开始实行退耕还林还草政策。本文使用2000年与2004年250m分辨率的MODIS植被指数数据(NDVI)，分析了泾河上游固原地区植被和降水利用效率变化，结果表明该区植被覆盖情况有较大好转，NDVI在0.2～0.4之间的地区减少了31%，而NDVI在0.4～0.6的地区增加了67%; 同时该地区的降水利用效率也有所增加，从平均0.53增加到0.65。原州、彭阳和西吉3县NDVI与降水的相关系数分别从0.27、0.58、0.50增加到0.83、0.92和0.95。研究认为这种增加主要是由于降水在年内分布与植被生长配合较好，而不是由于退耕还林政策所致。分析表明当生长季内降水小于450mm时，NDVI随降水增加而增加较慢，当降水大于450mm时，NDVI增加较快。生长季降水量小于450mm的地区以草地为主，大于450mm的地区以林地为主。所以生长季450mm降水可以看作是降水影响森林和草地一个临界点，在这一阈值之上退耕还林政策实施应以还林为主，在这一阈值之下以还草为主。     

基于MODIS LST修正NDVI时序数列的土地覆盖分类

MODIS以其时间分辨率、光谱分辨率的优势成为全球及区域土地覆盖研究的主要数据源。但如何快速准确的提取所需土地覆盖信息一直是科学界研究的焦点问题。对于NDVI时序数列分类方面的研究很多，其中影响分类精度的一个重要因素就是NDVI的数据质量问题。本文通过试验发现经过SavizkyGolay滤波处理的NDVI时序数列能够反映植被季相变化特征，与传统的滤波效果相比有明显改善，更符合实际情况。通过分析数据的波谱曲线，滤波后的时序数列能较好的区分植被与非植被、草本（一年生）与木本（多年生）覆盖类型。但研究区内一年一熟的农作物与高盖度草地、落叶针叶林与落叶阔叶林具有相似的物候特征，仅通过NDVI序列很难区分。为解决这一问题，本研究利用MODIS地表温度（land surface temperature,LST）产品对NDVI时序数列修正，利用前5个主成分进行分类。所得分类结果用363个野外调查样区进行验证，总分类精度达到了69.15％，kappa系数为0.6499。结果表明添加LST的时序数列比单纯的NDVI夸大了覆盖类型的差异，提高了分类结果的精度。为充分发挥MODIS高时间分辨率的优势，下一步应对多源数据进行定量分析，结合植被的物候关键期识别土地覆盖类型，必将进一步提高分类精度。     

植被指数与杭州市热岛效应的关系研究

城市热岛效应一直备受城市规划者关注,植被对城市热岛的影响是绿地规划的基本依据。本文利用杭州市1994年和2004年两个时相的TM影像,生成热岛分布图、归一化差值植被指数（NDVI）图。同时利用GIS的变化分析,直观地显示了十年来杭州市城市热岛效应和城市绿地的分布变化。研究表明,城市热岛的范围随城市扩张而增大,2004年高温区、较高温区的面积比1994年分别增加了29.6%和31.3%。1994年杭州市热岛集中在城中心,到了2004年,热岛范围已由城中心向杭州市西北部、北部和东部扩张;发现NDVI变化与热岛分布变化有很大的关联,并且NDVI值与热岛效应（亮温）呈极显著负相关。上述结果对城市绿地规划和缓解城市热岛效应具有较好的指导意义。     

多源信息融合技术在干旱区盐渍地信息提取中的应用

土壤盐渍化是干旱区绿洲稳定与可持续发展面临的主要环境问题之一,因此借助遥感手段及时准确地提取盐渍地信息并掌握其空间分布有着重要的现实意义。本文以渭干河-库车河三角洲绿洲为例,使用RadarsatSAR与LandsatTM影像进行主成分融合,同时与HIS和Brovey变换的融合效果作定量比较,并利用BP神经网络模型,以相同的训练样本分别对融合前后的影像进行分类。结果表明：盐渍地主要分布在绿洲的和沙漠之间的交错带,盐渍地的分布在绿洲内部呈条形状分布,而在绿洲外部呈片状分布,且绿洲外部重度盐渍地交错分布在中轻度盐渍地中;主成份变换融合影像的光谱信息保持性、信息量都优于其它常用的融合方法,且分类精度比单一LANDSATTM多光谱影像有较大提高,是监测干旱区盐渍地变化的有效手段。     

黑河中游绿洲化荒漠化的时空变化遥感分析

本文从地表植被时空变化和土壤水分时空变化两个不同的方向入手,分析了黑河中游8个完整区县2000年-2009年的绿洲化和荒漠化过程。研究表明,2000年-2009年间,山丹、民乐、酒泉肃州区中部、肃南的东部及甘州-临泽绿洲区一直是黑河中游植被分布的重点区域;从植被角度分析,虽然黑河中游各区县均有零散分布的植被退化区,但总体而言植被状况在逐渐变好,其中民乐县和山丹县的植被状况最好,变化最明显;从土壤水分状况分析,肃南、山丹和民乐3个地区的土壤水分状况要好于其它地区,这与它们所处的地理位置、降雨量和土地利用状况有关。