基于TM遥感优化模型的地表水体信息提取

利用归一化植被指数(NDVI)、归一化水体指数(NDWI)、修正归一化差异水体指数(MNDWI)三种方法对中山市TM影像数据进行水体信息提取,并对三种方法进行了比较分析。结果表明NDWI指数对山体阴影区分并不明显;NDVI指数可以明显区分出山体与水库,但噪声较大,建筑物与水体区分不明显;MNDWI指数尽管为三者中最优,但仍有部分水体信息提取了山体阴影使提取结果不准确。考虑到每种指数方法优缺点,在现有指数模型基础上,经过多次实验研究提出了综合考虑三种指数信息的水体提取优化模型,该模型提取快速,准确率高于MNDWI指数模型,解决水体提取中难于消除阴影的难题,使得提取水体信息的范围与面积更加准确。     

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。     

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。     

基于模型模拟的NDVI对叶片生化组分参数的敏感性及叶绿素估算

归一化植被指数(NDVI)能够反映绿色植物的生长状况、监测作物长势,并与叶片尺度和冠层尺度的植被生化参数密切相关。研究方法主要是通过PROSAIL模型来分析NDVI的敏感性。在叶片尺度上,对NDVI变化的敏感性最高的参数是叶绿素含量(Cab),其次是叶肉结构参数(N);而干物质含量(Cm)和含水量(Cw)变化的敏感性较弱。在冠层尺度,NDVI对叶面积指数(LAI)的敏感性最高,其次是观测天顶角(VZA);叶倾角分布(LAD)和太阳高度角对NDVI的敏感性也较大。2017年5月16～18日野外实验采集数据及冬小麦叶片,通过实验室测得叶绿素浓度,结合2017年5月15日河北省石家庄市栾城区Landsat OLI影像,计算出采样点小麦的NDVI,建立叶绿素含量估算模型,生成栾城区冬小麦叶绿素含量分布图,得到研究区叶绿素浓度大部分在30～70μg·cm~(-2)。     

南充地区旱情特征及土壤墒情成果评价旱情的适应性分析

通过对降水距平百分率和相对湿润度指数两种成因性旱情指标的相关性和一致性分析,得到两种指标可同时作为南充地区旱情评价指标,采用相对湿润度指数分析评价了南充地区旱情特征和时空分布规律,与南充季风气候比较一致,从而进一步探索分析了南充近年土壤墒情监测成果应用于旱情评价的适应性和差异情况。     

基于Sentinel-2A影像特征优选的随机森林土地覆盖分类

中南半岛地处热带、亚热带地区,由于水热条件适宜,植被生长旺盛,土地利用强度高,地表覆盖类型的光谱特征时空变异复杂,使用传统的基于光谱特征的遥感分类精度难以保证。Sentinel-2A卫星遥感数据具有较丰富的光谱波段和较高的空间分辨率,为土地覆盖遥感分类提供了多维特征空间。但多维特征参与分类容易造成信息冗余,从而导致分类速度和精度降低。因此,如何充分利用Sentinel-2A数据丰富的光谱和空间信息,并通过高维特征空间降维进行特征优选对于提高分类精度具有重要意义。本文以中南半岛典型地区土地覆盖分类为例,利用Sentinel-2A多波段光谱特征,归一化植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)、差值植被指数(DVI)、归一化水体指数(NDWI)等指数特征以及对比度、相关性、能量、均值、熵等纹理特征,在随机森林模型框架下,采用平均不纯度减少方法对不同特征在土地覆盖分类中的重要程度进行识别;利用袋外(OOB)误差方法,对重要特征组合进行了优选;利用优选特征进行随机森林土地覆盖分类,并与原始随机森林分类结果进行对比。结果表明:Sentinel-2A影像的光谱特征和纹理特征在土地覆盖分类中具有较为重要的作用,光谱特征中短波红外、可见光、植被红边波段重要性较大,纹理特征中均值、能量法重要性较高。选择重要性列前9位的特征参与分类时,OOB精度达到最高;继续增加特征会使模型复杂度过高,容易发生过拟合而使得分类精度不增反降。通过特征优选高效利用了Sentinel-2A丰富的光谱和纹理信息,其总体分类精度达87.53%,Kappa系数达0.8461,优于原始随机森林方法,一定程度上提高了热带亚热带地区复杂土地覆盖分类精度。     

半湿润雨养农业区冬小麦冠层反射光谱与长势的相关性分析

本文研究了黄土高原半湿润代表区甘肃省庆阳市西峰区冬小麦主要生育期（返青-抽穗）冠层反射光谱与反映长势的指标覆盖度及叶面积指数间的关系。结果表明,冬小麦覆盖度及叶面积指数同450nm、550nm、650nm、1　650nm波段反射率呈负相关关系,同850nm波段反射率呈正相关关系。起身前,冬小麦长势指标覆盖度及叶面积指数同各波段反射率相关关系大多不显著。起身以后,冬小麦覆盖度和叶面积指数与各波段反射率呈极显著相关关系。另外,为了更好的监测冬小麦长势,研究了8个常用的植被指数同冬小麦长势间的相关关系,这8个植被指数在起身后同冬小麦覆盖度及叶面积指数间存在着极显著的相关关系。并且,利用这8个植被指数建立了冬小麦长势线性及非线性回归监测模型,其中,线性模型能更好的监测冬小麦覆盖度,指数模型能更好的监测冬小麦叶面积指数,但不同的植被指数,拟合程度不同,其中,尤以NDVI拟合程度最高。     

基于LANDSAT卫星数据对内江主城区城市绿化监测研究

本文采用LANDSAT数据分析2006~2014年内江市主城区绿地变化情况,主要采用归一化植被指数(normalized differential vegetation index,NDVI)、增强型植被指数(Enhanced Vegetation Index,EVI)、比值植被指数(ratio vegetation index,RVI)、土壤植被指数(Soil vegetation index,SAVI)进行阈值分类,采用半监督分类对主城区中的单位绿地、小区绿地、公园绿地、生态绿地、道路绿地进行分类。从总体分析上分析,2014年与2006年相比,五类绿地面积均在减少,其中道路绿地变化最大,面积减少4.0554 km~2,降低比率达到25%左右;公园绿地变化较小,面积仅减少0.6849 km~2,表明该区域绿地保护较好;其次,小区绿地面积减少1.9152 km~2,单位绿地减少1.5588 km~2,生态绿地减少1.0116 km~2。     

基于归一化植被指数的汶川地区植被覆盖度研究

本文以2103年汶川地区的多光谱遥感影像Landsat 8 OLI为数据源,对遥感图像进行预处理之后,基于像元二分模型,直接利用归一化植被指数(NDVI)估算汶川地区的植被覆盖度,然后对植被覆盖度进行分级处理,结果表明该地区大部分区域为中植被覆盖区和较高植被覆盖区。     

玉米叶绿素高光谱遥感估算模型研究

对不同品种玉米测定了不同层位叶片（上、中、下）以及叶片不同部位（叶尖、叶中、叶基和叶脉）的室内光谱反射率及其对应的叶绿素含量,采用单变量线性与非线性拟合分析技术,对叶绿素含量与原始光谱反射率、高光谱特征参数（如红边波长、红边位置以及红边面积等）以及植被指数之间的关系进行了分析。结果表明：叶绿素含量与原始光谱在713nm处具有最大相关系数（R=-0.815）．并且基于此波长所构建的指数估算模型明显优于线性模型;基于光谱位置和光谱面积的变量与叶绿素都呈负相关,植被指数与叶绿素含量均呈正相关,并且植被指数相关性优于单一的特征变量。比值植被指数（RVI）相关性优于归一化植被指数（NDVI）;模型精度检验结果表明以蓝边面积变量（SDb）为自变量所构建的指数模型对叶绿素含量估算较好。     

基于MODIS NDVI的内蒙古荒漠化趋势研究

利用MODIS时间序列数据和地面气象数据,通过归一化植被指数(NDVI)及Thornthwaite湿润指数(Im),对2000年~2013年内蒙古自治区干旱、半干旱地区荒漠化进行了动态评估。结果显示:内蒙古自治区不同荒漠化气候类型的空间分布有着较强的规律性,其中干旱区主要分布于阿拉善盟戈壁及沙漠地区,半干旱区则主要分布于锡林郭勒盟以西和科尔沁沙地一带,且以半干旱区为主导。相比2000年~2013年,内蒙古干旱及半干旱地区整体面积减少了18.75万km2,干旱区总面积减少了18.46万km2,半干旱地区年际变化总体呈上升趋势,但是其面积到2013年也减少了0.29万km2;与此同时内蒙古干旱及半干旱地区的边界向西部地区移动,这表明两种气候类型区的荒漠化逆转。     

基于GF-1的酒泉盆地植被与地下水埋深关系研究

地下水位埋深情况对我国西北干旱半干旱区的植被生长具有重要影响,高分系列卫星的发射使从宏观尺度上更加准确地分析植被与地下水位变化的关系成为可能。本文利用2013年8月的高分一号(GF-1)影像数据计算归一化植被指数(NDVI),利用地下水位观测资料及水文地质资料建立地下水模型,从宏观尺度分析了酒泉东盆地的植被与地下水位间的关系。研究表明:酒泉东盆地地下水浅埋区适宜植被生长的地下水位埋深范围为2.0～5.6 m之间;NDVI值随坡度增加而逐渐减小,不同坡向上整体的NDVI均值差异不大,但不同区间的NDVI值在各坡向的分布上有所差异;使用GF-1影像可显著提高NDVI分析的精度。     

基于叶面积指数的肇东市玉米长势遥感监测研究

在作物生长期内,根据卫星过境时间,野外同步实测作物地上生物量,叶面积指数(LAI)等作物长势关键参数.通过卫星接收的环境卫星遥感数据,反演作物的NDVI.然后,根据获取数据,建立地面实测数据LAI与NDVI经验模型;建立地面实测LAI与卫星遥感数据反演植被指数,根据作物类型数据,行政区划数据等,对研究区进行玉米作物分类,实现基于环境卫星数据的玉米长势监测,并根据野外实测数据,对监测结果进行精度评价.     

基于线性内插的扩展卡尔曼滤波法的NDVI时间序列重构研究

由于归一化植被指数(NDVI)时间序列数据含有大量的噪声,对其应用带来诸多不便。为了提高NDVI数据质量,本文采用线性内插的扩展卡尔曼滤波(EKF)法对广州市森林地区的NDVI时间序列数据进行了重构,并与EKF和中值滤波方法进行比较。利用部分样点的实测数据与重构后的NDVI值进行比较,得到基于线性内插的EKF、EKF和中值滤波三种方法的相对误差分别在-1.91%~0.93%,-3.86%~5.85%和-0.28%~16.30%之间。结果表明:基于线性内插的EKF算法的时间序列重构方法重构后的NDVI时间序列能够更好的逼近高质量的数据,拟合原始曲线的波峰,在提升曲线的整体效果的同时,降低原始数据的均值偏差和数据的离散程度,对低值噪声的抑制能力更好。通过该重构方法重构后的较高质量的NDVI时间序列数据为森林监测、生态保护以及建设提供了良好的基础。     

基于时间序列GLASS LAI数据的四川省干旱特征研究

利用我国自主生产的叶面积指数产品GLASS LAI定义叶面积指数距平百分率作为干旱指标,对四川省2006年夏季发生的干旱事件进行分析,将结果与基于降水距平百分率识别的干旱特征进行比较.结果表明GLASS LAI可以反映干旱分布及严重程度,在东部盆地的效果要优于西部山区的效果,在东部盆地,叶面积指数距平对旱情严重程度的反应偏轻.由于叶面积指数变化受地形影响严重,在以后的工作中,可以将高程作为一个参数设计叶面积指数干旱指标,也可以与其它数据结合,构造综合干旱指标,以提高干旱特征识别精度.     

湖北大冶矿区生态环境动态遥感监测

运用遥感技术动态监测矿区生态环境,对于保护矿区生态环境,合理开发矿产资源具有重要的现实意义.该文以湖北大冶为研究区,采用多时相陆地卫星遥感影像,通过不同波段组合,以及铁矿指数(iron oxide)和归一化差异植被指数(NDVI)等的应用,在分析地表地物光谱特征和空间特征的基础上,采用基于知识的决策树方法进行分类,大幅度提高了分类精度,得到了具有高精度的分类结果图.并基于不同时相分类结果的变化检测,通过对研究区水体污染、矿区复垦、耕地变化等的分析,定量分析了矿区生态环境的动态变化.发现从1986年到2002年,研究区水体污染还比较严重,矿区植被严重退化,耕地大量减少,停产的矿区仅20%已复垦,为合理保护矿区生态环境和科学管理采矿企业提供了有用资料.     

新疆阜康绿洲生态系统生物量遥感估算分析

利用阜康绿洲地区2003年8月野外实测53个样方的生物量干重数据和同期的陆地卫星MODIS的1通道,2通道250m遥感图像数据,分析了植被指数NDVI与绿洲植被生物量的相关关系,进而建立该遥感植被指数与绿洲生物量的一元线性和非线性回归模型,并对不同回归模型进行分析比较.研究表明:植被指数NDVI与绿洲生态系统植被生物量之间存在较好的相关性;所建遥感植被指数与绿洲植被生物量的回归模型中,三次方程得到的非线性回归模型(y=-5 593.3NDVI3 7 509.7NDVI2-1 268.9NDVI 191),是最适合用于监测阜康绿洲生态系统植被生物量的监测;利用该模型进行反演同年4月～9月研究区的生物量,并分析得出阜康绿洲生态系统内不同植被生物量在同一时期的空间分布特征;阜康绿洲生态系统内不同植被生物量在不同时期生物量的独特时空分布特征.     

兴安盟干旱灾害分析及预报预警

应用1971年~2012年兴安盟8个测站的降水量和气温资料,引进干旱指数(P指数),对兴安盟的降水气温资料进行了统计计算,得出逐年各阶段的干旱指数P,对春、夏和秋旱期的逐年旱情进行判别,统计了各季干旱的地域分布及变化规律,并根据目前旱情和未来一周天气趋势,发布干旱预报预警。     

工业技术

青藏高原植被变化特征及其对气候变化的影响Features of Tibetan Plateau vegetation variability and its influence on climate change摘要:利用1982-2001年美国国家航天航空局(NASA)的归一化植被指数(NDVI)资料以及55个青藏高原地区气象台站实测的最高气温、最低气温、平均气温和降水资料,初步分析了青藏高原地区各季节植被     

基于三波段模型的大豆叶绿素a含量估算模型

基于实测大豆冠层高光谱及叶绿素a数据,利用植被指数和三波段方法建立大豆叶绿素a的高光谱反演模型.通过IDL(interactive data language)实现NDVI和RVI波段的重新选择,提高了基于2种植被指数的模型反演精度.比较而言,三波段方法建模反演大豆叶绿素a含量的精度较改良后植被指数的更高(R2=0.81).研究结果表明,利用波段重新组合的植被指数建立的估算模型可以提高大豆叶绿素a的估算精度;三波段模型法可以筛选更好的波段来构建模型,并在一定程度上提高大豆叶绿素a反演精度.