基于同日过空的Sentinel-2和Landsat 8数据的NDISI指数改进与应用

以福建省福州市为研究区,以同日过空的Sentinel-2和Landsat 8影像为主要数据源,采用MHUTS算法将Landsat 8热红外波段TIRS 10降尺度反演生成10 m空间分辨率的地表温度(LST)影像,然后将其引入基于Sentinel-2的10 m空间分辨率多光谱波段的NDISI指数的构建,提出了一种新型的不透水面指数MNDISI_(S2-L8),并对改进前后的研究区不透水面提取结果进行了精度验证和比较分析.结果表明:经MHUTS算法空间降尺度后,LST影像的空间分辨率得到了明显的提高,细节得以清晰展示的同时也较好地保持了原始影像的热特征.改进前,研究区不透水面提取总精度和Kappa系数分别为88.60%和0.730;改进后,不透水面提取总精度达94.75%,Kappa系数为0.881.     

基于Sentinel-2A影像的森林类型提取研究

基于Sentinel-2A遥感影像的光谱特征、指数特征和纹理特征,结合野外调查数据、森林二类调查数据和DEM数据等辅助数据,采用分层多尺度分割提取技术,对研究区主要森林类型进行提取.研究表明:主成分变换前三个分量的加入有助于提高影像分割效果和分类精度;在影像光谱特征基础上,加入指数特征和纹理特征可在一定程度上提高森林类...     

基于频域显著性方法和ELM的遥感影像变化检测

提出一种基于频域显著性(FDS)方法和极限学习机(ELM)方法进行遥感影像变化检测的方法.首先,对利用变化矢量分析方法(CVA)获取不同时相遥感影像的光谱特征差异图及纹理特征(灰度共生矩阵法)差异图进行融合获得差异影像(DI);然后,利用频域显著性方法获取差异影像的显著性图,采用模糊c均值(FCM)聚类算法对显著性图选取阈值得到的粗变化检测图进行预分类(变化像素、未变化像素、待定像素);最后,从光谱及纹理特征影像上提取变化像素和未变化像素的邻域特征作为可靠样本进行ELM训练,并利用训练好的ELM分类器对粗变化检测图进行变化检测,得到最终的变化检测图.通过对高分辨率遥感影像数据实验结果表明本方法的变化检测精度及性能优于其他对比方法.     

基于Sentinel-2影像红边光谱指数与特征优选的竹林提取研究

为了从Sentinel-2A影像中快速、准确提取竹林分布信息,以福建省永安市上坪乡竹林为研究区开展竹林提取研究.在影像分割的基础上,提取原始波段光谱、红边光谱指数、纹理3类共18个特征变量,利用随机森林Gini系数法进行特征变量重要性排序,设计5种不同特征变量组合方案,采用随机森林分类进行竹林分布信息提取.结果表明：原始波段光谱特征在Sentinel-2A影像竹林信息提取中具有重要作用,红边光谱指数特征次之,纹理特征未发挥显著作用.在红边光谱指数特征中,基于红边综合效应指数（MVIred1）构建的红边竹林指数3(BImvired1)具有良好的分类性能;利用随机森林Gini指标结合OOB泛化误差法有效减少了噪声数据的影响,筛选出最有利于竹林提取的特征变量子集,基于该特征子集的竹林分类总体精度（OA）达到94.58%、Kappa系数0.91、生产者精度（PA）为95.09%、用户精度（UA）85.54%.     

从资源3号卫星影像中提取厦门市不透水面信息

不透水面是城市地区的典型特征,不透水面的增加导致了水质恶化、城市热岛效应等一系列生态环境问题.选用高分辨率资源3号遥感影像,利用面向对象的方法,进行厦门市不透水面信息的提取.为突出不透水面的信息,将影像进行主成分变换、提取归一化植被指数和归一化水体指数,将第一主成分、归一化植被指数和归一化水体指数合成为新的影像;根据最小不透水面的面积原则,确定最优的分割尺度,结合形状、光谱等信息,对合成后的影像进行多尺度分割;再在最优尺度分割结果的基础上进行分类,并将阴影作为分类体系中单独一类,获得不透水面、裸土、水体、植被、阴影的分类结果;利用真实世界地物的形状特征和邻近关系特征,对阴影区域进行判别及合并,获得不透水面,并根据实地观测,对提取结果进行精度评价,不透水面提取的精度达80%.     

结合多特征的高光谱遥感土地利用信息提取

【目的】为了降低高光谱遥感数据噪声,提高土地利用分类信息提取精度,探索结合纹理和空间信息的分类方法。【方法】以河南镇平县Hyperion高光谱成像光谱仪获取的高光谱影像为材料,借鉴决策树分类思想,采用了一种结合了光谱、纹理和空间信息的高光谱遥感多特征地类提取方法,先通过提取光谱特征初步提取地类,再分别采用提取纹理特征和基于空间信息的植被提取进行详细地类信息的分层提取,最后,用地面实测样点验证各类土地利用类型的分类精度,比较了用不同方法对不同地类的提取效果。【结果】结合多特征的地类分层提取体系中,采用各波段光谱反射率区分大的地类,再用纹理特征进行光谱差异较小的地类划分,而基于空间信息进行植被分类。通过结合纹理和空间信息提取方法的总分类精度达86.7%,较最大似然法分类精度提高13.3%。【结论】高光谱与纹理和空间信息相结合的遥感分类方法能有效减小噪声,提高分类精度,可为土地利用分类提取研究提供一定的参考。     

基于多特征的高光谱遥感土地利用信息提取

【目的】为了降低高光谱遥感数据噪声,提高土地利用分类信息提取精度,探索结合纹理和空间信息的分类方法。【方法】以河南镇平县Hyperion高光谱成像光谱仪获取的高光谱影像为数据源,借鉴决策树分类思想,采用了一种结合光谱、纹理和空间信息的高光谱遥感多特征地类提取方法,先通过提取光谱特征初步提取地类,再分别采用提取纹理特征和基于空间信息的植被提取进行详细地类信息的分层提取,最后,用地面实测样点验证各类土地利用类型的分类精度,比较了用不同方法对不同地类的提取效果。【结果】基于多特征的地类分层提取体系中,采用各波段光谱反射率区分大的地类,再用纹理特征进行光谱差异较小的地类划分,而基于空间信息进行植被的分类。通过结合纹理和空间信息提取方法的总分类精度达86.7%,较最大似然法分类精度提高13.3%。【结论】高光谱与纹理和空间信息相结合的遥感分类方法能有效减小噪声,提高分类精度,可为土地利用分类提取研究提供一定的参考。     

基于光谱与纹理信息的Worldview-2影像地物分类

高分辨率遥感影像分类是遥感影像处理领域中的一个重要的研究方向.选取Worldview-2影像,分别以光谱信息和光谱结合纹理信息为分类数据,采用最大似然法(MLC)和支持向量机法(SVM)进行监督分类,用混淆矩阵对分类结果进行评价.结果表明,9×9为最佳纹理窗口;SVM法分类精度明显优于MLC法;基于光谱结合纹理信息的分类精度明显优于单纯基于光谱信息的分类结果.辅以影像纹理特征,采用SVM法可以较为有效提取Worldview-2地物信息.     

基于光谱与纹理信息的Worldview-2影像地物分类

高分辨率遥感影像分类是遥感影像处理领域中的一个重要的研究方向.选取Worldview-2影像,分别以光谱信息和光谱结合纹理信息为分类数据,采用最大似然法(MLC)和支持向量机法(SVM)进行监督分类,用混淆矩阵对分类结果进行评价.结果表明,9×9为最佳纹理窗口;SVM法分类精度明显优于MLC法;基于光谱结合纹理信息的分类精度明显优于单纯基于光谱信息的分类结果.辅以影像纹理特征,采用SVM法可以较为有效提取Worldview-2地物信息.     

基于随机森林算法的城区土地覆盖分类研究

随机森林算法是一种高度灵活且易于使用的机器学习算法,目前在遥感影像分类中应用广泛。为了验证其在城市土地覆盖分类中的效果,本文对河南省洛阳市局部城区进行了土地覆盖分类实验,将Landsat 8(OLI)遥感影像的光谱波段、光谱指数和纹理特征相结合,构成多种特征组合进行随机森林算法分类比较,选择分类效果最佳方案,并与支持向量机方法进行比较。后利用随机森林算法对该组合特征变量高维数据进行降维处理,得到优化特征方案。实验结果表明:采用多源特征组合的随机森林算法的土地利用分类效果最佳,总体精度为90.54%,Kappa系数为0.890,比支持向量机方法的分类精度提高了3.1%;降维处理后的特征方案与随机森林结合在保证分类结果拥有高准确度的同时,减少了运算时间,实现了土地覆被类型信息的高效获取。表明随机森林算法在城区土地覆盖分类上有很好的适用性与稳定性。     

融合纹理特征和空间关系的TM影像海岸线自动提取

针对以往研究中简单运用影像单一特征(光谱特征或者空间关系)提取海岸线的不足, 在提取过程中逐步融入区域纹理特征、空间关系和经验知识, 提出一种融合纹理特征和空间关系的海岸线自动提取方法: 首先利用影像的水体指数和纹理特征, 对影像水、陆区域进行二值分割; 然后结合空间关系和经验知识, 对分割结果进行优化和后处理, 并生成矢量海岸线; 最后, 利用基于线匹配的岸线精度评价准则, 分析岸线提取结果。将该方法运用到辽东半岛复杂背景条件下TM影像的海岸线提取实验中, 取得了良好的实验效果, 证明纹理和空间关系在海岸线提取中具有重要作用。     

无人机航高对落叶松毛虫虫害遥感监测精度的影响

【目的】探究无人机航高对落叶松毛虫(Dendrolimus superans)虫害监测精度的影响机制，以期构建先进的森林虫害监测技术框架，为无人机近地面森林虫害遥感监测提供重要参考。【方法】以大兴安岭落叶松毛虫虫害频发区为试验区，以无人机不同航高下采集的多光谱遥感影像为基础数据，获得健康、轻度和重度虫害的386株落叶松树冠层光谱指数和纹理特征，通过方差分析法(ANOVA)及连续投影算法(SPA)提取对虫害严重程度敏感的光谱特征，结合随机森林(RF)和支持向量机(SVM)算法构建虫害严重程度监测模型，揭示航高对监测精度的影响。【结果】(1)光谱指数和纹理特征的总体(轻度+重度)监测精度均随航高上升呈下降趋势，而轻度和重度虫害的监测精度却有不同变化态势。(2)光谱指数(修正型三角植被指数2、绿光归一化差值植被指数2、绿光归一化差值植被指数、差值植被指数、简单比值指数1)+纹理特征(MEA 3)组合的虫害监测精度达到最优(总体精度和Kappa值分别为92.3%和0.891),但其总体和轻度的监测精度随航高上升呈下降趋势(下降速率分别为0.04%/m和0.03%/m),重度的监测精度有上升趋势...     

高空间分辨率遥感影像小波域分形纹理特征提取

融合小波多尺度分析方法及分形纹理提取方法在遥感影像信息提取方面的优势,提出高分辨率遥感影像小波域分形纹理特征计算方法,以获取地物多尺度分形纹理属性,为遥感影像地类识别提供更好的标识.首先对遥感影像进行小波多尺度分解,进而基于DBC、多重分形纹理计算方法在各个分解层上提取地物纹理特征,通过比较分析,从中选取更为有效的小波域分形纹理特征.基于该方法,利用福州市高空间分辨率QuickBird遥感影像进行试验,并对QuickBird影像进行三级小波分解及纹理提取,结果表明:小波第一、第二分解层粗影像(CA1、CA2)及三方向平均细节影像(L1、L2)的DBC空隙特征及多重分形分维数结果作为最终甄选的小波域分形纹理特征更为合适.     

2005～2017年快速城市化背景下洱海流域不透水表面时空格局分析

近年来随着我国经济建设的不断加快以及城市化的快速发展,工业和人口的大规模聚集造成了不透水表面的快速扩张,这对城市生态环境产生了严重的影响。作为城市化水平的关键指示因子,不透水表面已经被广泛应用在城市生态环境评估中。为了定量的分析洱海流域不透水表面拓展的时空动态特征规律,本文以大理市所在的洱海流域为研究对象,利用2005年至2017年的大理市Landsat 5、Landsat 8遥感影像,提取归一化水体指数(MNDWI)和归一化差值不透水表面指数(NDISI)对洱海流域的城市、道路进行空间分析并提取出不透水表面信息进行空间格局分析。研究结果表明：2005~2017年间,随着城市化的快速发展,洱海流域的植被覆盖率和水体等自然地物覆盖率处于下降状态,而不透水覆盖率从11.6%上升到19.8%,呈现快速持续上升趋势。由洱海水质和其流域内不透水覆盖率线性拟合结果可以得到两者具有一定的负相关性。可以预见洱海水质未来发展中随着不透水覆盖率的增长而下降。因此,在城市发展的同时,应该注重对洱海的综合治理,不能任水质自行调节。本研究结果为洱海流域内城市规划管理和流域(水)环境治理提供参考信息,具有重要的现实意义。     

高分辨率遥感影像滑坡纹理特征提取方法

针对目前滑坡提取所需数据多样、算法复杂、特征冗余且对于单体滑坡的纹理特征研究还不够充分等问题,根据Gabor滤波进行滑坡纹理特征分析,并融合光谱特征利用支持向量机实现滑坡提取。首先对滑坡影像进行多尺度多方向Gabor变换,其次对同一方向不同尺度Gabor特征进行融合得到多方向特征,最后对多方向Gabor纹理特征进行最大值过滤,构成多尺度多方向Gabor纹理特征。结果表明,对比局部二值模式、局部空间自相关,得出纹理分析方法对滑坡提取效果最好,具有较高的提取精度。     

基于QuickBird数据的输电线路径优选中地表信息提取

针对输电线路径优选的目标,利用QuickBird数据,基于地物类型光谱特征分析,结合遥感影像的纹理特征,采用决策树分类算法,提取影响输电线路径选择的主要地物要素.研究影响输电线选线的相关要素(如居民区、道路、水体等)及其背景地物要素(如耕地、空地等)的光谱特征和纹理特征,确立以4个波段亮度值、归一化植被指数(NDVI)和纹理对比度参数作为特征变量,建立了基于光谱和纹理组合的决策树分类模型,有效地实现居民地、道路和水体信息的提取,并将自适应滤波方法用于分类后处理,优化了分类结果.总体精度由82.09%提高到92.83%,Kappa系数由0.760 8提高到0.904 1.该精度能够满足输电线路径初选优化的要求,为提取影响输电线路径初选地物要素提供了高效快速的技术方法和基础地理数据.     

基于面向对象方法的天津市滨海新区湿地信息提取

基于天津市滨海新区2021年的Sentinel-2遥感影像数据,针对传统遥感影像湿地分类的不确定性问题,选择了面向对象分层分类的方法。采用面向对象多尺度分割算法,依据地物光谱异质性特征将遥感影像分割为光谱相似的对象,再结合不同地物的光谱指数、空间几何特征、纹理特征构建层次模型,分层提取湿地信息。分类效果同随机森林分类方法相比较,结果表明：利用面向对象的分层分类方法总体分类精度达到91.75%,Kappa系数为0.91,分类结果“斑驳现象”减少,湿地边界清晰完整。     

基于几何特征与NDWI的城市水体信息提取研究

在遥感影像获取地物信息过程中,有效提取水体信息与掌握其变化趋势,已成为水资源合理利用,实时规划以及未来保护的重要依据.选用浙江长兴县高分一号遥感卫星数据,根据遥感影像不同地物光谱特征,运用归一化水体指数方法(NDWI)并参考影像包含的几何特征,借助易康软件平台进行遥感影像的面象对象分类,分类为水体和其他两种类别.通过归一化水体指数与基于易康面向对象分类结果与传统基于像素分类的结果进行综合对比分析,基于几何特征与NDWI的分类方法明显优于传统基于NDWI分类方法,能更好利用影像所含的地物特征信息,其结果更加符合真实情况.     

基于SURF和顾及维数的高光谱影像端元提取新算法

端元提取,丰度反演是高光谱遥感技术的重要内容,其中端元提取是关键的步骤。首次将特征提取算法speed-up robust features(SURF)引入到高光谱影像端元提取中。兼顾高光谱影像丰富的光谱信息改进了SURF算法,提出了在多维尺度空间内寻找极值点作为端元的高光谱影像端元提取新算法,即多维SURF(multi-dimensional speed-up robust features,MDSURF)算法;将其应用于美国EO—1卫星获取的云南中甸普朗地区的Hyperion高光谱影像,并成功提取了影像端元。为了进一步验证结果的可靠性,设计两组对比实验,分别利用N-FINDR和连续最大角凸锥(sequential maximum angle convex cone,SMACC)算法在同等条件下提取实验影像的端元,然后对三种方法的结果进行综合评价和分析,得出MD-SURF算法提取端元的观感效果较好、精度最高、质量最好。提出了一种新的高光谱影像端元提取算法,实验结果表明新方法具有精度高、鲁棒性好等特点,证明了基于新物理机理的MD-SURF算法是一种可行的高光谱端元提取算法。     

LS-WTSVM的遥感多光谱影像云检测

研究基于最小二乘小波孪生支持向量机(least squares wavelet twin support vector machines,简称LS-WTSVM)的遥感多光谱影像云检测.首先根据云在不同波段中大气的辐射特点,结合Landsat7 ETM+影像数据的光谱特性获得云像元的光谱特征,再通过提取每个图像块的灰度共生矩阵得到相应像元的纹理结构特征,根据像元的光谱特性和纹理结构特征构造特征向量,最后利用最小二乘小波孪生支持向量机多分类算法进行Landsat7 ETM+影像像元的云检测,实现不同类型云区的多分类识别.仿真实验结果表明,该算法能准确地检测出多光谱影像中的厚云和薄云.