基于多源遥感数据的蓄洪区洪涝遥感监测与分析

为科学治理蓄洪区洪涝灾害、有效降低经济损失,以安徽省蒙洼蓄洪区作为研究区域,选择哨兵一号、二号和高分系列卫星影像作为数据源,采用区域生长法快速提取洪水淹没范围,绘制洪涝灾害前后的水体变化监测图,并结合蒙洼蓄洪区的土地利用类型分布图,利用GIS技术分析2020年7—8月洪涝期间蒙洼蓄洪区各土地利用类型受灾情况以及总区域受灾情况的时空变化特征。结果表明:区域生长法结合多源卫星遥感数据,可以快速准确地提取洪涝灾害范围,实现洪涝灾害信息的时效性和高频次监测;蒙洼蓄洪区的重度受灾区域主要集中在中部和东北部地区,西南部地区受灾程度较轻,农田和养殖塘受灾程度最为严重,保庄圩和庄台受灾程度最轻;蒙洼蓄洪区受灾面积的时间变化与蓄洪措施具有很强的相关性,而与当地降水情况的相关性较弱。     

基于卫星遥感技术的地震灾害评估研究

遥感具有综合、宏观、快速、动态的特点,是震害灾情信息快速获取的重要数据源。我国继资源三号卫星升空之后,展开了一系列卫星的研制与发射,于2014年8月发射了空间分辨率为1 m的高分二号卫星。该文以国产高分二号卫星数据为例,在分析不同震害目标影像特征的基础上,利用监督分类、面向对象信息提取等方法提取了2015年4月25日尼泊尔地震加德满都地区震害建筑物分布、次生灾害等信息。震害信息提取准确度与效率较高.实验表明,高分二号卫星已满足灾害应急与评估的需求,同时也可为地震应急与震后灾害评估提供有效的信息支撑。     

基于卫星遥感的水体信息提取研究进展与展望

水体时空分布特征对于水资源监测与应用具有重要意义,而包括水体分布在内的地物覆盖类型分类和变化分析是遥感技术最常见的应用。对大区域的水体参数提取,尤其是高山无人区的水体的定量分析,利用卫星遥感数据进行水体位置、面积、形状和河宽等水体参数提取,不仅节省人力、保障安全,还提高了工作效率,已经成为一种快速获取水体参数的有效方法和手段。该文从4个方面对卫星遥感在水体信息提取上的应用现状进行综述:水体在电磁波波谱各波谱段的反射特性; 1980年以来国内外基于雷达和光学遥感数据提取水体信息的研究状况和具体应用方向;各种水体信息提取方法的工作原理和优缺点;应用卫星遥感技术提取水体信息面临的挑战和尚待解决的关键问题,利用遥感技术提取水体遥感信息的发展趋势展望。     

环境一号卫星影像中水体信息提取方法研究

从卫星遥感影像中快速、准确地提取水体信息已经成为水资源调查、水资源宏观监测、城市绿化度调查及湿地保护的重要手段。针对HJ—1A/B(中国环境一号卫星)影像与Landsat ETM(美国陆地探测卫星)影像的相似性,利用水体特有的光谱特性,采用多种水体提取方法对HJ—1A/B影像中水体信息进行了快速提取,并比较了两种影像水体提取结果。总结了在环境一号卫星影像中进行水体提取的精度影响因子。分析了传感器、分辨率、水体提取模型对水体提取的影响。     

遥感技术在地震灾害监测与救灾减灾中的应用

我国是一个震灾严重的国家,准确预报地震的发生,监测灾情的发展,科学制定救灾方案,成为有效地开展防震减灾工作首先要解决的重大问题。遥感技术可在地震发生后快速地获取地震区遥感图像,为震后速报灾情,快速评估地震损失,救灾减灾决策提供依据。本文重点讨论了遥感技术特点及其在地震灾害监测与救灾减灾中的应用,提出国家要尽快建立遥感应急工作机制,保证遥感技术在灾害发生时发挥最大作用。     

基于MODIS数据的地面颗粒物浓度估算方法

提出了一种基于卫星遥感数据的近地面颗粒物质量浓度(PM值)估计方法 .采用Terra/MODIS卫星数据和基于连续两天MODIS数据的气溶胶光学厚度反演算法,反演出无锡地区的气溶胶光学厚度;再利用所反演的气溶胶光学厚度与地面实测颗粒物质量浓度数据进行分析,得出颗粒物质量浓度的大小分布范围与气溶胶光学厚度的关系模型;进一步利用研究区域中地面站点监测到的颗粒质量浓度数据对估算结果进行评估.结果表明该方法所估算的PM值与地面实测数据具有较好的相关性,且地面监测的颗粒物质量浓度均分布在卫星遥感数据所估算的范围之内.本研究证明了MODIS卫星数据监测地面颗粒物质量浓度的可行性,为近地面PM值的估算提供了有效手段.     

国产HJ小卫星遥感影像多特征融合用于日本海啸灾情快速监测

 针对特大地震和海啸灾害的特点与灾情监测的需求,设计和构建了一种基于多特征决策级融合的灾情快速变化检测方法,首先利用遥感影像中提取的NDVI、主成分变换分量、独立成分变换分量等特征分别提取变化信息,然后对多种变化信息进行决策级融合,获得具有更高可靠性的变化图,用于灾情分析。将所设计的方法用于国产环境与灾害监测预报小卫星HJ-1A/B数据处理分析,对日本东部沿海区域海啸灾害前后进行变化检测与灾情信息提取试验,有效地检测了海啸灾害后的海水倒灌区域、陆地积水区、植被淹没区以及建筑受损区等变化区域。研究表明,基于多源特征融合的非监督变化检测流程可以快速、有效地提取海啸受灾区域,为灾害应急响应与灾情评估提供支持。     

基于PIE的高分遥感泥石流自动化变化检测方法研究

泥石流是在地形险峻的地区,因为暴雨、暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。传统的人工目视解译方法费时费力,且遥感数据的很多信息不能得到充分的发掘和利用,难以满足泥石流灾害调查,尤其是紧急救灾的急迫要求,计算机自动、半自动的泥石流淹没区域信息提取方法为灾后应急响应和灾情的快速评估提供了依据。该文根据泥石流发生前后高空间分辨率遥感影像变化特点,提供一种基于PIE SDK综合利用前后两期遥感影像的纹理信息和光谱特性,实现泥石流自动化变化检测的方法。该文方法对泥石流淹没区域的检测率达90%以上,虚警率在10%以下,这对于泥石流灾后应急响应和灾情的快速评估具有非常重要的实际应用意义。     

基于HJ-1卫星CCD数据的长江中游武汉河段悬浮物浓度反演

环境一号(HJ-1)卫星是我国自发研制的专门用于环境和灾害监测的光学卫星.其数据获取周期短、空间分辨率高,能及时、连续、准确地监测悬浮物浓度时空变化,在内陆二类水体遥感监测方面具有良好的应用前景.该文以长江中游武汉河段为研究区,利用HJ-1卫星CCD数据第1、3波段建立了具有较高精度的悬浮物浓度反演模型,并对2008年11月14日武汉河段悬浮物浓度进行了反演,得到其空间分布图.结果表明,该模型的悬浮物浓度反演均方根误差(RMSE)为8.84mg/L,平均绝对百分比误差(MAPE)为13.6%.从空间分布来看,在武汉附近,长江干流悬浮物浓度高于支流汉江,江心洲滩附近水体悬浮物浓度偏高.     

基于MODIS数据的水体超分辨率制图——以丹江口水库为例

遥感数据是提取水体信息的常用数据,实际应用中,中、高分辨率空间数据能够以较高精度提取水体信息,但由于时间分辨率较低,难以有效监测水体的动态变化过程.以MODIS(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer)为代表的低空间分辨率遥感数据时间分辨率高,在全球大范围快速提取水体及水体动态变化监测中具有重要意义,但是受其空间分辨率较低的限制,提取的水体信息精度不高.针对该问题,该文提出了一种针对MODIS数据的水体超分辨率制图方法.该方法首先利用MODIS数据MOD09Q1产品的1、2波段,通过线性混合像元分解,得到水体丰度图;然后利用MODIS数据MOD09A1产品的2、4波段,计算得到水体归一化指数,对水体丰度图进行后处理以减少混合像元分解误差;最后以修正后的水体丰度图为输入,建立超分辨率制图模型,从而得到最终的高空间分辨率水体分布图.将上述方法应用于丹江口水库,并与利用Landsat-8/OLI数据提取的水体分布图进行对比,结果表明,相对于传统像元尺度的水体制图结果而言,通过超分辨率制图得到的水体制图结果精度更高,不仅能够更好的保留水体空间分布特征,提取的水体面积也更加准确.基于MODIS数据利用超分辨率制图方法对丹江口水库进行水体提取,完成了2014年12个月丹江口水体面积变化图.超分辨率制图可以获得具有Landsat空间分辨率和MODIS时间分辨率的水体制图结果,实现对丹江口水库的高时空分辨率的水域变化监测.     

浅谈遥感解译在水土流失监测中的应用

阐述了在水土流失重点监测区域,以国产资源三号卫星影像为基础数据,通过遥感解译的方法,提取水土保持监测应用中的基本信息,总结其中的要点。     

高分系列卫星影像特征及其在太湖生态环境监测中的应用

高分系列是国家高分辨率对地观测系统重大专项首批研制的卫星,标志着中国民用遥感卫星进入亚米级“高分时代”。为更好地拓展高分卫星数据在生态环境监测中的应用,笔者利用太湖北部地区GF-1和GF-2多光谱遥感影像,分析了高分影像的基本特征及其在生态环境监测中的应用情况。研究发现:①经大气校正后,同时间的GF-1和GF-2在多光谱影像的基本特征、主成分变换和相关性分析结果上具有较好的一致性,可用于联合观测,将对生态环境变化的监测产生积极的作用; ②通过对比分析原始波段、NDVI、NDWI、PCA等特征信息,GF系列卫星对观测区域的林地、水体和建设用地等特征地物具有较好的敏感性,但较低的光谱分辨率影响了其在蓝藻水华和陆域植被的精细化监测能力。     

面向重大洪涝灾害应急响应的灾情动态评估方法研究

以2018年8月山东寿光洪涝灾害为例,根据应急响应阶段救援队伍重点关注的承灾体灾情对象,以区域洪水淹没历时为致灾因子强度指标,采用灾情指数法构建了一种用于辅助洪涝灾害应急救援决策的洪涝灾害灾情动态应急评估方法—应急灾情指数法,包括:1）利用多时相遥感影像,获取8月21—25日山东寿光洪水淹没区域动态提取结果;2）基于淹没历时,结合人口、土地利用类型和道路等基础地理数据,计算应急灾情指数;3）利用应急灾情指数对洪涝灾害淹没区域的灾情实现应急动态评估．结果表明,本次洪涝灾害过程中,受灾最严重的区域为淹没区西部的口子村、东北部的南宅科村、李家营村、李家湾村和东部的佛屋村,该区域是此次洪水事件中应急救援的核心区域,并利用网络灾情对评估结果进行验证．本文提出的基于应急灾情指数的洪涝灾害灾情动态评估方法的评估结果良好,评估精度较高．研究结果以期为洪涝动态评估提供方法参考,并为寿光市洪涝灾害应急救援工作提供科学依据．      

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.     

基于高分1号影像的鄱阳湖水陆交错带植被演替分析

3S(GPS、GIS和RS)技术可以为湿地研究、合理评价湿地变化和预测未来湿地发展趋势提供强有力的技术保证。选取鄱阳湖湿地为研究区,由于卫星遥感技术可以在较短时间内获取连续的大范围的空间信息,具有空间宏观性,采用2013年和2017年2期的高分1号遥感数据,综合运用RS与GIS技术系统,利用卫星遥感技术获得鄱阳湖生态经济区土地利用信息,在波普特征分析和影像特征的基础上,基于专家知识发现探索水体、泥滩、湿生植物和挺水植物等信息的自动提取方法,为高分1号影像处理和湿地研究提供参考。通过面向对象分类方法对遥感影像解译结果的综合分析,对鄱阳湖研究区域水陆交错带植被的演替进行分析。     

温室气体遥感反演系统的设计与实现

设计并实现了温室气体遥感反演系统,主要包括两个部分:温室气体遥感自动反演处理和多源卫星数据交叉验证.系统采用.NET框架和IDL程序相结合,快速自动地对卫星遥感数据进行反演运算,同时得到主要温室气体反演产品的柱浓度时空分布.系统可以方便地将地基观测数据和国际主要的卫星产品数据进行验证对比和精度分析.应用结果表明,该系统基本满足温室气体遥感监测业务需求,能够提高环保部门的监测能力,在温室气体遥感监测和评价中发挥了重要作用.     

基于J-M距离的多时相Sentinel-1农作物分类

为准确获取云雨天气较多地区的农作物分布信息,以敦化市西北部的黑市乡和额穆镇为研究区,以高分一号(GF-1)卫星宽视场(wide field view, WFV)传感器和哨兵一号(Sentinel-1)为数据源,通过WFV数据提取耕地范围,利用J-M(Jeffries-Matusita)距离可分性进行Sentinel-1影像最优分类时相组合的判断,根据选取Sentinel-1数据通过最近邻分类器多次循环对研究区主要农作物的分布信息进行提取。研究结果表明,进行多次循环产生的分类结果优于单次循环结果,循环次数达到5次结果趋于稳定,总体分类精度为84.23%。可见利用Sentinel-1数据进行敦化市农作物分类是可行的,多次循环的最近邻算法有利于获取更精准的农作物分布信息。     

基于GF-1卫星遥感影像提取水体的方法比较

选用GF-1卫星遥感影像为主要数据,以南水北调京石段主要水源地之一岗南水库为研究区域,依据GF-1卫星影像各个波段地物的光谱特征信息,采用单波段阈值法、谱间关系法、水体指数法提取水体信息。同时提出一种基于主成分分析的综合方法提取研究区域水体信息。对4种水体提取方法进行比较分析,实验证明主成分分析综合方法可以提取完整准确的水体边界,并且抑制了95%以上的非水体信息,明显改善了水体信息提取精度。     

基于植被指数和地表温度的干旱监测方法的对比分析

以陕西省关中平原和渭北旱塬为研究区域,应用1999-2005年每年5月上旬的AVHRR卫星遥感数据,对比分析了基于归一化植被指数(NDVI)和地表温度的几种干旱监测方法:包括条件植被指数(VCI)、条件温度指数(TCI)、距平植被指数(AVI)和条件植被温度指数(VTCI)等,研究了VTCI与其他干旱监测方法的优缺点及其在研究区域的适用性.从研究区域旱情分布来看,VCI的干旱监测结果不符合研究区域干旱的分布规律.从监测结果的影像纹理特征来看,VTCI和AVI可能适合于研究区域的旱情监测.通过进一步对比分析遥感干旱监测结果与累计降水量的监测结果,得出了VTCI更适合于研究区域的干旱监测.     

基于多时相高分四号影像的雪盖范围提取

积雪覆盖监测是地球科学研究的基础,对于研究全球气候变化,开展防灾减灾救灾等工作都有重要的意义.高分四号卫星是我国高分辨率对地观测系统重大专项中唯一一颗民用高轨卫星,也是世界上首颗静止轨道高分辨率光学成像卫星,其机动灵活、高频次观测能力在积雪遥感业务化监测中具有广阔的应用前景.该文利用高分四号卫星多谱段、高时效、大幅宽和中分辨率等成像优势,紧密结合积雪和移动云层在多时相图像上的反射特点,提出了基于多时相高分四号卫星数据的积雪覆盖范围提取方法.首先对高分四号卫星全色图像进行二值化分割以消除低反射目标的影响;然后对多时相云雪覆盖区域进行合成来剔除移动云层的干扰;在此基础上,利用云、雪在多时相近红外图像上反射值变化的差异性,通过对多时相高分四号卫星近红外图像的最小值合成和阈值分割精细化地提取积雪覆盖范围,进一步去除变化云层的影响.以新疆中西部为试验区,通过与基于HJ-1B卫星的积雪覆盖结果比较,实验表明：两类数据提取的积雪空间分布具有较好的趋势一致性,高分四号卫星影像监测积雪范围更广,总体精度达92.19%,高于HJ-1B卫星图像的89.84%;但受空间分辨率和“不变云层”的影响,基于高分四号卫星影像的积雪识别精度为85.16%,低于基于HJ-1B卫星图像的识别精度94.53%.