基于Landsat遥感影像的黑河干流中游湿地信息提取

基于Landsat卫星遥感影像,将一种新的水体自动提取指数(AWEI_nsh/AWEI_sh)运用于湿地信息提取,并通过箱型图统计方法自动获取了12种相关变量的阈值范围.结果表明:利用该水体自动提取指数和归一化植被指数,结合数字高程模型建立决策树模型,可对研究区内的湿地信息进行有效提取,且2000,2014年的遥感影像湿地信息提取精度分别为83%、93%,提取方法可用于大范围湿地研究.     

基于高分二号影像的城区水体提取方法研究

针对高分二号遥感影像在进行城区水体提取时,遥感影像波段数较少,造成MNDWI、CWI等方法无法使用,同时受污染的水体与裸地、建筑物、阴影难以完全区分,本文提出采用城区水体阴影指数,结合最大似然估计的方法,通过区分水体和阴影光谱特征,完成与阴影彻底分离,实现在高分二号遥感影像上城区水体的高精度提取.对比阴影水体指数(SWI)、基于植被指数和中红外通道的混合水体指数模型(CIWI)、归一化差异水体指数(NDWI)以及单通道阈值法提取结果,本文方法的处理结果提取精度更高,噪声和阴影更少,总体精度在90%以上,Kappa系数在89%以上.评价数据结果表明,本文处理方法在高分二号遥感影像的城市及周边地区水体提取上是有效可行的.     

基于遥感影像光谱分析的蓝藻水华识别方法

利用Landsat-7 ETM+遥感影像数据,以淀山湖为例,在分析蓝藻和其他典型地物影像光谱曲线及其特征的基础上,构建归一化蓝藻指数(NDI_CB),有效地从浑浊水体中提取蓝藻信息.通过k-均值非监督分类结果可以发现,构建的归一化蓝藻指数较传统的归一化差值植被指数(NDVI)和比值植被指数(RVI)更加适用于提取低密度蓝藻空间分布信息.在此基础上,基于遥感影像光谱特征和归一化蓝藻指数,采用了支持向量机的分类识别模型,最终得到淀山湖区域蓝藻的空间分布范围与面积,通过发现在某一特定时间蓝藻分布的规律,为蓝藻预警和治理的生态学分析提供了及时、有效和客观的依据.     

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...     

面向对象的遥感影像水体信息提取

基于面向对象的遥感影像分析方法,在不同尺度分割遥感影像的基础上,根据影像对象的特征,如亮度、光谱、归一化植被指数(NDVI)、面积和上下文等信息,对水体信息进行了提取和分类.结果显示:与传统的基于像元的分类方法相比,面向对象的遥感影像信息提取方法具有很好的效果,同时也提高了信息提取的精度.     

乌鲁木齐市主城区绿量的遥感估算

对2008年8月覆盖乌鲁木齐市主城区的IKONOS遥感影像进行预处理提取植被信息,再用代表性样地法采集主城区乔木树种的样点数据计算主城区绿量,选定归一化植被指数(NDVI)、土壤调节植被指数(SAVI)、修正土壤调节指数(MSAVI)和比值植被指数(RVI)做为自变量,以实测样本数据作为应变量,采用多元回归分析法建立基于遥感影像的乌鲁木齐市绿量遥感估算模型:Y=449.6NDVI+285.82SAVI-161.51,R=0.67,绿量与植被指数之间存在一定的相关关系(F=15.4872F0.05=6.07),模型有一定的可行性。     

植被指数空间数据库的建立及应用

借助GIS对图形(影像)、属性、时态数据存储、查询、分析以及管理的强大功能,对利用陕西省2003年全年的MODIS数据生成的不同时相的归一化植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)、差值\环境植被指数(DVI\EVI)等多种植被指数,及其对应的MOIDS影像和空间位置(地图)数据进行存储,将必要的植被指数分析方法和分析模型整合到该GIS空间数据库之中,达到数据、方法、模型在基于GIS植被指数空间数据库中的集成与统一,以实现基于时相和波谱信息MO-DIS、ETM影像数据的显示、查询、分析、管理等功能。实践证明,在GIS空间数据库中将时相、波谱和空间位置信息应用到遥感影像植被信息的提取中,从分析遥感影像的植被指数空间信息出发,能够较好地实现对植被指数信息的认识,为研究不同地区的植被分类、农作物长势监测及地表植被变化等方面提供分析依据。     

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%.     

随机森林在城市不透水面提取中的应用研究

基于高分一号数据采用随机森林模型,引入归一化水体指数NDWI、归一化植被指数NDVI、土壤调节植被指数SAVI、建筑指数BAI、Brightness指数、ICA独立分量、纹理信息及原始影像波段等共17个特征,在matlab环境下提取了深圳市某区域不透水面,并与最大似然分类和支持向量机方法进行对比.结果表明:随机森林的多特征组合方法能有效提升分类精度,在不透水面信息提取中比传统参数分类方法(MLC)总体精度提高了7.681%,Kappa系数提高了0.119 4.     

基于Landsat 8的喀斯特峰丛洼地地貌信息提取

通过对喀斯特峰丛洼地的地理形态特征和遥感影像特征的研究,基于归一化植被指数(NDVI)、地表温度(LST)及地形坡度数据等,结合Arc GIS工具的模型构建器(Model Builder)可视化空间建模,建立了"一键式"遥感自动提取峰丛洼地地貌模型。运用分形理论,计算洼地斑块周长—面积关系,分维数和稳定性等指数,揭示峰丛洼地空间结构特征。实验表明:(1)通过运用集成NDVI、LST及坡度数据综合算法,能够有效增强地物图像的特征差异,从而区别峰丛和洼地的影像特征统计值,有利于喀斯特地貌单元阈值自动选取,提取精度为82.32%;(2)研究区洼地斑块周长-面积的关系为y=0.681x-0.002,二者的相关系数R2为0.901 7,周长和面积的分维数D=1.362,表示研究区图斑镶嵌结构较稳定。     

基于卫星遥感数据的库尔勒香梨识别提取方法研究

针对目前国内利用卫星遥感数据的光谱特征及其植被指数对香梨识别提取方法鲜有研究的现状,探讨研究了Landsat8_OLI数据对不同树龄香梨的识别提取方法和实际应用。以库尔勒市中部的英下乡和沙依东园艺场为试验区域。采用多时相Landsat8_OLI数据。通过分析试验区内典型地物的光谱特征和植被指数的变化规律以及作物物候历的不同,选择不同树龄香梨树林遥感识别的最佳时相,利用决策树方法构建了不同树龄香梨树林的识别提取模型,实现了香梨种植面积的有效提取。结果表明:1香梨成林(种植5a以上的香梨树林)遥感提取效果较为满意,精度为93.51%,而香梨幼林由于受多种因素的影响,其提取精度只有78.79%,有待进一步研究;2 Landsat8_OLI数据具有较高的时空分辨率,是遥感识别提取库尔勒香梨的潜力数据源。     

多源遥感数据在植被覆盖区的水体信息提取

针对单一遥感影像难以准确提取南方植被覆盖区水体信息的问题,提出了先对光学影像进行混合像元分解,消除植被干扰,增强水体信息,再联合雷达影像的多源遥感数据提取方法。以地物类型丰富,水体发育的湖南衡阳地区为研究对象,选择Landsat8光学影像和PALSAR雷达影像为主要数据源,先利用混合像元分解模型从Landsat8光学影像提取出植被信息,对水体光谱进行重建,再综合去除植被的Landsat8影像的光谱信息和PALSAR影像的纹理信息进行面向对象的多源遥感水体信息提取,并与单源影像的水体信息提取结果进行对比。结果表明,该方法进行水体信息提取的精度更高,尤其在水陆过渡带,能够较好地去除植被干扰,提取被覆盖的水体信息,在南方植被覆盖区水体信息定量提取上具有很好的效果和潜力。     

一种改进的决策树分类方法在土地利用信息提取中的应用

选择昆明市作为研究区,以2011年LandsatTM影像为基础数据,通过分析研究区地形特征,提出把研究区进行分区并分别确定高程、坡度决策规则的改进型决策树分类方法,并结合分析的光谱特征规律,在决策分类中引进了比值型指数、NDVI值,构建基于光谱特征和地学辅助知识的决策树信息提取模型,最后对传统计算机自动监督分类方法与决策树信息提取模型方法解译的昆明市土地利用数据的精度进行评价。研究结果表明：基于改进的决策树分类方法进行遥感信息提取的昆明市土地利用数据的Kappa指数比传统监督分类方法提高了0．234,分类精度提高了17．03％;从各种地类类型的测试样本点平均正确率来看,改进的决策树分类方法比传统监督分类方法提高了21％,大大提高了LandsatTM遥感数据分类的精确度和可靠性。     

基于改进的NDBI指数法的遥感影像城镇用地信息自动提取

针对目前遥感影像城镇用地信息提取存在精度不高、不够客观等问题,在分析Landsat ETM影像上各主要地物光谱特征的基础上,提出了一种基于改进的归一化建筑指数(NDBI)的遥感影像城镇用地信息自动提取方法.利用南京市主城区的Landsat ETM影像对该方法进行了验证,结果表明:该方法能够有效提取研究区的城镇用地信息;相对于常规的NDBI指数法,改进后的方法消除了稀疏植被对城镇用地提取精度的影响,大大提高了城镇用地信息的精度,并具有快速、客观等优点.     

基于谷歌地球引擎的开封城区2010—2019年水体分布变化研究

为了研究开封市年际水体分布变化,选用Landsat系列多时相影像数据,在谷歌地球引擎google earth engine(GEE)云平台上结合归一化水指数、改进的归一化水指数、归一化植被指数以及归一化建筑指数构建光谱特征使用分类回归树、支持向量机、随机森林分类方法对开封市城区的水体进行提取并分析.结果表明:基于GEE云平台和机器学习的分类,能够很好地提取出开封市城区年际水体分布变化情况;开封市城区的水体面积处于不断变化中,先减少后增加,总体上趋于增加,随着城市的发展变化,城区的景观格局发生较大改变,影响开封市水体面积产生变化的主要因素是北部黄河水量的变化以及开封市近年来正在实施的"城市双修"对水体的影响;使用随机森林分类能更好地对开封市城区的水体进行提取,提取水体的最小精度为94.6％,平均总体分类精度为96.9％,平均Kappa系数为0.954.     

基于GF-1数据和非监督分类的冬小麦种植信息提取模型

针对当前冬小麦种植信息提取方法普遍存在严重依赖地面样本数据和人为主观干扰过多的现象,而非监督分类算法自身又具有独特的特点,研究了基于非监督分类的冬小麦提取方法。在实际应用中,非监督分类的初始分类数目难以准确确定,这会导致分类精度降低或分类结果需要进行二次人工合并。通过时间序列曲线和差值增强技术解决了初始分类数目难以准确确定的问题,提出了一种以归一化植被指数为冬小麦信息识别指标,基于高分一号数据和非监督分类的冬小麦种植信息提取模型。以河北省辛集市为研究区,应用该模型提取了2014和2015年辛集市冬小麦种植信息,并应用混淆矩阵方法进行精度验证和与监督分类方法对比分析。结果表明:①该模型冬小麦的制图精度为94.23%～96.64%,用户精度为92.31%～95.45%,Kappa系数0.89,整体精度达到94.33%以上;②在无需地面样本数据支持的条件下,该模型可以达到近似监督分类的提取精度。可见提出的冬小麦种植信息提取模型精度较高,可以满足区域内冬小麦种植信息地面遥感监测的需求,是一种行之有效的冬小麦种植信息提取新方法。     

基于空间光谱信息协同的城市不透水层提取方法比较研究

【目的】利用不同的端元提取方法及混合像元分解算法计算南京市2018年城市不透水层覆盖度,评估各方法的精度,为城市可持续发展提供可靠的基础数据支撑。【方法】采用Landsat 8 OLI遥感影像,基于像元纯度指数(pixel purity index,PPI)并考虑空间光谱信息协同提出空间像元纯度指数(spatial pixel purity index,SPPI),精炼提纯植被、裸土、高反照度不透水层及低反照度不透水层4种类型端元,利用线性混合光谱模型(linear mixed spectral model,LMM)、混合调制匹配滤波(mixture tuned matched filtering,MTMF)、双线性混合光谱模型(bilinear mixed spectral model,BMM)及BP神经网络(BP neural network,BPNN)算法提取南京城市不透水层,采用同年的Google Earth遥感影像目视解译结果对提取的不透水层丰度进行精度验证。【结果】SPPI能有效结合多光谱波段的光谱信息和全色波段的空间信息,提高端元提取精度并减少计算量;同时,基于SPPI的BP神经网络算法提取精度最高,为90.45%;而基于PPI的线性混合光谱模型精度最低,为80.62%。BP神经网络算法在复杂城市中的解混精度高于线性混合光谱模型、混合调制匹配滤波和双线性混合光谱模型。【结论】采用全色波段像元亮度空间异质性辅助提取端元的方法,用空间信息弥补多光谱波段光谱信息较少的缺点,对于改进或发展适用于中/高分辨率多光谱影像的端元提取方法具有一定的参考价值,将其与神经网络模型结合可以在城市不透水层提取中推广应用。     

基于HSV色彩空间和Otsu算法的无人机影像植被覆盖度自动提取

随着无人机遥感技术的不断发展和普及,其在生态学等领域中的应用已成为当前研究热点。植被覆盖度信息提取是无人机遥感的重要应用领域之一,然而目前无人机影像的植被覆盖度提取存在阈值难以选取、耗费时间过长等问题。为提高植被覆盖度提取的精度和速度,本文提出一种基于HSV色彩空间与Otsu算法的图像分割方法。该方法将无人机影像进行色彩空间变换,在HSV色彩空间中提取H分量并结合Otsu阈值分割方法,全程快速自动地完成植被覆盖度提取。实验结果表明,Otsu算法能显著缩短植被覆盖度提取时间,且提取精度较高,并且在结合HSV色彩空间时,准确度更高,对比传统植被覆盖度阈值提取有较为明显的优势,提高了植被覆盖度提取的时效性。     

基于PCA的盐地碱蓬植被信息提取新指数研究

盐地碱蓬是海岸带一种重要的先锋植被,其时空分布信息是海岸带湿地生态系统保护及湿地修复工程的基础数据.为准确地获取碱蓬群落时空分布信息,构建一种盐地碱蓬提取指数十分必要.该文以辽东湾北部海岸带湿地为研究区域,基于Landsat8 OLI数据,采用主成分分析方法(PCA, principal components analysis)构建盐地碱蓬指数(suaeda principal components analysis index, SPCAI),并将其应用到多源遥感数据(Landsat5 TM、Landsat7 ETM+、Landsat8 OLI和Sentinel-2 MSI)中,最后利用SPCAI获取近21年辽东湾北部海岸带湿地碱蓬群落的时空分布信息.结果表明：1)经主成分分析的Landsat数据的第4波段(PCA₄)对盐地碱蓬的响应最为明显,且Landsat8 OLI数据的主成分分析结果明显优于TM和ETM+数据;2)基于Landsat8 OLI的PCA₄波段构建SPCAI,SPCAI对碱蓬的响应明显优于NDVI、SAVI、MSAVI,并...     

高密度城区公园降温效应与模拟预测研究——以天津中心城区为例

在当前快速城镇化背景下,大量城镇人口导致各大城市人口密度不断增加,高密度的城区热岛现象开始加剧。公园绿地作为城市生态系统的重要组成部分,在缓解热岛方面具有重要作用。本研究以天津中心城区8处较大的公园绿地为实证对象,基于2013年Landsat8 ETM＋影像,通过单窗算法分析其降温效应。研究表明：公园面积及植被覆盖度是热岛效应最重要的影响因子,水体比例也在很大程度上影响着地表温度;各公园的最大降温强度和降温距离差异较大,降温强度温差约2．72℃,降温距离相差195 m;城区面积较大的公园降温效应更明显,水体比例高于30％或植被覆盖度高于10的公园降温效应较理想;并在研究结论的基础上构建了公园的降温效应模型。研究成果为天津中心城区及类似高密度城区的公园绿地规划提供了有效技术支撑。