基于SAR纹理和LightGBM的洪水淹没地区遥感应急监测

针对洪涝灾害期间淹水范围监测精准和时效的高要求,本文提出了一种基于SAR (synthetic aperture radar)纹理信息和LightGBM算法的水体提取方法.与SDWI (sentinel-1 dual-polarized water index)水体指数法、 SVM (support vector machines)、 RF (random forest)和GBDT (gradient boosting decision tree)算法对比表明,在河道、湖泊和洪水淹没区三类重点监测区域,该方法提取精度均达98%以上,总体精度优于其他方法.同时,该方法的运行效率较其他方法提升20～100倍,极大地提高了洪涝灾害期间淹水应急监测的时效性.     

贵阳市郊区鸟类的物种多样性保护

选取了位于贵阳郊区的贵州师范学院及其后山和离该校不远的一块镶嵌在森林中的农地,记录和比较两者之间鸟类的物种多样性和数量。校园和农地之间的距离小于1km,且校园后山和农地均主要由灌木丛、菜地和果园生境组成。该校校园及其后山能够支持62种鸟类,而农地中还多记录到4种留鸟和7种候鸟;在农地中频率指数大于500的鸟类有27种,而该校校园及其后山只有15种,鸟类的遇见机率和数量也明显增多。研究认为这种在精细的空间尺度内表现出的差异反映出城市化对物种多样性和数量的影响,而捕捉野鸟也威胁郊区鸟类的生存。研究建议在未来的城市规划和建设中要预留一些原有植被和水域生境,并开展环境教育以保护城市中的鸟类。
     

面向鄱阳湖洪涝风险分析的HY-1C/D卫星CZI影像水体面积与水位关系研究

海洋一号C星(HY-1C)和海洋一号D星(HY-1D)搭载的海岸带成像仪(coastal zone imager，CZI)广泛应用于海洋、海岛和海岸带监测，同时也是内陆水体动态监测的重要数据源.该文选择水体范围变化剧烈、旱洪灾害频发的鄱阳湖为研究区，以瑞利校正后的CZI反射率数据为基础，利用归一化水体指数(normalized difference water index，NDWI)与归一化植被指数(normalized difference vegetation index，NDVI)联合的水体范围提取方法，相对精度达到96%，并获取了2019年3月至2020年8月鄱阳湖湖泊淹没面积.在此基础上，结合同步的水文站水位测量数据，建立了适用于鄱阳湖的水面积－水位定量关系模型(R＝0.97).分析结果显示，鄱阳湖9月中旬至1月，水体面积最小，水位最低；2月至6月，水体面积逐渐增大，水位逐渐抬升；7月和8月，水体面积和水位达到年内峰值.洪涝风险区主要集中在鄱阳湖的东南部和西部.该研究对星地联合的洪涝风险分析有一定的借鉴意义.     

螺蛳对重金属元素的富集作用

用原子吸收分光光度法研究了不同地点的水体和螺蛳体内的铜、锌、铬、镉、铅５种重金属的含量,结果显示水体中锌的含量最高达到１７μｇ／Ｌ,其次是铜为３μｇ／Ｌ,铬和铅在１μｇ／Ｌ左右,镉的浓度最低,只有０．２μｇ／Ｌ,除了一个公园池塘水体中重金属浓度随季节夏、秋、冬的变化升高外,其他水体中重金属的浓度有不同程度的降低,与水体中重金属浓度相比较、螺蛳对这５种重金属都有富集作用,其中对锌和铜的富集可达到数十     

基于高分一号卫星数据的库区淹没频率分析方法

为分析水库水位变化对消落带生态结构的影响,提高淹没频率计算精度,提出一种基于高分一号卫星数据的淹频率分析方法。该方法通过对高分一号WFV影像数据进行预处理并多次迭代提取缓冲区的水体信息,结合地理配准和计算得到淹没频率空间分布特征,通过以此模拟的水体分布结果的精度验证淹没频率的可靠性。三河口水库实例验证结果表明:提出的水库淹没频率分析方法较准确地反映了水体信息的时空变化特征,模拟的水体信息结果总体精度和Kappa系数均值分别达到86.5%和73%,较准确地还原了水库蓄水阶段的水体变化,提高了水体淹没频率计算的精度。     

基于Landsat遥感影像的鄱阳湖水体信息提取与分析

鄱阳湖作为中国最大的淡水湖,具有非常重要的生态和经济价值.遥感技术的快速应用发展,使利用卫星遥感影像对鄱阳湖进行动态检测成为一种有效的途径.由于鄱阳湖季节变化特征明显,首先对鄱阳湖2018年1月枯水期和2016年7月丰水期Landsat影像分别采用归一化水体指数法、改进归一化水体植被指数法、自动水体提取指数法和谱间关系法对其进行水体信息提取.再根据该月份高精度最大似然法分类结果进行精度评定.可以得出枯水期采用MNDWI,丰水期采用AWEIsh水体提取方法效果最优.通过获取的2009—2018近10年鄱阳湖遥感影像数据,分别在枯水期采用MNDWI水体方法,丰水期采用AWEIsh水体提取方法,得出各月水体范围,然后对鄱阳湖面积进行年际及季节性的时序分析.实验结果表明:1)鄱阳湖是季节性变化很大并且存在明显规律性的湖泊,一年之中的最大面积约最小面积的2倍;2)2009—2018年的10年间鄱阳湖面积的最大值、最小值和平均值年际变化趋势一致,在枯水期鄱阳湖面积年际变化较小,在丰水期鄱阳湖面积年际变化较大,鄱阳湖水域面积并没有明显增大或减小的趋势.     

调水期风场对淮河入江水道浅水湖泊水动力水质的影响研究

为研究调水期风场对淮河入江水道高邮湖、邵伯湖输水流场的影响，采用MIKE21 Flow Model建立研究区域的二维风生流数值模型，在盛行风场作用下分析两湖泊的水动力变化与水质更新规律。结果表明：风荷载作用下，高邮湖内形成了多个形态迥异的风生环流，环流的流向、形状与风场的风向密切相关；新民滩控制线的上下级湖面是风涌增减水作用显著的区域，风速越高水位变幅越大，该水位变幅可能导致高邮泵站设计扬程与调水动力不足；风场的剪切拖曳作用对湖区水体与长江水体的更新置换规律也有影响，顺风条件下湖区水体水质的更新速度与程度显著提高，而逆风条件下水体更新强度则明显下降。     

基于融合视觉词袋的高分遥感水体提取算法

针对高分遥感影像中水体目标提取易受植被阴影及光照条件等影响问题，提出基于融合视觉词袋的高分遥感水体目标提取算法。在分析遥感水体特性基础上，提出一种遥感水体目标频谱特征提取方法。为增强水体目标特征表达能力，设计一种基于局部二值模式和频谱特征的融合视觉词袋模型。基于提出的模型，设计水体目标分类器。为进一步细化水体和非水体边界，提出对水陆交界区域进行二次识别，得到优化后的水体目标提取结果。实验结果表明：提出算法能有效检测高分遥感影像中水体目标，在准确率和Kappa系数上表现良好。     

结合DEM与淹没频率的水库水体动态遥感提取优化方法

由于云、雪及山体阴影造成的无效地表像元影响，利用遥感影像难以获取高精度的水库水体信息动态监测结果.论文在大津法的基础上，提出了结合DEM和淹没频率约束条件对水库遥感提取结果进行优化的方法(DF优化方法).基于Landsat系列卫星影像数据，使用改进的归一化差分水体指数(MNDWI)，通过大津法初步提取水库水体信息.结合多期提取结果综合得到的淹没频率以及当期有效水体像元的淹没频率特征，填补了受云、雪等因素影响的无效像元.在此基础上综合高程及水体淹没频率信息，剔除了山体阴影及其他偶发性因素的影响.遴选全球九个不同类型水库验证了DF优化方法的有效性，结果显示DF优化方法能有效减小水库水体的提取误差.与全球水体数据集JRC MWH的直接修正结果相比，DF优化方法总体分类精度提高了13%，达到了95.67%.同时，结合同步卫星测高数据构建的水位－水面积关系模型，进一步验证了DF水面积提取结果的准确性.相较于JRC MWH的直接修正结果，DF优化方法提取结果构建的水位－水面积关系模型的RMSE降低了30%.此外，该方法可基于GEE平台实现，能快速完成长时序的水体动态提取，为全球大尺度范围内的水库相关研究提供基础.