基于遥感影像水体提取算法的研究

随着遥感技术的发展与成熟,基于遥感影像的水体指数的计算方法也变得越来越多。此类方法全都采用不同地物光谱特征来区别水体及其它地物,操作起来不仅简单快捷,而且提取精度较高,得到了众多研究学者的广泛应用。本文主要介绍的方法有归一化水体指数NDWI、改进的归一化水体指数MNDWI、增强型水体指数EWI、修订型归一化水体指数RNDWI、新型水体指数NWI、新型水体指数NEW等,通过综合分析,比较各类方法的提取效果,借以研究水体提取的发展前景。     

基于NDISI的七台河市不透水面信息提取

基于遥感手段,利用TM影像,对黑龙江省七台河市进行不透水面信息的提取,选取的方法是改进的归一化不透水面指数法(NDISI).这种方法利用各个波段反射率的强弱的特点突出不透水面信息,对结果利用阈值法加以提取,并进行了精度验证.经验证,七台河市的不透水面信息被较好的提取出来了,总精度达到了81.7%,kappa系数达到了0.7162.经过验证,证明归一化不透水面指数法(NDISI)在该地区能够得到较好的应用,也为大范围的不透水面制图提供了指导.     

基于遥感影像的水体提取方法对比

本文北京市密云水库为例,基于landsat 8 OLI影像,采用归一化水体指数NDWI、归一化差异水体指数MNDWI、增强型水体指数EWI、修订型水体指数RNDWI、新型水体指数NWI、新型水体指数NEW 6种水体指数定量的对水体进行提取。结果显示,NDWI提取情况较差,其它5种方法都能很好的提取出水体,其中水体指数NWI精度最好,其余四种精度大致相同,都较为理想。     

海口市滨海旅游区LUCC景观格局特征和演变规律

选取海口市滨海旅游区作为研究对象,以1991,2001,2008年遥感影像为主要数据源,采用面向对象信息提取技术,提取了海口市滨海旅游区1991-2001-2008年土地利用/土地覆盖信息,并结合GIS技术手段、景观格局指数及景观格局分析软件FRAGSTATS,分析土地利用变化,结合景观格局指数分析了LUCC景观格局特征以及景观空间格局的时空动态变化,结果表明:海口市滨海旅游区多样性指数有所增加,景观破碎化程度有所降低,部分景观类型斑块在空间分布上总体趋向于聚集,部分景观要素类型斑块在空间分布上总体又趋向于分散.     

基于遥感影像的恩施市土地利用/覆被变化研究

以恩施市2003年和2015年的遥感影像为基础,本文利用ENVI5.1将影像分成六大土地利用类型:林地、耕地、草地、建设用地、水域和裸地。同时,采用土地利用/覆被变化幅度、动态度的数学模型和混淆矩阵的分析方法,研究恩施市2003—2015年土地利用/覆被动态变化。结果表明,2003—2015年,恩施市土地利用类型占比最高的为林地和耕地,二者总面积超过恩施市总面积的80%,林地和耕地是土地利用类型变化幅度最大的用地类型;土地利用/覆被变化最剧烈的主要为建设用地、水域和裸地,土地利用变化过程动态度K2分别达到28.43%、16.63%和7.74%;土地利用类型相互转化方面,主要是林地和耕地的转化,其次是草地、裸地向建设用地的转化。     

基于马尔柯夫模型的泉州市土地利用/覆被格局变化预测

以泉州地区1996年,2005年和2008年3个时期的土地利用/覆被类型数据为基础,在ARCGIS,C语言等相关软件的支持下,确定出研究区土地利用/覆被的初始状态及转移概率矩阵,利用马尔柯夫模型模拟出泉州地区未来土地利用/覆被格局的动态演变情况和未来演化趋势.结果表明,在未来几十年内,研究区的农用地和未利用地将会不断减少,而建设用地将逐年增加.根据模拟结果可对各类土地利用/覆被格局进行调整,为土地利用总体规划提供一定程度的借鉴.     

面向对象的机载LiDAR数据建筑物提取

基于LiDAR数据,提出一种由粗到细的面向对象的建筑物自动提取方法.首先通过机载LiDAR数据构建出归一化数字表面模型(normalized digital surface model, nDSM),利用首尾两次回波高程计算出归一化差值(normalized difference, ND),并采用形态学运算消除边缘特殊回波点.基于nDSM和ND数据,依据建筑物的高程及穿透性信息,用阈值分割法进行建筑物粗提取.结合nDSM和ND数据以及强度信息,对粗提取得到的备选建筑物采取多尺度分割,合并亮度值相差较小的邻近分割结果对象,达到对分割结果的优化处理.最后利用目标对象的亮度、形状、面积和空间关系等特征,完成建筑物的精提取.实验结果表明,该方法可得到较高精度的建筑物信息,是基于机载LiDAR数据提取建筑物的新思路.     

基于不透水面的海南港口城市扩张分析

利用Landsat TM与OLI影像,结合V-I-S模型与线性光谱混合模型,综合NDBI、SAVI等指数,提取海南省海口市和三亚市的不透水面信息,并分析其空间变化特征.结果显示,近15年(1999~2015)来两市不透水面均呈现由沿海向内陆扩张的趋势.海口市不透水面主要向南部和西部扩张,三亚市不透水面扩张方向较分散.海口和三亚城市扩张速度较快,两市不透水面占两市的面积比例均增长了2倍以上.两市人口、GDP、不透水面均逐年增长,但人口增长较为平缓,GDP与不透水面增长较为显著.实验表明,将线性光谱混合模型与NDBI、SAVI指数相结合,可在一定程度上减少裸土、盐碱地等对不透水面信息的干扰,改善不透水面的估算效果.     

伊洛河流域河南段景观格局特征及变化研究

【目的】研究伊洛河流域河南段景观格局的时空变化特征,对其生态系统稳定性、保护流域生态安全具有重要意义。【方法】以2000年、2010年、2020年Globeland30地表覆盖数据为基础,利用SRTMDEM提取伊洛河流域河南段的范围,采用Fragstats软件得到伊洛河流域河南段类型水平和景观水平共9种景观格局指数。【结果】耕地和林地是伊洛河流域的基质景观类型。根据类型水平上的指数变化。可以将景观类型分为三类：第一类为林地、草地和水体,在近20年中表现为破碎度逐渐下降;第二类为耕地和湿地,破碎度增加;第三类为人造地表,破碎程度先增加后减小。【结论】景观水平上的指数变化表明近20年来伊洛河流域整体景观的破碎度呈下降趋势,异质性减小,生态趋于良好,流域内存在优势类型,景观连通性较好,且保持稳定状态。     

基于ETM+热红外波段的哈尔滨地区地表温度反演算法研究

利用Landsat ETM+影像,采用辐射传导方程对哈尔滨地区的地表温度进行了反演.在辐射传导方程中,对于地表比辐射率的估算,考虑到哈尔滨地区复杂的地形和地表覆被类型的多样性,采用结合地形、水、建筑和自然表面等因素作用的经验公式进行.结果表明:地表温度的遥感反演值符合地表水热关系.     

基于“珞珈一号”夜光遥感影像的粤港澳大湾区城市空间形态分析

利用"珞珈一号"夜间灯光影像,分别采用简单阈值法与植被调节的城市夜间灯光指数法提取粤港澳大湾区城市建成区.对比两种提取方法,植被调节的城市夜间灯光指数法可以削弱"珞珈一号"影像的过饱和现象,减少由于影像的"溢出"导致的误提取.计算并对比大湾区内城市建成区的景观指数发现,不同城市的建成区分布存在不同模式:广州、深圳、香港作为大湾区发展核心,城市区域向外扩展;东莞、佛山、澳门、中山、珠海的城市建成区紧凑性高,空间分布组成完整;肇庆、江门、惠州在大湾区内的发展程度低于其他城市,城市建成区斑块面积小,相距较远.研究证明了利用"珞珈一号"夜光遥感影像可以有效揭示粤港澳大湾区的城市空间形态,为该地区城市规划政策提供了依据.     

基于IBI指数和ISODATA的城市建成区提取对比分析

以苏州市市辖区为研究区,运用2000年和2015年两期两景Landsat遥感影像,结合建筑用地指数(IBI)和非监督分类的ISODATA分类方法,对苏州市市辖区建成区进行信息提取,并进行精度验证。结果表明,IBI指数提取精度优于ISODATA分类,能够很好地用于建成区提取;15a间苏州市市辖区建成区呈向外围扩张趋势,但扩张不明显。     

面向地理国情监测的CRF遥感影像分类

针对地理国情监测中地表覆盖信息的提取,提出了一种基于条件随机场的高分辨率遥感影像自动分类方法.与面向对象的传统分类方法不同,该方法基于概率图模型分别计算像素级和对象级的势函数,以及像素与它所属对象之间的层间势函数,将所得势函数统一到一个CRF模型中进行图割求解.该方法较充分地表达了像素与对象之间的关系,从而降低了对象分割误差传递对影像分类结果的影响.以“高分1号”遥感影像为实验数据,借鉴地理国情普查中地表覆盖分类体系进行实验验证.分类总体精度和平均精度分别达到91.08%和86.95%,远高于基于面向对象的分类结果.     

福建戴云山自然保护区植被景观斑块特征分析

利用戴云山自然保护区的植被分布图和地形图等,在GIS软件支持下提取植被景观斑块信息,从植被景观组分斑块特征的角度对戴云山自然保护区的植被景观格局及破碎化进行分析.研究结果表明,在戴云山自然保护区中,温性针叶林、常绿阔叶林、暖性针叶林景观是该区的3个主要景观类型;景观组分的面积、周长、斑块数的分布不均衡;各景观组分面积与周长的分布相似,而斑块数的分布却没有明显的规律性.植被景观斑块总体特征分析表明,农地景观的破碎化程度高,而温性针叶林、常绿阔叶林与暖性针叶林景观的破碎化程度低.     

河南省土地利用变化及其地形梯度特征分析

河南省土地利用/覆被空间格局演变在水平和垂直方向上都具有明显区域特征。利用DEM数据对研究区土地利用/覆被空间格局演变过程中的地形梯度规律进行讨论分析,研究结果表明:(1)耕地是河南省土地利用的基质类型,其主要分布在中东部平原地区,林地和草地则分布在其北部、西部和南部的山地丘陵地带;(2)1988-2008年间河南省除建设用地面积不断增加外,各土地利用类型均发生着波动变化,耕地面积在波动中面积不断减少,未利用地呈现较为激烈的变化态势,该区域土地利用结构变化正由温和型向加速变化型转变;(3)土地利用发生变化的区域主要分布在地形和土地利用类型的过渡地带,集中在1 000m、10°以下地区,在0-200m之间主要以耕地和建设用地为主,在这一区域耕地与建设用地的矛盾更为激烈,在500-1 000m之间主要是耕地向林地和草地的转换。     

食物资源对人工红松林地表鞘翅目土壤动物群落格局的影响

揭示群落物种空间格局与过程是土壤动物群落生态学研究的重点内容之一.本实验于2017年7月在黑龙江省凉水自然保护区采用陷阱法调查地表鞘翅目土壤动物,基于地统计分析方法研究20 m×20 m空间尺度地表鞘翅目土壤动物对于食物资源利用的分布格局特征.结果表明:所有调查共捕获地表鞘翅目成虫246只,经鉴定分为7科25种,其中葬甲科(Silphidae)、步甲科(Carabidae)和隐翅虫科(Staphylinidae)为群落的优势科.葬甲科空间分布格局主要受食物资源的调控表现为明显的中心聚集现象,绝大多数个体聚集在样地中心食物资源附近.葬甲科分布格局与鞘翅目群落的格局类似,食物资源主要对葬甲科具有调控作用,且葬甲科个体数在鞘翅目群落中占有较大比例,因而鞘翅目群落空间格局与葬甲科空间格局具有一致性,葬甲科一定程度上决定了鞘翅目群落的格局特征.     

基于TVDI的河南省遥感土壤墒情反演研究

【目的】精准高效地监测土壤墒情是现代化农业发展的重要环节。【方法】以我国农业大省河南省为研究区，基于MODIS遥感数据，提取归一化植被指数（NDVI）和增强型植被指数（EVI）分别与地表温度和地表温差建立温度-植被指数特征空间和温差-植被指数特征空间。通过研究区土壤水分站点的数据，讨论分别由Ts-NDVI、Ts-EVI、DT-NDVI和DT-EVI特征空间计算得到的温度植被干旱指数（TVDI）与土壤墒情站点的数据的相关性，以此验证基于MODIS数据的TVDI反演大区域土壤墒情的能力。【结果】Ts-EVI特征空间构建的TVDI与实测土壤墒情具有较稳定的相关性。【结论】TVDI不仅能够反映土壤表层的干湿状况；还能有效的反映土壤湿度的时空差异，是一种有效的实时监测土壤干湿状况的手段。     

基于遥感和GIS的德州市德城区建成区扩展变化及驱动力分析

基于遥感和GIS技术,利用德州市1997—2017年4期TM(OLI)遥感影像,提取德城区近20年的城市建成区.引入扩展强度指数和紧凑度指数等数学方法,分析了德城区近20年城市用地的时空变化特征,并结合社会经济指标数据,对研究区建成区的扩展变化及驱动力进行了分析.结果表明,在研究期内,德城区建成区的面积增加了1.77倍,平均年增长3.30km2.城市向东扩展显著,城市重心东移,造成德城区建设用地的时空扩张特征的驱动力主要有人口、经济、交通和政策因素,其中政策因素对城市时空形态的演变具有决定性作用.     

基于多分类器组合的湿地类型信息提取

针对如何提高遥感影像分类精度等问题,该文选取覆盖友好自然保护区的Landsat_5TM遥感影像为数据源,提出了将多个分类器进行组合的遥感影像分类方法.该方法将熵权法引入到湿地遥感分类研究中,选取最大似然、支持向量机(SVM)、神经网络(NN) 3种分类器作为子分类器,利用熵权法确定组合分类器的组合规则,采用多分类器组合的方法对友好自然保护区进行湿地类型信息提取,以提高湿地的分类精度.结果表明:与单一分类器相比,多分类器组合的遥感影像分类方法能够有效的提高分类精度.     

基于“三生空间”功能评价的中原城市群国土空间特征及优化研究

"三生空间"是城市社会经济活动发展的重要基础,有序优化的"三生空间"能够保障主体功能区规划与国土空间开发保护制度的有力落实。本文以中原城市群为研究对象,运用综合评价法、耦合协调度指数、比较优势指数等定量分析方法,对中原城市群内30个城市的"三生空间"功能进行评价,并得到其国土空间特征及相应的优化方案。结果表明:(1)从总体上看,中原城市群30个城市的"三生空间"功能差异明显,基本呈现"强少弱多"的格局。生产空间功能方面,多数城市的生产空间功能得分差异不显著。生态空间功能方面,中原城市群内河南中部大片区域生态空间功能相对滞后。生活空间功能方面,大部分城市的功能评价等级为较低和低。(2)中原城市群30个城市"三生空间"功能的耦合协调类型以轻度协调和轻度失调为主。从分布格局上看,耦合协调度呈现"边缘高内部低"的空间分布形态。(3)通过计算中原城市群30个城市"三生空间"功能的比较优势指数,将中原城市群国土空间划分为6种优势功能区,并提出了相应的国土空间优化方案。