城市不透水面遥感提取方法研究进展

城市不透水面比例是城市热环境研究的重要指标之一,利用遥感技术提取城市不透水面对于城市热岛效应研究具有重要意义.在综合了国内外关于不透水面遥感提取方法的文献基础上,本文对现有的不透水面遥感提取方法的原理、特点及应用范围进行了介绍分析,并对不透水面提取方法的未来发展进行了展望.     

城市不透水面遥感提取应用探讨

城市地区是人类社会发展的主要区域,城市不透水层变化象征着城市化进程的速率。伴随着全球范围内城市化速度的不断加快,不透水层已经取代其他地表类型,城市不透水层的面积覆盖、范围大小、区域变化对城市生态环境、热环境、水文等具有重要的影响。因此,精准、高效的提取大范围不透水层已成为目前遥感研究的重要难题之一。介绍了根据不同的遥感影像的数据特点和技术提取不透水层的理论方法,并总结了现有的不透水层提取方法,主要包括基于光学遥感影像提取、利用雷达干涉技术提取以及融合多源遥感数据提取。最后探讨展望遥感技术在不透水层提取中的发展趋向于融合多源遥感数据提取不透水层,在此提出了一种融合多源遥感数据提取不透水面的理论方法。     

基于Landsat影像的西宁市不透水面格局演变过程

不透水面是衡量城市化进度的重要指标,准确地掌握不透水面的时空变化特征对城市协调发展以及规划布局有重要的指导意义。以西宁市为列,基于2001、2009、2017年landsat TM/OLI影像,采用增强型归一化差值不透水面指数提取不透水面信息,并结合不透水面覆盖率的变化、不透面面积年均增长率的变化、圈层理论及景观格局指数等分析近20年间西宁市不透水面的时空格局演变,旨在揭示新型城镇化背景下不透水面的时空变化规律。结果表明:①2001～2017年间西宁市不透水面扩张显著,总面积由41.58 km~2增长到96.23 km~2,年均增长率高达8.22%;②城北区不透水面面积增长率位于四区之首,城中区增长率最低;③不透水面主要分布在距城中心14 km~2区域,且不透水面由城中心向周边呈显著扩张态势,距离城市中心越远,不透水面面积增长速度越快;④不透水面内部斑块正趋于完整化、规则化发展,最大斑块所占比例(LPI)不断增加,优势度不断上升,人类活动对其空间特征的干扰作用在不断加强。     

城市不透水面遥感信息提取方法的比较研究

不透水面信息是有效评估城市化进程及发展水平的重要参数.以处于快速发展中的杭州市为例,基于Landsat和SPOT卫星遥感影像数据,计算并分析4种光谱指数(NDISI、ENDISI、BCI和BUAI)及2种监督分类方法(支持向量机和神经网络)对不透水面的提取精度,以确定遥感提取杭州市主城区不透水面信息的最佳方法.结果表明：BCI指数法的提取精度最高,其次是BUAI指数法,NDISI指数法的提取精度最低.该研究可为有关部门快速且高效提取分析不透水面信息提供参考.     

面向像元-对象双尺度的不透水面遥感检测

为了改善像元级遥感不透水面提取时存在的椒盐现象,提出了一种面向像元-对象双尺度的不透水面遥感检测方法.首先基于建筑、植被、水体等多种光谱指数,在像元尺度上提取不透水面的分布范围,然后对遥感图像进行多尺度分割,并通过设置高阈值和低阈值来处理图中的碎斑和空洞.利用双尺度不透水面检测方法对天津市精武镇多年的遥感图像进行不透水面检测,结果表明,该方法检测的正确率为80%左右,漏检率低于10%,检测精度高于光谱指数方法.     

北京市五环内不透水面变化研究

基于北京市2000年增强型专题制图仪和2010年专题绘图仪遥感影像,利用线性光谱混合分析模型对两幅影像实施亚像元分解,获取城市不透水面的空间较为精确的分布情况。在此基础上,结合研究区土地利用和实地资料,利用归一化建筑指数与混合光谱分析的方法,对北京市近10年来不透水面动态变化格局进行分析,研究城区不透水面的变化情况。研究结果表明:基于混合像元分析的不透水面变化信息提取方法是行之有效的。10年间北京五环内不透水面覆盖度总体上随着城市化进程呈现放射状扩张,城市建设是形成不透水面的重要驱动力之一。     

基于SVM和线性光谱混合模型的城市不透水面丰度提取

不透水面丰度的提取在城市环境监测和规划研究中具有重要价值.基于2006年7月30日合肥市TM影像数据,运用支持向量机(SVM)监督分类与线性光谱混合模型(LSMM)相结合的方法提取研究区不透水面丰度值,并与单一运用线性光谱混合模型提取结果进行比较.研究结果表明:支持向量机监督分类和线性光谱混合模型相结合的方法RMSE为12.8%,提取精度高于线性光谱混合模型,该方法提高了城市不透水面丰度提取的精度.     

兰州市中心城区不透水面覆盖度的遥感估算

利用Landsat 7的ETM+影像,在线性光谱分解的技术上,提取了兰州市中心城区的不透水面分布状况,运用均方根、航片和随机采样对提取精度进行了检验,并对不透水面的空间特征进行了分析.结果显示,利用中等分辨率影像对兰州市中心城区不透水面分布提取的精度较高;植被、高反照度、低反照度和裸露的土壤4种最终光谱端元的线性组合,可以较好地模拟ETM+波谱特征;高反照度、低反照度两种最终光谱端元可以很好地表达城市不透水表面信息.     

基于不透水面的石家庄市市区扩张研究

以不透水面数据代替建设用地,计算扩张速率、扩张强度、转移矩阵以及转移图谱,探究石家庄市市区近30 a扩张变化.研究结果表明：1990—2020年石家庄市市区扩张呈现从中心向四周蔓延的趋势,平均速率为16.19 km²/a,属于高速扩张阶段;扩张强度呈先减小后增大的趋势,总体扩张强度为12.37%,总体扩张强度大小排序为栾城区>裕华区>藁城区>鹿泉区>新华区>长安区>桥西区;其余土地覆被类型转入不透水面（建设用地）面积大小排序为耕地>草地>森林>裸地>水域>灌木;1990—2000年研究区不透水面（建设用地）扩张的面积最大.该研究可为石家庄市市区发展规划提供依据.     

基于不透水面的城市扩展研究——以张店区为例

通过不透水面变化研究城市扩展趋势,对城市的规划和建设有重要意义.基于遥感影像进行人工目视解译,研究张店区不透水面扩展情况、土地利用变化及主城区扩展方向,利用标准离差椭圆法分析主城区发展方向.研究表明:在研究的二十年时间段内,张店区不透水面总面积增长69.74 km2,其中2010—2015年扩展速度达到峰值(5.47 ...     

蒸散发遥感估算方法的研究进展

传统的估算蒸散发的方法虽然能够获取相对准确的均匀下垫面的蒸散发,但大多局限于点或田间尺度,难以反映蒸散发的空间异质性.遥感作为一种高效的空间信息获取和处理手段,被认为是估算陆面蒸散发的有效途径.近30多年来,随着技术的进步,发展了从简单的经验公式到结合陆面过程模型的陆面数据同化系统等基于遥感数据估算蒸散发的方法.本文总结了遥感估算地表蒸散发各种方法的输入数据、假设、原理、优缺点,并概括了遥感估算陆面蒸散发存在的主要问题和发展趋势.     

基于CommonKADS遥感图像土地分类知识系统

为了解决传统软件工程开发方法难以胜任知识型系统开发的难题,应用Com-monKADS技术来指导遥感图像的土地类型分类知识系统的开发,分别建立组织模型、任务模型、主体模型和知识模型。     

Land cover classification of remotely sensed image with hierarchical iterative method

Land cover classification is one of the most wide ly used applications of remote sensing. The use ofmultitemporal remote sensing data in land cover clas sification is one of the effective methods of obtainingaccurate land cover/land use data. For a particularimage, different land cover types often show a similarspectral response and are difficult to separate. Theadvantage of using multitemporal data is that differentvegetation types show different spectral characteristicsin…     

基于遥感技术的泰山植被覆盖和岩性的关系研究

以遥感影像为数据源,以实测的研究区地物的波谱曲线为依据。对TM影像进行了包括波段的选择、彩色合成、监督分类等一系列的处理。在此基础上确定了植被密度较大的区域的阚值,对NDVI植被指数图像进行滤波处理,提取出植被密度较大的区域的范围。并把它与岩性分布图进行叠加分析,得出不同岩性上的植被覆盖情况。结合岩石化学成分的资料,分析了可能的原因,指出了植被覆盖和岩性有密切的关系。     

基于容量限制的道路与城市交通的互演化研究

城市道路与交通之间是一个非常复杂的互演化过程。本文通过考虑容量限制,建立了二者之间的互演化模型,并对模型进行了稳定性分析和仿真分析。结果表明所建立道路与城市交通的互演化模型是稳定的,并且在互反馈作用下,互演化模型能够达到平衡状态。此外,通过调节控制参数,可以实现对道路与城市交通互演化过程进行协调控制。     

遥感图像处理系统与光化学影像输出系统的复合研究

高效、优质与经济实用的图像输出方式,是目前数字图像输出技术研究的热点.传统的数字图像输出技术,尚存在色彩与分辨率等方面的不足,且设备造价昂贵.结合信息提取与光化学影像增强,讨论了解决这些问题的有效途径.研究结果表明,采用遥感图像处理系统与光化学影像输出系统相结合的方式,输出的图像清晰、色彩鲜艳,突出了特定的目标影像,且明显提高了成图的速度.     

城市景观格局与地表温度的定量关系分析

热岛效应是典型的城市气候现象,它的形成及强度与土地利用类型、景观格局等诸多因素有关.本文基于深圳市2010年遥感影像,采用线性光谱混合模型提取土地利用/覆盖等信息,利用最小二乘法和地理加权回归方法分别分析城市景观格局对地表温度的影响.结果表明:深圳市地表温度介于22.28~41.34℃之间,从西北到东南逐渐降低,城市不透水面温度显著高于植被覆盖区域,城市热岛效应明显.地理加权回归模型可以有效处理回归分析中空间非平稳性现象,能更好地刻画景观格局与地表温度之间的定量关系.植被格局指数对地表温度的空间分布解释率较高,其中归一化植被指数(NDVI)、叶面积指数(LAI)对地表温度的解释率最高,分别达88%、90%.不透水面面积、破碎度、邻近度,植被优势种种类、密度、空间分布以及垂直水平生长情况等共同影响深圳市的地表温度.在城市建设实践中,避免不透水面连片集中,降低其邻近度,同时尽可能增加城市的绿地面积,提高NDVI和LAI数值,是缓解城市热岛效应的有效手段.     

川西乡城-稻城-得荣地区遥感信息与矿化关系

川西乡城-稻城-得荣地区成矿地质条件良好,是斑岩型铜矿的重点勘探区域.以ETM 图像数据为信息源,运用比值变换和主成分分析技术,进行数据融合和图像增强处理,提取构造和近矿围岩蚀变信患;通过与矿床(点)、地球化学异常等信息叠加,开展川西地区与云南中旬地区重要斑岩成矿带蚀变、区域地球化学异常等综合信患的对比研究,根据物探、化探、遥感的解译成果圈定成矿远景区.因此在遥感信息中提取直接找矿信息(控矿构造和蚀变信息)是有效、经济、快速的地质调查方法.     

遥感影像分类方法的研究

该文基于ERDAS的KnowledgeEngineer分类方法原理,提出一种多信息源、智能化、程序化的阈值分类技术,利用空间模型语言SML（SpatialModelerLanguage）编程实现遥感影像的分类,进而克服了传统分类方法只能针对单一信息源的局限。研究工作以1999年ETM＋遥感影像临港新城为例,将该方法与传统的监督分类方法进行比较和精度评价。结果表明,阈值分类法比监督分类法分类精度高,指标Kappa系数由0.6109提高到0.8204。该方法可通过模块实现多信息源的调用,从已分类图像中提取确认的分类信息,达到一定的智能化,减少人为的重复性操作。