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。     

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.     

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.     

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 ...     

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InSAR技术提取南昌地区不透水面信息

目前城市不透水面信息提取的研究主要基于光学遥感影像提取.但使用光学遥感手段提取不透水面信息易受到云层遮挡及光谱混淆等问题的影响.为此,提出了一种新的基于InSAR技术的图像分类方法.通过对Sentinel-1影像进行干涉分析,计算出各地物的后向散射特性中的相干系数值,然后建立随机森林并利用回归分析法获取不透水面的相干系...     

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 p...     

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.     

2005～2017年快速城市化背景下洱海流域不透水表面时空格局分析

近年来随着我国经济建设的不断加快以及城市化的快速发展,工业和人口的大规模聚集造成了不透水表面的快速扩张,这对城市生态环境产生了严重的影响。作为城市化水平的关键指示因子,不透水表面已经被广泛应用在城市生态环境评估中。为了定量的分析洱海流域不透水表面拓展的时空动态特征规律,本文以大理市所在的洱海流域为研究对象,利用2005年至2017年的大理市Landsat 5、Landsat 8遥感影像,提取归一化水体指数(MNDWI)和归一化差值不透水表面指数(NDISI)对洱海流域的城市、道路进行空间分析并提取出不透水表面信息进行空间格局分析。研究结果表明：2005~2017年间,随着城市化的快速发展,洱海流域的植被覆盖率和水体等自然地物覆盖率处于下降状态,而不透水覆盖率从11.6%上升到19.8%,呈现快速持续上升趋势。由洱海水质和其流域内不透水覆盖率线性拟合结果可以得到两者具有一定的负相关性。可以预见洱海水质未来发展中随着不透水覆盖率的增长而下降。因此,在城市发展的同时,应该注重对洱海的综合治理,不能任水质自行调节。本研究结果为洱海流域内城市规划管理和流域(水)环境治理提供参考信息,具有重要的现实意义。     

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。     

基于SPOT遥感影像的下垫面信息获取研究

分析了利用SPOT卫星影像提取下垫面信息的现状,包括工程实践中通过SPOT立体像对恢复DEM的方法及其特点以及其他下垫面信息的提取方法及其特点;综述了智能化、高效率获取下垫面信息的研究进展.结果表明,随着科学技术的进步,空间分辨率低、大区域、高质量立体像对获取困难及云层覆盖等SPOT影像数据本身存在的缺陷将逐步被克服,但智能化、高效率地进行下垫面信息的提取,将是今后必须努力解决的理论与技术难题.     

基于不透水表面模型的北京辖区水环境效应分析及控制目标

中国城市中建筑用地随着城市化的发展不断增多,不透水表面扩张的面积和速度逐年增加,造成了水土资源需求与供给的矛盾。基于不透水表面模型对北京市8个辖区不透水表面的水环境效应及控制目标进行了研究。结果表明:北京各时期各辖区不透水面积在不断升高;利用不透水表面模型分析,说明不透水表面的扩张是造成北运河流域水环境恶化的重要因素;为避免流域水质进一步恶化,基于8个辖区不透水表面的现状基数提出将流域不透水面积率控制在25%的目标值;并确定了各辖区不透水面积率的控制目标。建议至少需将42%的非屋顶城镇村及工矿用地面积转化为绿地、裸土或透水铺装,才能达到25%的流域不透水面积控制目标值。据此认为,合理规划和控制不透水表面应成为北京市推进海绵城市建设的重要方向。     

空间信息网络中安全可追溯的影像分发方案

遥感影像分发是空间信息网络的重要应用.针对现有遥感影像分发方案存在的共谋密钥问题,基于关键数据保护方法,提出了差异化安全分发方案.该方案具有对分发内容的可追溯能力,基于JPEG2000图像压缩方法,将影像内容分为关键部分和公共部分;关键部分通过部署于地面的分发中心实现集中分发,使用无证书公钥密码技术实现安全传输,用户从...     

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ETM /TM数据的滇池流域不透水面变化与城市热岛效应关系研究

城市化进程的不断加快促使不透水表面迅速增加,不透水表面的变化对城市气候的变化有着巨大影响,其中最为显著的是城市热岛效应的出现。利用两个时相的Landsat ETM+/TM遥感影像数据,在RS和GIS技术支撑下,研究了滇池流域范围内不透水面和城市热岛的空间分布格局;并探讨了不透水面变化与城市热岛效应之间的关系。研究表明不透水面的存在导致了局部地区温度的明显升高,通过提取数据的对比发现城市热岛的空间分布和变化与不透水面的分布和变化存在着明显的一致性,而植被覆盖茂盛区域和水体则形成了城市中的"冷岛"区域。