基于综合权重水体指数的水体提取研究——以鄱阳湖为例

Landsat TM/ETM+影像具有时空分辨率高(16 d,30 m)的特点,并且水体信息丰富,被广泛用于水体提取和水资源实时监测。近年来,构建水体指数是Landsat TM/ETM+影像提取水体信息成熟有效的方法。从现有水体提取指数出发,以鄱阳湖地区作为试验区,构建综合权重水体指数(Comprehensive weight water index,CWWI)。通过实验,利用归一化水体指数(NDWI)、新型水体指数(NWI)、改进的归一化水体指数(MNDWI)和综合权重水体指数(CWWI)四种水体指数进行鄱阳湖地区的水体提取,影像整体水体提取的精度分别为89.00%,91.00%,90.50%,93.00%。结果表明,综合权重水体指数能够用于进行水体提取,并且水体提取综合精度最高。     

面向OLI影像的自动化水体提取方法对比研究

水体边界的精确提取在水资源调查和检测中具有重要意义.由于各种水体提取方法设计时基于不同的多光谱传感器和不同的区域类型,因此研究其在相同影像的适用性很有必要.研究基于Landsat 8 OLI影像数据,以北京及周边为研究区,选取4类常见水体区域类型,即面状水体的水库区域、条带状水体的河道区域、山区阴影水体的山区区域、规则划分水体的规则水体区域,进行水体提取方法研究.通过比较谱间关系法(MSR)、归一化差异水体指数(NDWI)、改进的归一化差异水体指数(MNDWI)、波段特征指数(PRWI)、增强型水体指数(EWI)、城镇水体指数(CIWI)、高斯归一化水体指数(GNDWI)、自动水体提取指数(AWEI)共8类水体提取方法在4个常见水体提取特征区域的一致性及误差.研究得出,水库区域最佳方法为MNDWI、河道区域最佳方法为CIWI、山区区域最佳方法为MNDWI、规则水田区域最佳方法为MSR,以及在4个水体区域综合最佳方法为PRWI.此外,在水体面积较小的研究区域中使用EWI提取水体,可以取得较高的一致性.AWEI方法不适合地形多变的研究区;而在GNDWI方法中水的值域有2段,即需要4个阈值才能将水提出,相较于其他水体指数增加了误差,同时造成该方法在本研究区精度较低.     

基于TM影像的水体信息提取方法研究(英文)

以高邮湖为研究区,TM(Thematic Mapper)影像为数据源,结合常规调查数据,分别运用单波段阈值法、谱间关系法、比值法、归一化差异水体指数(NDWI)法、改进的归一化差值水体指数(MNDWI)法和混合水体指数(CIWI)法进行水体信息提取研究。并通过实验比较6种方法的优缺点,确定出最佳水体提取方法。结果表明,谱间关系法易于消除由于建筑物阴影所造成的水体误提;CIWI易于消除建筑用地所造成的水体误提;基于谱间关系法和CIWI模型,可取得较高的水体提取精度,有效地减少水体误提现象,提高水体识别的精度。研究表明,基于谱间关系法和CIWI模型相结合所提取的水体信息精度可达到95.2%。     

基于遥感数据的岷江上游水域动态监测——以汶川县为例

以1994年的Landsat TM 影像和2002年的Landsat ETM+影像为数据源,分别采用多波段谱间关系法和阈值法相结合,以及水体指数法(MNDWI)和阈值法相结合对汶川县内的岷江干流信息进行识别,结果表明使用多波段谱间关系法和阈值法的结合效果更好,并对比分析了以此方法提取出的水体信息,对近10年的岷江水体面积变化进行动态监测,结果显示汶川县内岷江干流水域面积减少了0.8%.     

基于遥感数据的岷江上游水域动态监测——以汶川县为例

以1994年的Landsat TM 影像和2002年的Landsat ETM+影像为数据源，分别采用多波段谱间关系法和阈值法相结合，以及水体指数法(MNDWI)和阈值法相结合对汶川县内的岷江干流信息进行识别，结果表明使用多波段谱间关系法和阈值法的结合效果更好，并对比分析了以此方法提取出的水体信息，对近10年的岷江水体面积变化进行动态监测，结果显示汶川县内岷江干流水域面积减少了0.8%.     

一种基于白帽变换的细小水体信息提取方法

提出一种基于形态学白帽变换的线性特征增强处理技术,从而有效提取遥感影像中的细小水体信息.通过白帽变换对改进的归一化差异水体指数(MNDWI)影像进行线性特征增强处理,获取形态学细小水体指数(MNWI)特征影像,并采用经验阈值和自动阈值相结合的方式实现水体样本信息双阈值分割提取,解决细小水体与线状道路容易混淆的问题.利用多幅Landsat影像测试本文方法,结果表明,本文方法能较好地提取细小水体信息,较好地保持细小河道形态的连续性,细小水体提取精度达到80%以上.     

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OLI影像的几种常用水体提取方法对比研究

选取安徽省西南部的沿江平原和皖南山区为研究区,以Landsat8 OLI影像为数据源,基于面向对象的思想,比较阈值法、谱间关系法、NDWI指数、MNDWI指数、EWI指数法、CIWI指数法、PRWI指数法在平原地区和山地地区的水体信息提取的优势与不足。试验结果表明,7种方法均可以有效提取,综合来看,阈值法较适合平原地区的水体信息提取,谱间关系法适合山地地区的水体信息提取,MNDWI指数和阈值结合水体指数法较适合平原地区的水体信息提取。从精度评价角度看,阈值法提取OLI影像的水体信息效果最差,MNDWI指数提取的水体信息精度最高。     

基于决策树分类的桂林市岩溶地区水体遥感空间信息提取

利用landsat-7 ETM+数据,应用改进的归一化差异水体指数(MNDWI)方法提取桂林市及其周边地区水体信息的时候,发现多处喀斯特地貌山体阴影被误判成水体,显然利用单一的MNDWI无法去除这一干扰因素.考虑到水体表面的坡度比较平缓,于是结合坡度信息进行决策树分类,消除了喀斯特地貌山坡阴影产生的干扰,从而准确的提取了桂林市喀斯特地貌地区的水体信息.     

基于Landsat卫星的庐山西海水域面积提取和变化研究

针对NDWI和MNDWI两种指数在提取水体过程中会产生背景噪音和地物错提的现象,提出一种能够减少无用背景信息的水体提取指数ENDWI,利用TM影像的绿光波段、近红外波段和中红外波段建立归一化比值模型.该方法不仅有良好的水陆分离性,还进一步减少了背景无用信息的干扰,提高了水体提取的精度.以TM/OLI影像为数据源,利用ENDWI法对庐山西海25年的面积变化状况进行监测.结果表明25年间水库面积有增有减,面积平均值为283.99km2,2016年面积达到最大为317.45km2;水库面积的变化是气候水文变化和人类活动共同作用的结果.     

基于NDVI-MNDWI特征空间的水体信息增强方法研究

以新疆吐鲁番为研究区域,以Landsat8/OLI影像为主要数据源,通过分析水体与地形阴影区以及建筑用地等典型地类在改进后归一化差异水体指数(MNDWI)与归一化植被指数(NDVI)所构成的二维特征空间中的表现特征,提出一种能够有效凸显水体影像特征的复合型水体指数(CNDWI),并据此进行水体信息的遥感自动提取实验.研究结果表明:CNDWI指数不仅明显增加研究区内的水体与山体阴影区之间的区分度,同时还保持了其他水体指数所具有的以极大值表达水体以及水体与建筑用地和植被等地物之间存在明显差异性的优点.     

基于多源数据的云贵高原湖泊水体提取方法对比研究

选取云南省内典型的高原湖泊——滇池、洱海为研究区,以TM影像、OLI影像与GF-1影像为数据源.对于TM和OLI影像,采用NDWI、MNDWI、EWI、NWI和AWEIsh指数法提取水体,结果表明五种方法均提取出水体轮廓,AWEIsh对滇池水体的提取效果最好,提取水体完整,并有效抑制了山体阴影,其总体精度为91.71%,Kappa系数为0.88;EWI与AWEIsh对洱海水体提取效果较好,水体边界清晰,周边细小水体没有漏提,并且有效抑制了阴影及云层,其总体精度达到90%以上,Kappa系数分别为0.87和0.88.对于GF-1影像,采用单波段阈值、多波段谱间关系、NDWI、SWI指数法提取滇池流域的水体,对四种方法提取结果进行对比,结果表明NDWI法的提取效果最好,水体信息提取完整、边界清晰,有效抑制了阴影的影响,其总体精度为90.36%,Kappa系数为0.82.     

不同指数模型法在水体遥感提取中的比较研究

通过对五种不同水体提取指数模型(RVI,NDVI,NDWI,MNDWI,NDSI)的原理分析,结合具体实例(洞庭湖水域)进行水体遥感提取来说明五种方法提取水体的差异,从而确定在不同时期和不同用途时所采用最佳的水体提取模型。以洞庭湖水体富营养化监测为最终目的,由此确定了最佳水体遥感提取模型为MNDWI指数模型。     

基于简单比值型水体指数(SRWI)的水体信息提取研究

以闽江口Landsat TM影像为研究对象,通过研究水体及其背景地物光谱特征,根据水体在绿光波段(TM2)的亮度值高于中红外波段(TM5),而水体背景地物在绿光波段(TM2)亮度值低于中红外波段(TM5)的特点,提出了简单比值型水体指数(SRWI).该指数中的水体与其背景地物具有较好的可分性,将本依据应用用于不同类型的水体提取上,均取得了良好的效果.实验表明SRWI方法适用于多源遥感数据的水体提取,且操作简单方便,对水体信息快速提取有较强的应用意义.     

基于Landsat影像的1999—2019年鄱阳湖面积动态监测

鄱阳湖作为中国第一大淡水湖,近年来多次出现洪旱灾害。本研究基于1999—2019年间231个时相的Landsat遥感影像数据,通过单波段阈值法、多波段谱间关系法、归一化差异水体指数(NDWI)、改进的归一化差异水体指数(MNDWI)提取鄱阳湖水体信息,定量分析1999—2019年鄱阳湖水域面积动态变化状况并探究其原因。结果表明,在4种水体提取方法中MNDWI提取鄱阳湖水体信息效果最佳;1999—2019年间鄱阳湖水域面积不断波动,每年最小水域面积整体呈现减少趋势,2019年低至863.31 km²,年际最大水域面积为最小水域面积的3.98倍,存在显著的季节性变化;鄱阳湖丰水年与枯水年以大约10年的周期交替出现,2003年以来多次出现枯水期的提前、延长与极端枯水位等现象。研究结果为该地的水资源开发利用,生态文明建设提供了重要参考依据。     

利用TM/ETM+影像提取水污染信息的方法

为获取水体污染监测信息及其变化规律,以TM/ETM+影像为实验数据,研究利用遥感影像提取水体及水污染信息的方法.根据影像数据及提取物的特点,采用谱间关系法与阈值法综合的方法进行水体提取,依据清洁水体视反射率信息,对比分析水中悬浮泥沙、水华等信息,完成水质分类处理.研究结果表明:通过该实验方法和技术手段,利用TM/ETM+影像能够较好的进行水污染信息的提取及水质分类.该方法为大面积的水污染监测与治理提供了有益的经验.     

基于Landsat TM数据的黄土高原区水体识别方法研究

基于2007年7月9日Landsat TM数据以固原市周边约500 Km2 的范围为研究对象,分别应用单波段阈值法、多波段谱间关系法、水体指数法等多种方法对研究区的水体进行识别提取.研究结果表明:各种水体识别方法均不能提取满意的水体信息,反映了黄土高原地区水体识别的复杂性和下垫面的特殊性,给水体识别带来了很大的不确定性.TM5单波段阈值法和NDW1与实际水体最为接近,提取了绝大部分水体,TM7单波段阈值法、CIWI、MNDWI次之,但是单波段法中混杂了其他信息.NDWI方法在研究区识别的水体信息更为真实准确,能够反映水库和大型淤地坝位置和面积信息,能够用于监测这类淤地坝水体的变化特征.     

城市化地区Landsat水体指数适用性分析

遥感水体指数是地表生态环境分析的重要基础，在大规模水体提取与水文监测中起关键作用.多种水体指数研究集中于大尺度、短历时、非城市化为主的区域，而对于城市化地区的水体指数适用性问题却一直困扰着城市水体的提取.针对常用水体指数(TCW、NDWI、MNDWI)和改进的新型水体指数(WI2015、AWEInsh、ANDWI、MBWI、WI2020),搜集深圳市1986～2020年逐月Landsat影像，以建筑阴影、亮建筑、暗建筑、滩涂噪声和山体阴影5种案例区为例，分析不同水体指数在城市地表覆被噪声区的解译能力.结果表明：(1)水体指数的生产者精度与用户精度呈负相关(Otsu阈值),TCW、NDWI、ANDWI、AWEInsh可有效过滤建筑类噪声和山体阴影，但无法识别细小河流水体，MNDWI、WI2015、MBWI、WI2020则相反；(2)光谱变换型和差值型水体指数考虑多波段的绝对值，可分离度较低，适用于高质量影像制图，比值型和逻辑运算型水体指数计算多波段的相对值，更适用于长序列监测；(3)多案例、多时相的案例区抽样验证方法有效突显出水体指数的解译能力和阈值适用性，城市地区NDWI适用性最强，非...     

南昌市城市不透水面及其与城市热岛的关系分析

通过分析南昌市不透水面和城市热岛的相关关系从而为缓解城市热岛效应提供技术指导.以南昌市2002年、2014年Landsat TM/TIRS遥感影像作为数据源.采用改进的归一化水体指数(modified normalized difference water index,MNDWI)进行水体的提取,结合归一化差值不透水面指数法(normalized difference impervious surface index,NDISI)对南昌市不透水面信息进行提取,然后采用单窗算法进行温度反演.分析比较2个时期的不透水面分布图和地表温度分布图,在2002-2014年间,南昌市不透水面面积与高温分布面积都明显增加,且主要是沿赣江两岸扩张.而从二者的线性回归方程式中可以看到,它们之间存在着显著的正相关性,这说明城市不透水面面积的增加会加剧城市热岛效应.     

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.