基于单时相Landsat8_OLI影像的棉花提取技术研究

针对利用单时相遥感影像快速、高精度地提取棉花信息研究较少的现状,根据作物的物候历,选取棉花生育期的单时相Landsat8_OLI影像。通过对棉花和其他地物的光谱特征与植被指数的差异性分析表明:近红外波段(NIR)和差值植被指数(DVI)是棉花识别的特征指数;并由此构建了OLI数据的棉花信息提取的特征指数模型。经实地验证,运用此模型提取的库尔勒市棉花信息的生产精度为97.96%,用户精度为98.63%。基于单时相遥感影像的棉花提取思路可以为我国主要棉产区的棉花信息遥感提取、长势监测和产量估测提供新思路和技术参考。     

基于HCS方法融合高时空遥感数据的玉米种植面积提取

目的提出一种利用高空间分辨率Landsat8 OLI全色影像和高时间分辨率MODIS影像进行融合的方法,构建出高时空分辨率遥感数据,提供一种监测农作物种植面积新思路,为农业生产信息化奠定科学的理论依据.方法以沈阳市法库县为例,基于色彩超球面锐化(HCS)方法,利用多光谱Landsat8 OLI全色影像数据与MODIS-NDVI时间序列数据相结合的手段,对其进行预处理后,根据该地区的物候数据和具有可信度的样本数据进行面积估算,并统计出玉米种植面积的制图精度和用户精度;对Landsat8 OLI全色影像数据和MODIS-NDVI时间序列数据进行融合处理,再利用马氏距离分类法对高时空分辨率遥感数据进行玉米种植面积提取.结果融合后的高时空遥感数据对玉米种植面积的识别效果较好,制图精度和用户精度分别达到89.62%、99.71%.结论 HCS方法适用于高时间数据和高空间数据的融合,融合后的影像保持了原有的光谱特征及空间细节纹理.     

Landsat影像土地利用/土地覆盖信息快速提取技术研究

遥感图像快速识别是遥感数据应用于土地利用/土地覆盖动态监测的难点问题。根据海拔高差大地区地表覆盖的垂直性特点,利用数字高程模型分割影像,分析各区域的光谱特征和纹理特征,采用植被指数和纹理组合对不同区域地表信息进行提取,并根据野外实测数据进行精度验证。结果表明,该方法能有效提高地物识别精度,有一定实用价值。     

基于多时相Sentinel-2数据的中牟县冬小麦种植面积提取

农作物的遥感识别监测是开展农作物长势监测、估产的前提和出发点，是农业遥感的焦点之一.利用遥感数据监测作物种植面积，日益成为农业管理及政策制定的重要技术支撑.以中牟县为研究区，选取2020—2021年期间的6幅Sentinel-2遥感影像数据，主要依据农作物的物候期光谱特征曲线变化和时序归一化植被指数曲线的变化，利用面向对象提取方法提取中牟县冬小麦面积及空间分布.将提取结果与谷歌地球高分辨率影像结合野外调查得到的验证样本进行精度验证，评价结果显示：总体精度93.33%,Kappa系数86.38%，结果能够较好地反映中牟县冬小麦种植面积及空间分布情况.该方法为大区域农作物的面积提取提供了重要方法参考.     

“撂荒地”影像特征分析及信息提取——以右玉县牛心堡乡为例

耕地撂荒严重影响了我国粮食产量,成为近20年来耕地利用中出现的重大问题.多光谱遥感具有数据获取范围广、速度快等特点,在国土资源研究中具有相当大的潜力和优势.为提取和识别撂荒地,研究采用2010—2014年各年份的4—10月多光谱遥感数据Modis/Terra的NDVI数据产品和2014年6月份Landsat 8遥感影像数据,生成撂荒地、林地、耕地类型采样点的NDVI时间序列曲线,利用时间序列曲线来表征撂荒地、林地及耕地的生命周期特征,结合3种覆被类型的生命周期特征及其NDVI曲线特征,对3种覆被NDVI曲线变化趋势进行对比分析,从而区分撂荒地、林地、耕地,以达到识别撂荒地的目的.结合Landsat 8遥感影像判读和野外考察验证样本,最后对遥感影像进行判读,分析撂荒地的光谱、纹理、形状及位置特征,确立撂荒地解译标志,运用ArcGIS 10.2平台实现撂荒地信息提取.结果表明,运用多光谱遥感技术能够很好地提取撂荒地,提取撂荒地精度达到86%.因此,多光谱遥感技术在撂荒地识别研究中具有相当的可行性.     

基于TM数据的敦煌绿洲土壤盐碱化信息提取研究

干旱、半干旱地区的绿洲盐碱化威胁着生态环境.随着空间信息技术的发展,遥感已被广泛应用于土壤盐碱化监测与制图.当前基于遥感技术的盐碱化信息提取方法主要归为基于图像光谱的直接提取方法和基于辅助数据的间接提取方法两大类.间接提取方法精度相对较高,但在缺乏辅助信息时并不可行,此时提高基于图像光谱特征的直接提取精度就尤为重要.本研究提出了一种优化波段组合的盐碱地提取方法,并引入了热红外波段,提高了直接提取方法的精度.以敦煌绿洲为研究区域,基于Landsat TM遥感图像中盐碱地的光谱特征,采用最佳指数因子确定盐碱化信息提取的最佳波段,结合图像变换及数据融合等图像处理方法,利用最大似然分类器进行了图像分类,提取出了敦煌绿洲盐碱地的分布区域.将不同波段组合、不同图像处理方法的分类精度检验结果进行比较得知,陆地卫星TM3,5,6和7波段组合的总体分类精度和盐碱地提取精度最高,增加热红外波段可使总体分类精度提高9%,盐碱地提取用户精度改善最高可达18%.     

基于植被岩溶比重指数的岩溶流域岩溶信息提取——以江西省长河流域为例

利用多光谱遥感数据构建合适的指数提取岩溶信息,对于岩溶地表水文参数(如CN值)的确定、流域水文模型的应用、岩溶流域水土流失和石漠化的监测等具有重要作用。以江西省长河流域为研究区,利用Landsat 8遥感数据获取NDVI、FV(植被覆盖度)、LST(地表温度)以及卷云波段,将FV、LST和卷云波段进行主成分分析,提取第一主成分PFLC并构建PFLC-NDVI特征空间,依据该特征空间提出植被岩溶比重指数(VKPI),采用分级阈值法对VKPI值进行等级分值生成VKPI分级图,结合野外实地采集的岩溶数据进行精度验证。研究表明:野外实地采样的岩溶数据与VKPI分级图重合度比较高,总精度为77.44%,Kappa系数为0.713 4。综合了植被指数、地表温度、植被覆盖度等生物物理参数的VKPI,能够较好地提取岩溶信息,并将其与其它地物信息区分开来。     

基于随机森林特征变量优化的湿地植物分类与密度反演

以长江口滨海湿地为研究区域,采用随机森林算法对滨海湿地植被进行分类。在提取Landsat?8 OLI影像植被指数和水体指数的基础上,提出利用植被指数季节差值对模型进行特征变量优化,分析了长江口滨海湿地植物群落分布的空间特征。以所占面积最大的互花米草（入侵物种）为例,采用多元线性回归模型结合实地测量数据,估算了秋季的互花米草植物密度的空间特征。提出的多时相遥感数据结合随机森林特征变量优化方法,可以较为便捷地提取长江口湿地3种优势物种的空间分布特征,与最大似然法相比,分类精度有较大提高,总体分类精度由78.35%提高至87.55%,Kappa系数由0.72提高至0.84。该方法适用于存在“异物同谱”问题的湿地植物群落研究。     

不同等级土壤遥感分类的尺度匹配性探讨

采用Landsat5 TM遥感影像为数据源,以湖北省江汉平原之潜江市为试验区,探讨同一遥感信息源下对不同等级的土壤分类的尺度匹配性.以Landsat5 TM遥感影像和两个级别的土壤类型图(土壤亚类及土属)为基础数据,集成主成分分析、归一化植被指数等图像处理技术,提取多种影像特征建立土壤分类特征数据集;采用最大似然监督分类方法对潜江市不同级别的土壤分别进行遥感分类;并利用混淆矩阵方法对分类结果分别进行精度验证.结果表明:土属的总体分类精度较高,达到92.79%,Kappa系数为0.919 5;土壤亚类相对较低,总体分类精度只有84.71%,Kappa系数为0.820 1.可见土壤遥感分类具有显著的尺度适宜性特征,在两个级别的土壤分类实验中,Landsat5 TM更适宜土壤的最基层的土属类型划分.在土壤遥感分类时,应首先探讨土壤类型等级与遥感影像的尺度匹配性.     

基于多时相遥感数据的吉林盐碱区土地覆被信息提取方法对比—以镇赉为例

利用多时相的遥感数据制作的多维分类特征数据集,可以充分挖掘遥感影像中的植被信息提高地表覆被信息的分类精度。以世界三大盐碱土分布区之一的吉林省镇赉县为例,利用多时相Landsat8遥感数据制作的多维分类特征数据集,通过不同的分类方法提取了实验区11类地表覆被信息,并进行精度对比分析。结果表明:1支持向量机(SVM)法对苏打盐碱化土壤特殊生态环境的地表覆被信息提取具有较好的分类效果,总体分类精度87.77%,Kappa系数0.864 9;其中盐碱地的分类效果较好,生产精度达到98.34%。2不同方案分类精度从高到低依次为:支持向量机、最大似然分类、神经网络、最小距离、光谱角法。3镇赉县的土地利用类型以旱地、水田、盐碱地为主,镇赉西部以旱地为主要,中部地区盐碱地、碱泡、旱地交错分布,东部以水田为主。     

多源遥感数据在植被覆盖区的水体信息提取

针对单一遥感影像难以准确提取南方植被覆盖区水体信息的问题,提出了先对光学影像进行混合像元分解,消除植被干扰,增强水体信息,再联合雷达影像的多源遥感数据提取方法。以地物类型丰富,水体发育的湖南衡阳地区为研究对象,选择Landsat8光学影像和PALSAR雷达影像为主要数据源,先利用混合像元分解模型从Landsat8光学影像提取出植被信息,对水体光谱进行重建,再综合去除植被的Landsat8影像的光谱信息和PALSAR影像的纹理信息进行面向对象的多源遥感水体信息提取,并与单源影像的水体信息提取结果进行对比。结果表明,该方法进行水体信息提取的精度更高,尤其在水陆过渡带,能够较好地去除植被干扰,提取被覆盖的水体信息,在南方植被覆盖区水体信息定量提取上具有很好的效果和潜力。     

基于谷歌地球引擎的开封城区2010—2019年水体分布变化研究

为了研究开封市年际水体分布变化,选用Landsat系列多时相影像数据,在谷歌地球引擎google earth engine(GEE)云平台上结合归一化水指数、改进的归一化水指数、归一化植被指数以及归一化建筑指数构建光谱特征使用分类回归树、支持向量机、随机森林分类方法对开封市城区的水体进行提取并分析.结果表明:基于GEE云平台和机器学习的分类,能够很好地提取出开封市城区年际水体分布变化情况;开封市城区的水体面积处于不断变化中,先减少后增加,总体上趋于增加,随着城市的发展变化,城区的景观格局发生较大改变,影响开封市水体面积产生变化的主要因素是北部黄河水量的变化以及开封市近年来正在实施的"城市双修"对水体的影响;使用随机森林分类能更好地对开封市城区的水体进行提取,提取水体的最小精度为94.6％,平均总体分类精度为96.9％,平均Kappa系数为0.954.     

基于PCA的盐地碱蓬植被信息提取新指数研究

盐地碱蓬是海岸带一种重要的先锋植被,其时空分布信息是海岸带湿地生态系统保护及湿地修复工程的基础数据.为准确地获取碱蓬群落时空分布信息,构建一种盐地碱蓬提取指数十分必要.该文以辽东湾北部海岸带湿地为研究区域,基于Landsat8 OLI数据,采用主成分分析方法(PCA, principal components analysis)构建盐地碱蓬指数(suaeda principal components analysis index, SPCAI),并将其应用到多源遥感数据(Landsat5 TM、Landsat7 ETM+、Landsat8 OLI和Sentinel-2 MSI)中,最后利用SPCAI获取近21年辽东湾北部海岸带湿地碱蓬群落的时空分布信息.结果表明：1)经主成分分析的Landsat数据的第4波段(PCA₄)对盐地碱蓬的响应最为明显,且Landsat8 OLI数据的主成分分析结果明显优于TM和ETM+数据;2)基于Landsat8 OLI的PCA₄波段构建SPCAI,SPCAI对碱蓬的响应明显优于NDVI、SAVI、MSAVI,并...     

基于改进的NDBI指数法的遥感影像城镇用地信息自动提取

针对目前遥感影像城镇用地信息提取存在精度不高、不够客观等问题,在分析Landsat ETM影像上各主要地物光谱特征的基础上,提出了一种基于改进的归一化建筑指数(NDBI)的遥感影像城镇用地信息自动提取方法.利用南京市主城区的Landsat ETM影像对该方法进行了验证,结果表明:该方法能够有效提取研究区的城镇用地信息;相对于常规的NDBI指数法,改进后的方法消除了稀疏植被对城镇用地提取精度的影响,大大提高了城镇用地信息的精度,并具有快速、客观等优点.     

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...     

安徽省油菜种植面积MODIS数据分析

以安徽省为研究区,选取MODIS数据为数据源,首先基于2011年到2018年的16 d合成MODIS归一化差值植被指数产品,利用ENVI软件提取油菜种植面积。然后结合谷歌影像,通过目视解译和NDVI数据提取安徽省多时相油菜种植面积,在此基础上对MODIS-NDVI数据提取油菜种植面积的结果进行验证,并分析了其时空变化。与统计监测数据相比,利用MODIS数据提取油菜面积精度可达84.5%。通过实践和验证,利用MODIS-NDVI数据提取安徽省油菜种植面积具有一定的可行性和可靠性。研究成果可为政府部门掌握农作物生产和农业发展情况提供基础数据,也可为其他省份研究油菜种植面积提取提供参考和借鉴。     

一种改进的决策树分类方法在土地利用信息提取中的应用

选择昆明市作为研究区,以2011年LandsatTM影像为基础数据,通过分析研究区地形特征,提出把研究区进行分区并分别确定高程、坡度决策规则的改进型决策树分类方法,并结合分析的光谱特征规律,在决策分类中引进了比值型指数、NDVI值,构建基于光谱特征和地学辅助知识的决策树信息提取模型,最后对传统计算机自动监督分类方法与决策树信息提取模型方法解译的昆明市土地利用数据的精度进行评价。研究结果表明：基于改进的决策树分类方法进行遥感信息提取的昆明市土地利用数据的Kappa指数比传统监督分类方法提高了0．234,分类精度提高了17．03％;从各种地类类型的测试样本点平均正确率来看,改进的决策树分类方法比传统监督分类方法提高了21％,大大提高了LandsatTM遥感数据分类的精确度和可靠性。     

基于ETM+图像的混合像元线性分解方法(LSMM)在澳门植被信息提取中的 应用及效果评价

本文利用混合像元线性分解方法(LSMM)，对澳门ETM＋图像(2003/1/10)进行像元分解提取植被信息．同时利用同一图像的归一化植被指数(NDVI)、缨帽变换的绿度分量(KT2)对提取的植被信息进行对比分析,发现用LSMM方法提取的植被信息与NDVI的相关系数达到0.93与KT2的相关系数达到了0.74．同时发现用LSMM方法提取的植被面积(4.19 km2)比NDVI阈值法、KT2阈值法提取的植被面积(分别为8.26 km2 8.68 km2)更接近真实植被面积(5.79 km2)．结果表明混合像元线性分解方法能有效地提取植被信息，比以像元为单位的常规遥感提取方法精度更高，为快速、准确、高效的植被监测提供了新思路．     

基于多源遥感数据的甘蔗霜冻监测评估

利用Landsat 8 OLI遥感数据提取云南耿马县甘蔗集中种植区,结合中分辨率成像光谱仪(moderate-resolution imaging spectroradiometer,MODIS)历史数据和野外调查数据制定甘蔗霜冻分级指标,通过多时相甘蔗归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)变化差异对2013年底耿马县甘蔗霜冻进行灾后监测评估。结果表明:利用Landsat 8较高分辨率及光谱可分性强的优势,结合非监督分类、监督分类以及归一化植被指数阈值剔除法可迅速有效地提取甘蔗集中种植区。甘蔗全生育期MODIS NDVI变化曲线表明,正常年份12月甘蔗NDVI平均下降0.03±0.01,结合野外调查制定的分级指标可对甘蔗霜冻进行有效评估,评估结果在空间分布上与实况相符合,面积统计结果误差小于6%。