基于谐波分析的输电通道卫星遥感巡视技术

随着国民经济的飞速发展,电力行业以及电力技术在近年来得到了突飞猛进的发展,确保输电通道及相关设施的安全至关重要.目前,我国输电通道电力巡检主要依靠人力进行巡检,不仅劳动强度大、劳动成本高而且效率低.因此,本文提出一种基于谐波分析高分遥感影像的输电通道典型环境地物巡视方法.首先在研究区利用多期遥感影像构建归一化植被指数(Normalized Differential Vegetation Index,NDVI)和归一化水体指数(Normalized Difference Water Index,NDWI)时间序列,再对指数时间序列进行谐波分析,获取其谐波的振幅特征,最后利用获取的振幅特征采用支持向量机的方法对人工活动区、水体、裸地、农田、森林5种典型环境地物进行分类,以实现地物的快速精确提取.通过此分类结果分析电力沿线不同地表类型电力故障发生的难易程度及等级,指导出重点巡检区域,从而提高巡检效率,进而为电力设施安全运行及应急救援规划等提供基础的数据支撑和辅助决策依据.     

基于遥感影像光谱分析的蓝藻水华识别方法

利用Landsat-7 ETM+遥感影像数据,以淀山湖为例,在分析蓝藻和其他典型地物影像光谱曲线及其特征的基础上,构建归一化蓝藻指数(NDI_CB),有效地从浑浊水体中提取蓝藻信息.通过k-均值非监督分类结果可以发现,构建的归一化蓝藻指数较传统的归一化差值植被指数(NDVI)和比值植被指数(RVI)更加适用于提取低密度蓝藻空间分布信息.在此基础上,基于遥感影像光谱特征和归一化蓝藻指数,采用了支持向量机的分类识别模型,最终得到淀山湖区域蓝藻的空间分布范围与面积,通过发现在某一特定时间蓝藻分布的规律,为蓝藻预警和治理的生态学分析提供了及时、有效和客观的依据.     

基于面向对象方法的天津市滨海新区湿地信息提取

基于天津市滨海新区2021年的Sentinel-2遥感影像数据,针对传统遥感影像湿地分类的不确定性问题,选择了面向对象分层分类的方法。采用面向对象多尺度分割算法,依据地物光谱异质性特征将遥感影像分割为光谱相似的对象,再结合不同地物的光谱指数、空间几何特征、纹理特征构建层次模型,分层提取湿地信息。分类效果同随机森林分类方法相比较,结果表明：利用面向对象的分层分类方法总体分类精度达到91.75%,Kappa系数为0.91,分类结果“斑驳现象”减少,湿地边界清晰完整。     

从资源3号卫星影像中提取厦门市不透水面信息

不透水面是城市地区的典型特征,不透水面的增加导致了水质恶化、城市热岛效应等一系列生态环境问题.选用高分辨率资源3号遥感影像,利用面向对象的方法,进行厦门市不透水面信息的提取.为突出不透水面的信息,将影像进行主成分变换、提取归一化植被指数和归一化水体指数,将第一主成分、归一化植被指数和归一化水体指数合成为新的影像;根据最小不透水面的面积原则,确定最优的分割尺度,结合形状、光谱等信息,对合成后的影像进行多尺度分割;再在最优尺度分割结果的基础上进行分类,并将阴影作为分类体系中单独一类,获得不透水面、裸土、水体、植被、阴影的分类结果;利用真实世界地物的形状特征和邻近关系特征,对阴影区域进行判别及合并,获得不透水面,并根据实地观测,对提取结果进行精度评价,不透水面提取的精度达80%.     

基于混合特征空间MRF(Markov Random Filed)模型的高分辨率遥感影像水体提取

水体信息提取是遥感图像在水资源调查与利用、水生态监测等应用中的关键技术之一.针对现有的水体指数法或影像分类法在水体边界处理效果不够精确、易产生误提取和漏提取等问题,提出一种基于混合特征空间与MRF模型图像分割算法的水体提取新算法.结合遥感图像颜色特征与归一化差异水体指数NDWI创建混合特征空间,将遥感图像中的像素作为MRF模型中的随机变量,构建基于混合特征的能量函数,使用迭代的图割算法(Graph Cut)最小化能量函数确定水体边界,然后根据已提取的水体主体的水体指数及颜色特征等信息对水体边界进行自适应精细化处理.对石梁河水库水体提取的实验表明,该方法能够自动对周边环境复杂的水库水体信息进行提取,并且水体边界的提取效果良好,达到较高的水体提取精度.     

基于ETM影像的水体信息自动提取与分类研究

在综合分析各种水体信息提取方法的基础上,以烟台市为例,利用ETM遥感影像数据,通过光谱特征分析和NDVI识别水体信息,并在各种专业软件的支持下,将水体与其它地物类型区分开来,实现水体信息的自动提取,最后利用形状指数、面积以及其它特征对水体进行分类,并对分类结果做出精度评价.     

随机森林在城市不透水面提取中的应用研究

基于高分一号数据采用随机森林模型,引入归一化水体指数NDWI、归一化植被指数NDVI、土壤调节植被指数SAVI、建筑指数BAI、Brightness指数、ICA独立分量、纹理信息及原始影像波段等共17个特征,在matlab环境下提取了深圳市某区域不透水面,并与最大似然分类和支持向量机方法进行对比.结果表明:随机森林的多特征组合方法能有效提升分类精度,在不透水面信息提取中比传统参数分类方法(MLC)总体精度提高了7.681%,Kappa系数提高了0.119 4.     

面向对象的遥感影像水体信息提取

基于面向对象的遥感影像分析方法,在不同尺度分割遥感影像的基础上,根据影像对象的特征,如亮度、光谱、归一化植被指数(NDVI)、面积和上下文等信息,对水体信息进行了提取和分类.结果显示:与传统的基于像元的分类方法相比,面向对象的遥感影像信息提取方法具有很好的效果,同时也提高了信息提取的精度.     

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.     

遥感影像的云及其阴影覆盖区光谱重构

以往遥感影像的云及其阴影去除方法侧重于受遮盖地物的几何特征恢复,不利于基于光谱特征的信息提取。为此,提出一种基于地物类别特征的光谱重构方法,采用两期相邻年
份相近物候期的遥感数据,借助归一化差值和决策树分类的方法,检测厚云及其阴影,并提取相应区域地表覆盖类型信息,对两时相遥感影像各波段被遮挡区的每种地物类别做线性回归分析,获取被遮挡区的重构数据。实验结果表明,该方法在恢复受云影响地物几何信息的同时,较好地实现了遮盖区地物光谱信息模拟。     

云南泸沽湖水体信息提取方法研究

运用Landsat 8卫星OLI多光谱影像数据,以云南泸沽湖为研究区域,分别运用归一化差异水体指数法、增强型水体指数法、缨帽变换以及面向对象图像分类进行泸沽湖水体信息提取的研究与比较.研究结果表明针对Landsat 8遥感影像波段的特殊性,采用面向对象图像分类提取出的水体信息效果最好,该方法相比传统水体信息提取具有显著的优势.     

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.     

基于谱间和空间特征的ETM 影像水体提取与分类研究

利用单波段阈值法很难有效地从ETM 中提取水体。经研究,利用波段运算得到的特征波段NDWI能有效地排除水体提取过程中山体、云阴影的干扰。此外,由于不同类型的水体其面积、周长、形状等几何特征各具特点,因此,基于水体共同特征信息的差异性构建的形状指数能够对提取的水体进行分类,结果比较满意。     

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.     

考虑局部归一化高度的双分支语义分割网络

归一化数字表面模型是表征地物高度、辅助遥感影像分类的重要特征,但是其片状、精度不稳定的特性制约了分类精度的提升.针对这个问题,该文提出了一种考虑局部归一化高度的双分支输入语义分割网络,一方面设计了一种双分支输入结构,分别提取地物的光谱特征和几何特征,并通过跳跃连接进行特征融合以充分学习地物多模态信息;另一方面提出了一种新的地物高度表征方法,结合深度神经网络受GPU显存限制只能处理较小区域影像的特点,在输入的数字表面模型局部区域内计算高度特征.最后通过在ISPRS标准数据集上对三种网络框架进行对比试验,证明了相较于仅使用光谱影像,该文方法总体精度提升了4.5%～4.7%,比使用归一化表面模型作为高度特征的分类方法具有更高的分类精度、计算效率和自动化程度.     

基于案例推理的遥感影像水体信息提取方法

为了提取得到高分辨率遥感影像水体信息,以0.5 m分辨率World View-2影像为数据源,提出了一种基于案例推理的遥感影像水体信息提取方法。首先以提取到的影像上水体的光谱特征和纹理特征来构建推理案例库,采用归一化的案例相似度计算方法和案例匹配策略进行特征匹配,然后结合区域生长法和数学形态闭运算进行匹配后处理,最终完成水体信息提取。对不同类型的水体信息进行了提取试验,并与SVM方法提取水体的精度进行了对比,结果表明,文中方法的总体精度98.15%,kappa系数0.96,从而验证了方法的有效性和适用性。文中方法可以推广应用于不同遥感影像其他地物信息的提取。     

NDVI/NDWI/DEM决策树方法在东莞ALOS影像土地利用分类中的应用

以东莞市2008年的ALOS影像为数据源,通过目视判读选取8类目标地物,并采用最大似然法进行土地利用分类,发现分类精度不高(80%).其主要原因是ALOS数据的有效波段较少,且研究区植被、水体密布,多类目标地物难以区分.针对该问题,结合东莞市的地形地貌特点,引入植被指数NDVI、水体指数NDWI和DEM数据,利用决策树方法进行土地利用分类,使分类精度有较大提高(90%),可有效地解决了因ALOS数据有效波段数较少而产生的分类精度低的问题.本研究表明,在我国南方亚热带地区基于植被指数、水体指数和DEM的改进型决策树分类是一种非常好的ALOS数据土地利用分类方法.     

基于QuickBird数据的输电线路径优选中地表信息提取

针对输电线路径优选的目标,利用QuickBird数据,基于地物类型光谱特征分析,结合遥感影像的纹理特征,采用决策树分类算法,提取影响输电线路径选择的主要地物要素.研究影响输电线选线的相关要素(如居民区、道路、水体等)及其背景地物要素(如耕地、空地等)的光谱特征和纹理特征,确立以4个波段亮度值、归一化植被指数(NDVI)和纹理对比度参数作为特征变量,建立了基于光谱和纹理组合的决策树分类模型,有效地实现居民地、道路和水体信息的提取,并将自适应滤波方法用于分类后处理,优化了分类结果.总体精度由82.09%提高到92.83%,Kappa系数由0.760 8提高到0.904 1.该精度能够满足输电线路径初选优化的要求,为提取影响输电线路径初选地物要素提供了高效快速的技术方法和基础地理数据.     

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.     

基于卫星遥感影像的土地分类实验方法研究

为了让本科生充分理解和掌握遥感影像处理技术,结合吉林大学大学生创新创业训练计划,设计了基于高分辨率卫星遥感影像的校园土地分类实验项目。以2015 年9 月20 日高分二号( GF-2) 卫星拍摄的吉林大学中心校区卫星影像为实验数据,通过使用不同的光谱指数以及支持向量机( SVM: Support Vector Machine) 分别对影像中的建筑物、植被、水体、平地和操场等地物进行提取,进而得到基于高分辨率遥感影像的校园地物分类图,并对分类结果中各种地物信息进行统计分析,将统计结果与真实的地物参数进行对比,近而改善该方法的分类精度与可靠性。实践结果表明,该实验可以有效的帮助学生对知识的理解和掌握,达到了预期的教学效果。