基于TM影像的几种常用水体提取方法的比较和分析

随着遥感技术的飞速发展,利用遥感数据来进行水资源的监测、调查和分析已成为一种必然的趋势。从遥感影像中快速、准确地提取水体信息,是进行水资源调查和监测的一种重要的方法和手段。目前进行水体提取的方法有很多,本文选取了常用的3种水体提取方法,即单波段阈值法、基于阈值的多波段谱间关系法、基于阈值的水体指数法,然后分别选取典型的武汉平原地区和宜昌山地地区为研究区,以Landsat5TM影像为数据源,通过实验来比较和分析这3种水体提取方法分别在平原地区和山地地区的优势和不足。     

山地高原地区TM影像水体信息提取方法比较-以香格里拉县部分地区为例

采用遥感数据对地物进行识别是获取地物信息的一种重要手段。在云南省香格里拉县湿地研究中,以Land-sat ETM+影像作数据源,分别采用了阈值法、差值法和阈值法的结合运用、多波段谱间关系法和阈值法的结合运用3种方法对湿地进行识别。结果表明:采用阈值法难以将灰度值接近的山体阴影和水体区分开来,差值法和阈值法的结合、多波段谱间关系法和阈值法的结合运用提取到的水体信息精度较高,多波段谱间关系法对于消除阴影的效果最好。     

基于分布式计算的遥感图像水体识别研究

为了提高遥感数据的处理速度,解决遥感信息提取中的数据密集与计算密集问题,将并行计算的思想引入到遥感图像的处理与信息提取中,构建基于Landsat ETM+影像的分布式遥感图像水体提取模型。以渭干河流域为研究区,利用单波段阈值法、多波段谱间关系法、水体指数法等方法进行水体信息自动提取的实验。实验结果表明,该模型具有较高的识别精度,能够快速识别水体,并具有稳定的可扩展性和伸缩性。     

基于GA-BP算法的多分辨率遥感影像融合技术

由于Landsat-5唯一的热红外波段遥感影像TM6的空间分辨率不高,使得其应用与研究程度远不及其它波段广泛。为此,运用GA-BP算法来提高TM6遥感影像的空间分辨率,并进行仿真实验,结果表明:①GA-BP算法有效地避免了BP算法陷入局部最小点、收敛速度慢的问题,是一种快速、可靠的方法。它的快速算法对数据量巨大的遥感图像更具实用价值。②从提高TM6遥感影像空间分辨率的仿真结果来看,无论计算效率还是遥感影像的融合效果,GA-BP算法都优于BP算法。③GA-BP算法既保留了TM6遥感影像的基本灰度分布信息,同时也提高了其空间分辨率,可以有效地运用到提高遥感影像空间分辨率的过程中。     

基于ENVISat ASAR影像的湿地植被冠层下淹水范围提取以扎龙保护区为例

以扎龙自然保护区湿地为例,结合ENVISat ASAR多极化(HH/HV)雷达影像与传统的光学影像Landsat TM (band1~5,7),分析雷达影像后向散射系数与Landsat TM影像不同波段反射率在淹水植被、非淹水植被、明水面和裸土不同地表覆被类型的差异。选择训练样本,采用分类回归树(Classification and Regression Tree,CART)模型,分别对两种影像进行分类,可视化表达湿地植被淹水范围空间分布情况。基于实测的植被冠层下淹水范围与非淹水范围样本点对两种数据源的分类结果进行精度验证。结果表明:HH/HV极化影像中,植被覆盖下水体的后向散射系数与其他地表覆被类型有明显区别,分类结果总精度为79.49%,Kappa系数为0.70,湿地植被淹水范围提取精度较高。而TM影像分类结果中,由于部分地区植被覆盖水体,淹水植被分类误差较高。将雷达影像引入沼泽湿地研究,提高了植被淹水范围提取效果,为有效分析湿地生态水文过程提供基础,对湿地水资源合理利用及生物多样性保护具有重要意义。     

基于遥感时空融合的升金湖湿地生态水文结构分析

利用遥感技术开展湖泊湿地生态水文结构分析对维持其生态服务功能具有重要意义,但受大气状况的影响会造成特定水位下可用高分辨率遥感影像的缺失,而遥感时空融合技术为弥补这一缺陷提供了重要途径。以安徽省升金湖湿地为研究区,根据改进后的时空自适应反射率融合模型（ESTARFM）模拟生成高时空分辨率遥感影像,评价模拟遥感影像的数值精度,进而分析了升金湖湿地的生态水文结构。结果表明： ① ESTARFM模型能够有效模拟不同水位下湖泊湿地的高分辨率遥感影像,融合影像与真实影像在近红外波段、短波红外波段反射率的相关系数分别达到0.93和0.91,且输入数据与融合数据的日期间隔越短,模拟精度越高;② 基于不同水体指数的水体提取效果表明,新型组合水体指数（NCWI）更适用于湖泊湿地的水体信息提取;③ 对升金湖湿地生态水文结构分析可知,湿地中心区、适宜活动区和非适宜区分别约占该湿地总面积的32.8%、12.1%和55.1%。     

基于TM影像的平原湖泊水体信息提取的研究

以洪泽湖Landsat TM影像为例,分析了利用单波段阈值法和多波段增强图阈值法进行水体信息提取的差异,从而确定出不同时期不同用途所采用的最佳水体综合提取方法,即综合利用多波段谱间关系(TM2+TM3TM4+TM5)和单波段TM5建立起适合于平原湖泊水域的水体提取方法。     

WorldView卫星16波段影像光谱特征分类

传统的高分辨率遥感卫星光谱分辨率较低,WorldView卫星在8个可见光G近红外多光谱波段的基础上,新增加的８个短波红外(short wave infrared,SWIR)影像,有助于提高影像提取地物信息能力。分析了WorldView卫星的16波段影像上各种地物的光谱特征和分类性能,提出了新的植被指数、水体指数和建成区指数。实验表明,相比于8波段影像,使用16波段影像分类能够显著提高各类地物特别是裸地、建筑物和道路的分类精度,总体精度提高约5.5％。基于16波段设计的新地物特征指数能更好地避免干扰地物,通过简单阈值提取地物,取得较高的提取精度。     

WorldView卫星16波段影像光谱特征分类

传统的高分辨率遥感卫星光谱分辨率较低,WorldView卫星在8个可见光-近红外多光谱波段的基础上,新增加的8个短波红外(short wave infrared,SWIR)影像,有助于提高影像提取地物信息能力。分析了WorldView卫星的16波段影像上各种地物的光谱特征和分类性能,提出了新的植被指数、水体指数和建成区指数。实验表明,相比于8波段影像,使用16波段影像分类能够显著提高各类地物特别是裸地、建筑物和道路的分类精度,总体精度提高约5.5%。基于16波段设计的新地物特征指数能更好地避免干扰地物,通过简单阈值提取地物,取得较高的提取精度。     

改进的多光谱遥感影像超分辨率重构算法

针对现有遥感影像重构算法数据资源有限、配准精度低等问题,结合遥感影像的光谱特征,提出一种改进的多光谱遥感影像超分辨率重构算法。提取场景结构特征作为重构的正则化约束条件,保持重构结果中的高频信息。利用波段间的交叉相关,获得场景的结构特征信息。通过迭代反投影算法对单波段影像进行重构,将其合成为全色高分辨率遥感影像。仿真实验结果表明,该算法的重构效果较优。     

结合像元形状特征分割的高分辨率影像面向对象分类

针对高分辨率遥感影像空间分辨率高,结构形状、纹理、细节信息丰富等特点,提出一种新的融合特征的面向对象影像分类方法来提取城市空间信息。基本过程包含以下4个方面:①提取影像的几何纹理等结构;②融合几何与纹理特征的面向对象影像分割;③提取对象的形状、纹理和光谱特征,并优选最佳特征子集;④最后基于支持向量机(SVM)完成面向对象的影像分类。通过对福州IKONOS影像数据实验,结果表明融入影像特征后的分割效果明显优于原始影像的分割结果,而信息最大化(mRMR)的特征选择能够快速地获得较好的特征子集。通过与eCognition最邻近分类方法比较,表明本文方法的分类总体精度大约提高了6%,效果显著。     

遥感湖泊面积MTMF提取方法及空间尺度效应研究

主要研究遥感湖泊面积亚像元分解提取方法和空间尺度效应,为遥感湖泊面积提取、检验及基于此的局地气候变化分析提供科学的基础数据。在对TM遥感数据进行升尺度处理的基础上,采用混合调制匹配滤波(Mixture Tuned Matched Filtering,MTMF)进行亚像元分解,得到不同空间分辨率的湖泊面积。进而分析不同面积湖泊随遥感空间尺度的变化。结果表明:(1)当通过对高空间分辨率的遥感数据重采样获取多尺度遥感影像进行湖泊面积提取及湖泊空间尺度效应分析时,采用最近邻法比像元聚合重采样法更合理。(2)MTMF亚像元分解法可以用于基于水体光谱特征的遥感湖泊边界提取和面积计算,但边界提取过程中容易将湖泊与河流或其他非湖泊的水体混淆。(3)遥感湖泊面积的提取结果受所用遥感影像空间分辨率的影响较大,影像的空间分辨率越低,湖泊面积提取的偏差越大,尤其对面积较小的湖泊。     

无人机影像与地形指数结合的梯田信息提取

目前,通过卫星遥感、低空遥感影像自动,半自动化解译梯田信息有一定的研究进展,但是受数据获取成本、精度、解译方法单一等限制,只限于大面积提取梯田区域。低成本地进行梯田的田面精准提取以及面积统计仍需进一步研究。本文基于面向对象方法分别对0.5m分辨率的无人机正射影像和地形指数,及两种数据的结合进行梯田区域分割、提取及面积统计。结果表明,将正射影像数据与地形指数结合的梯田的田面提取结果优于基于单一数据源。     

土壤侵蚀调查中的遥感应用综述

土壤侵蚀引起土壤肥力下降、土地退化及荒漠化和生态环境恶化等一系列区域性和世界性的重大环境问题。中国是土壤侵蚀最严重的国家之一。遥感是进行环境和灾害动态监测的有效技术手段。自从20世纪70年代以来．人们就开始应用遥感技术进行土壤侵蚀的调查。对遥感技术在土壤侵蚀调查中的应用方法进行概括和汇总，分别是影像判读法、指数提取法、图像分类法、光谱分解和正射影像DEM提法等方法，分析不同方法之间的优缺点以及它们各自的适用范围，并结合当前研究的热点问题，指出未来研究的重点及趋势。     

基于独立分量分析的高光谱遥感影像决策树分类

为解决高光谱遥感影像波段众多所带来的信息丰富与“维数灾难”间的矛盾并提高分类精度,针对传统特征选择方法信息损失大的缺陷,基于EO-1 Hyperion高光谱遥感影像,采用独立分量分析(ICA)和决策树分类(DTC)方法联合运作流程,开展影像的地物分类实验研究,提出了ICA-DTC模型。首先运用ICA方法对影像进行特征提取,并以所提取的独立分量特征及其他地理辅助要素组成分类指标集;继而选择适当的指标组合和阈值设定判别规则,建立DTC模型进行影像的地物分类;最后将分类结果与传统最大似然分类法进行比对。结果显示：从分类的总体精度看,前者可达89.34%,高出后者18.8%;从单一地物的分类精度看,前者仅水体的精度略低于后者,而其他11种地物的精度都高于后者。理论分析与实验结果均表明,ICA-DTC模型可有效提高复杂地形条件下的地物分类精度。     

应用高分辨率遥感影像提取作物种植面积

利用中低分辨率遥感影像提取作物分类种植面积的精度,往往难以满足农业遥感估产的需要。随着新型传感器的不断出现,应用高分辨率遥感影像高精度地提取作物分类面积日益成为发展趋势。由于高分辨率遥感影像提供的地物纹理、色调与形状等信息更加丰富,当前基于对象的地物识别分类方法仍不成熟,处理操作中人为干预过多,而且较为复杂,因此尝试以地面调查信息为辅助参量,采用常规基于像元的最大似然法监督分类方法,依据多尺度遥感影像信息提取的原理,分阶段地逐步提取作物种植面积,以此为农业遥感估产服务。     

基于对象关系特征的高分辨率光学卫星影像水上桥梁目标识别方法

利用卫星遥感技术对大中型桥梁进行识别定位,在民用上和军事上都具有很重要的意义。本研究提出了一套利用基元对象关系特征提取高分辨率卫星影像中水上桥梁的技术方法。首先利用多尺度分割算法对高分辨率卫星影像进行分割,利用水体指数或GLCM同质性纹理特征区分河水和陆地;其次,利用对象形状特征和相邻的关系特征提取桥梁潜在区;将河流片段和桥梁潜在区专题二值化,利用数学形态学算子实现河流水面的连续化;最后利用叠加分析的方法获得最终的桥梁目标。本方法充分利用了桥梁与河流相邻和相交的空间关系特征,利用QuickBird和IKONOS高分辨率卫星影像进行实验,证明所提出的方法可以高精度的实现大中型水上桥梁的识别定位。     

遥感技术在我国滑坡研究中的应用综述

中国滑坡遥感研究与应用已有30多年的发展历史,作为滑坡调查的主要手段在大型工程建设中的滑坡灾害调查及危险性评价中发挥了重要作用。从4方面阐述了遥感技术在我国滑坡研究中的应用：① 区域滑坡灾害遥感调查;② 大型单体滑坡遥感调查;③ 滑坡灾害遥感监测;④ 遥感应用于滑坡风险评估。随着遥感技术理论的逐步完善和遥感图像空间分辨率、时间分辨率与波谱分辨率的不断提高,遥感技术已成为滑坡灾害调查、动态监测与预警、灾情实时调查与损失评估等工作中不可缺少的重要手段之一。     

高分辨率光学遥感图像建筑物提取研究进展

建筑物提取是高分辨率光学遥感图像理解和目标识别的重要研究方向。实现自动化、智能化、可靠准确的遥感图像建筑物提取对基础地理数据获取和更新具有重要的应用价值和现实意义。在概述高分辨率光学遥感图像建筑物提取研究现状的基础上,综述了当前建筑物提取的主要思想和方法,将主流的建筑物提取代表性方法分为自底向上数据驱动方法(Data-driven)和自顶向下模型驱动方法(Model-driven)两大类,在综合比较评述各方法特性的基础上,对该领域仍然存在的问题和研究方向进行了分析和展望。