Water property monitoring and assessment for China's inland Lake Taihu from MODIS-Aqua measurements

We provide results of quantitative measurements and characterization for inland freshwater Lake Taihu from the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) on the satellite Aqua. China's Lake Taihu, which is located in the Yangtze River delta in one of the world's most urbanized and heavily populated areas, contains consistently highly turbid waters in addition to frequent large seasonal algae blooms in various lake regions. Thus, satellite data processing requires use of the shortwave infrared (SWIR) atmospheric correction algorithm. Specifically for Lake Taihu, an iterative SWIR-based atmospheric correction algorithm has been developed and proven to provide reasonably accurate water-leaving radiance spectra data. Using MODIS-Aqua measurements, the blue-green algae bloom in Lake Taihu in 2007 has been studied in detail, demonstrating the importance and usefulness of satellite water color remote sensing for effectively monitoring and managing a bloom event.Seasonal and interannual variability, as well as spatial distributions, of lake water properties were studied and assessed using the MODIS-Aqua measurements from 2002 to 2008. Results show that overall waters in Lake Taihu are consistently highly turbid all year round, with the winter and summer as the most and least turbid seasons in the lake, respectively. Extremely turbid waters in the winter are primarily attributed to strong winter winds that lead to significant amounts of total suspended sediment (TSS) in the water column. In addition, MODIS-Aqua-measured water-leaving radiance at the blue band is consistently low in various bay regions in Lake Taihu, indicating high algae concentration in these regions. Climatological water property maps, including normalized water-leaving radiance spectra nL_w(λ), chlorophyll-a concentration, and water diffuse attenuation coefficient at the wavelength of 490 nm (K_d(490)), are derived from all MODIS-Aqua data from 2002 to 2008 for Lake Taihu, showing overall spatial distribution features for the lake water property.     

叶片破损区域边界的自动提取算法研究

为了提高叶片的维修效率,提出一种叶片破损区域边界的自动提取算法．该算法主要包括两部分：区域分割和边界重构．在区域分割算法中,通过曲率估算、种子栅格选取和区域生长等步骤将破损区域的数据点从原始点云中分离出来;在边界重构算法中,通过多边形细分和离散光顺算法重构破损区域边界．应用实例表明,文中算法效率高、稳定性好,能够从散乱的点云数据中直接获取高质量的区域边界信息。     

环青海湖地区草地蝗虫发生遥感监测方法研究

为了建立一个用于环青海湖地区草地蝗虫发生空间分布的遥感监测模型,分别在1997年6月下旬到7月上旬、1999年8月中下旬及2000年8月中下旬进行了野外考察,获得了198个蝗虫密度样本资料,收集了同期的TM5遥感图像。通过TM5遥感影像计算了10种植被指数,如归一化植被指数(NDVI)和褐色植被指数(BVI)等。采用统计方法,研究了环青海湖地区草地蝗虫密度(GD)与各种植被指数之间的相关关系。结果表明:尽管GD与10个VI的线性相关并不显著,但GD对NDVI和BVI比较敏感。86%的GD>5头/m2样本出现在满足条件0.2相似文献   

基于自动阈值分类的高分辨率影像海陆分界线自动提取

海陆分界线的变化对滩涂面积和湿地系统变化具有指示作用并且影响航运活动,因而需提取海陆分界线.视海陆分界线为陆地(包括淤泥质潮滩)和海水(包括河道)的瞬时分界线.首先,构建近红外—绿—蓝波段的假彩色图像,进行色彩、对比度增强和双边滤波处理;其次,构建海陆分界线提取指数(Sea-land Boundary Extracti...     

基于边界距离场的管腔中心路径自动提取算法

首先计算三维空腔目标的精确边界距离场,然后建立基于该距离场的代价最大生成树,最后从生成树中提取中心路径.实验结果表明,精确的边界距离场使得提取的中心路径更加精确,而快速算法的应用提高了该算法的效率,获得的结果可直接用作虚拟内窥镜的漫游路径.     

基于航拍图像的电力线自动提取

提出了一种用于从航拍图像中自动提取电力线的方法。该方法首先对图像进行预处理,然后选用Robert算子、Sobel算子、Prewitt算子、Canny算子对预处理后的图像进行边缘检测,并对各种边缘检测的结果进行对比分析,得出canny算子检测到的边缘效果最为理想,最后采用链码跟踪法提取出电力线。实验结果证明该方法可以准确提取一定背景条件下的电力线,可以为电力线的后续处理提供重要的数据。     

基于遥感与GIS的青海湖地区土地利用变化及其对生态环境影响的研究

根据1986年和2000年TM影像资料,运用遥感信息解译与地理信息系统技术,结合数理统计知识,分析了青海湖地区1986~2000年土地利用类型在数量与空间结构上的变化以及土地利用变化对青海湖地区生态环境产生的影响。土地类型转换结果分析表明:耕地、水域和城乡居住建设用地分别增加了5 930.82 hm²、2 218.75 hm²和382.68 hm²。而林地、草地和未利用土地分别减少了7 542.64 hm²、894.34 hm²和95.28 hm²。在减少的7 542.64 hm²草地面积中,有6266.56 hm²草地被开垦成耕地,601.40hm²草地净转换为沙地。     

基于网络信息与遥感影像的水库自动提取方法研究

针对传统建立水库相关数据库的方法多为线下人工统计,受到诸多因素制约的缺陷,将网络信息、电子地图及遥感影像等数据综合利用起来,实现水库自动提取。利用网络爬虫从官方水利政务网站抓取相关信息,筛选出最新的水库名称及所属地等数据,再根据水库名称及所属地,调用百度、高德等地图网站提供的应用接口,获取水库的空间坐标信息,并利用水库坐标对遥感影像做缓冲区分析,提取出水库水体范围,得到 1 个含有水库名称、坐标、面矢量图的水库基础数据库。经过验证,提取结果的查准率为 0.973 5,查全率为 0.611 3, 作为二者的调和平均值达到 0.751,能够完整监测并提取出大中型水库,但对小型水库的监测提取效果一般,可解决传统水库提取方法需要先验知识的问题,提高对水库的区域性动态监测能力。     

遥感图像自动道路提取方法综述

自动道路提取是遥感图像识别的重要研究领域. 实现自动化、智能化、可靠准确的图像道路提取对地理信息技术发展具有重要的应用价值和意义. 道路的物理属性和功能形成了道路的辐射特征、几何特征、拓扑特征和背景特征. 以该四类特征为线索, 介绍了自动道路提取的典型方法, 侧重于分析四类特征在道路提取中作用和应用方式. 简要介绍了自动道路提取的评估方法和准则, 列举了主流的道路提取软件和遥感图像片源, 展望了该领域的发展方向.     

针对模板生成网页的一种数据自动抽取方法

当前,Web上的很多网页是动态生成的,网站根据请求从后台数据库中选取数据并嵌入到通用的模板中,例如电子商务网站的商品描述网页.研究如何从这类由模板生成的网页中检测出其背后的模板,并将嵌入的数据(例如商品名称、价格等等)自动地抽取出来.给出了模板检测问题的形式化描述,并深入分析模板产生网页的结构特征.提出了一种新颖的模板检测方法,并利用检测出的模板自动地从实例网页中抽取数据.与其他已有方法相比,该方法能够适用于"列表页面"和"详细页面"两种类型的网页.在两个第三方的测试集上进行了实验,结果表明,该方法具有很高的抽取准确率.     

青藏高原湖泊现代变化遥感方法研究

我国青藏高原分布着地球上海拔最高、数量最多、面积最大的高原湖群。据统计, 仅青藏高原面积大于1. 0 km ² 的湖泊就有1 091 个, 总面积约44 993. 3 km², 约占全国湖泊总面积的49. 4%。青藏高原湖泊不仅是青藏高原水循环的一个关键因子, 也是青藏高原生态环境的重要要素, 青藏高原湖泊的变化是气候变化敏感的指示器。在全球气候变暖的影响下, 对气候反应敏感的冰川和冻土都在退缩和融化, 青藏高原的湖泊也有明显的响应。青藏高原自然条件恶劣, 交通不便, 数据采集困难。卫星遥感技术是探测湖泊的先进手段, 随着遥感资料的日益丰富, 应用遥感手段研究湖泊变化是可取的方法。1970～2000 年以来的地形图、航空相片和多时相TM 卫星遥感资料, 建立湖泊现代变化遥感综合分析方法, 并对青藏高原南部的羊卓雍湖和沉错等湖泊的变化进行了分析。结果表明, 用遥感方法研究湖泊变化是可行的; 在1970～2000 年期间, 地处青藏高原南部的羊卓雍湖和沉错湖都呈萎缩趋势, 但在1990～2000 年期间有微弱的扩大趋势。     

利用Landsat-8 OLI反演大气气溶胶的可见光谱段地表反射率估算

准确估算地表反射率的贡献一直是遥感反演大气气溶胶光学厚度过程中的重点和难点。为了促进Landsat-8OLI传感器在地表参数定量化特别是大气遥感领域的应用,本文提出一种利用OLI 1.6μm、2.2μm短波红外谱段数据估算遥感影像可见光地表反射率的方法。该方法依托于MOD04产品地表反射率估算模式,通过光谱归一化和构建新的短波红外植被指数等过程,建立OLI地表反射率估算模式,通过误差分析发现该模式能够有效地降低由于传感器光谱响应不同对估算结果的影响,对应用在OLI遥感影像的计算结果与同时间同区域MOD04产品地表反射率进行比较,表明其结果有较高的相关性和可靠性。     

青海湖区域重要野生鸟类监测与空间分布格局研究示范应用

青海湖区域具有独特的地理和生态环境,拥有丰富的生物、生态领域的科研资源。长期以来,中国的科研人员在青海湖开展了广泛的科研活动。伴随着科研活动的深入,青海湖区域开展的科研活动开始呈现出多学科融合和交叉的趋势。随着信息技术的发展,科研人员开展科研的手段和方式也发生了变化。科研活动之间的交流,科研信息的获取和处理,出现了许多新的变化。在这种趋势下,科研人员普遍要求一种信息化的科研环境来支持其科研活动,即希望开展基于e-Science的科研活动。报告主要介绍青海湖区域重要野生鸟类资源及疫病监测与风险评估研究e-Science应用。目标是通过跨学科、跨领域、跨单位及国际性的合作研究,结合青海湖区域重要野生鸟类物种鉴别、空间分布格局、疫病监测和风险评估等科学研究活动的开展,研究信息化环境下如何采用先进的信息技术促进科学研究的学科交叉和融合,改善和优化传统的科研方式,提高科研效率。服务于青海湖国家级自然保护区候鸟保护与疫病监测与防治的需求。报告从信息技术如何支持科研活动的开展,包括科学数据的获取、数据的集成和管理、通过对海量数据的分析处理实现知识发现、知识展现等方面,以及信息化环境推动的组织机制创新,具体介绍中国科学院在青海湖区域开展的工作。     

青海省土地荒漠化遥感动态监测

近年来由于气候变化和人类活动的影响,青海省受荒漠化的影响日趋严重,采取有效的手段进行荒漠化快速动态监测,跟踪荒漠化现状和变化趋势,是荒漠化防治必要手段。基于像元二分模型,采用2000~2012年MODIS的增强型植被指数产品(EVI)估算青海省植被覆盖度。以植被覆盖度为主要评价指标,对青海省荒漠化现状和动态变化进行快速监测。结果表明:遥感估算的荒漠化面积和全国荒漠化调查的结论基本一致。13年间,青海省荒漠化土地的空间分布特征没有明显变化,全省荒漠化和潜在荒漠化土地总面积在研究时段内没有明显变化趋势,但是受自然因素影响,面积年际波动明显。重度荒漠化面积整体上呈明显下降趋势,青海省沙化和荒漠化状况有所改善,部分地区生态群落生产力、草地植被覆盖度呈上升趋势,表明近年来在青海实施的林业工程和荒漠化治理措施逐步显现出生态效益,发挥了实际作用。     

土地覆盖遥感专题信息的分层提取方法及其应用

重点讨论了土地覆盖遥感专题信息的分层提取方法,即根据各类目标的不同特征,采取相应的信息提取方法,分别建立专题信息层,最后把各专题层合并得到整体分类图;在此方案实施过程中,对各类目标开展了野外遥感调查和特征系统分析,并对样本区进行了ＧＰＳ定位,以获取空间辅助信息,提高提取精度;分层提取方法充分考虑到各类目标的不同特点,从而避免了通常分类方法中,单纯利用光谱特征所造成的地物混分现象     

TM数据在桔果经济林区土地利用分类和专题信息提取中的应用

利用TM—CCT数据,对位于浙江省黄岩市境内256×256像元的试验区进行了土地利用自动分类和桔资源专题信息提取的研究。采用改进的动态聚类法和最小距离法,把非监督分类和监督分类有机地结合起来,获得了较高精度的土地利用分类图。在此基础上,运用阈值最小距离法和均值—均方差窗口法成功地实现了桔林资源的专题信息提取,精度达95.3％。从而为亚热带经济资源及其动态变化的快速检测提供了有效的新手段。     

直接提取指纹特征算法的优化研究

在对Maio与Maltoni于1997年提出的指纹特征灰度图直接提取算法进行分析的基础上，提出了一种改进的指纹特征提取算法，即在前景模板分割部分采用Canny算子和数学形态学相结合的方法；在终结点判定部分提出跟踪角度和灰度变化相结合的新方法；在滤波和去除伪节点等方面也进行了改进。实验证明，这些改进在很大程度上克服了原算法阈值过多，易提取出虚假脊线的问题。这样不仅使算法健壮性和准确性得到了很大的提高，而且更有利于实际应用。     

基于虚拟格网的建筑物点云轮廓线自动提取

在分析现有轮廓线提取方法不足的基础上,提出基于虚拟格网的建筑物轮廓线自动提取方法.该方法利用建筑物点云生成虚拟格网并进行二值填充;采用邻域分析方法进行边界格网的标记与追踪;为了避免边界追踪错误,设计了基于方向的单边缘格网抑制方法及基于距离的连接关系调整方法以改善提取结果质量;根据格网追踪结果,从原始建筑物点云中提取真实...     

基于卷积神经网络的青海湖区域遥感影像分类

科学准确的获取青海湖区域土地覆盖分类对于研究该区域生态环境变化有着重要的意义.本文使用30米分辨率的LandSat 8 OLI青海湖区域遥感影像数据展开相关研究,30米分辨率属于中等分辨率,当前中分遥感影像的分类方法尚存在特征提取困难、分类精度不高等问题.本文借鉴GoogLeNet Inception结构,设计并提出了一种卷积神经网络模型进行特征提取及分类,分析了用于样本生成的邻域窗口尺寸对分类结果的影响,并与最大似然分类和SVM分类方法进行比较.结果表明,在窗口尺寸为9×9时,CNN模型的总体分类效果最好,且CNN的分类结果明显优于最大似然分类方法和SVM.     

基于面向对象的青海湖环湖区居民地信息自动化提取

居民地的空间格局和密度直接反映着区域人类活动的强弱程度,影响着区域人地系统演变和生态环境可持续发展。基于高分辨率卫星遥感影像数据,提出了一种面向对象的青海湖环湖区居民地信息自动化提取方法。首先,利用尺度集理论对高分辨率卫星遥感影像进行多尺度分割,获取不同尺度的分割对象;其次,通过机器学习算法集对分割对象的自定义特征、光谱特征、几何特征和纹理特征进行训练,选取最优自动分类算法;最后,利用最优自动分类算法提取青海湖环湖区城镇居民地和农村居民地信息。采用平均召回率、平均准确率和平均F值评价指标对分类结果进行精度评价,其中,城镇居民地各评价指标均在93%以上,农村居民地各评价指标均在86%以上。结果表明:该方法提取城镇居民地和农村居民地总体精度较高,在大面积人类活动精细化监测中具有较好的科学意义和应用价值。