基于PCA和SVM的遥感影像水体提取方法及验证

针对内陆湖泊水质及光谱特性空间差异性大、支流水系结构复杂而导致的遥感影像水体提取精度低的问题,提出了结合光谱主成分分析(PCA)及支持向量机(SVM)的PCA-SVM水体提取算法。基于GF-1卫星遥感影像,对原始影像光谱波段特征进行PCA降维,从中优选熵、方差、差异性纹理特征向量,结合原始波段及归一化差分水体指数(NDWI),构建了8维特征向量,并基于SVM算法提取湖泊水体。以巢湖洪水期与非洪水期影像为研究实例,分别采用NDWI法、传统SVM算法及PCA-SVM算法对水体进行提取,并进一步基于PCA-SVM算法对2020年汛期巢湖洪水期淹没演变过程进行反演和跟踪,定量解析特征向量组合及SVM惩罚系数C对水体提取性能的影响。结果表明：PCA-SVM算法提取的湖泊完整、支流连续,显著改善了含蓝藻水体漏提、建筑物误提等问题;洪水期和非洪水期提取结果的F1分数分别为95.08%和97.95%,虚警率分别为5.43%和1.13%,提取精度显著高于NDWI法和SVM算法。     

面向对象的国产GF-1遥感影像水体信息提取研究

鉴于传统方法在提取高分辨率影像中水体信息的不足,以高分辨率国产卫星GF-1 2m/8m遥感影像为数据源,以特克斯河部分区域为研究区,通过分形网络进化算法实现影像分割并借助ESP尺度分割工具选取特定地物的最优分割尺度,随后使用基于规则的面向对象方法实现了水体信息的精度提取,并与传统的分类方法提取结果进行比较。结果表明:面向对象的总体分类精度达到了94.01%,Kappa系数为0.86;最大似然分类精度为90.00%,Kappa系数为0.80;面向对象的分类方法对国产GF-1影像是可行的,可以避免"椒盐"现象和图斑破碎,且分类精度比传统的方法高,可为国产高分影像研究与应用提供科学参考。     

基于GF-2影像的梯田田坎自动提取研究

田坎系数测算精度直接影响粮食总产量统计、梯田区土壤侵蚀量测算的准确度,为解决传统的遥感影像目视解译方法提取梯田及田坎精确度不稳定且耗时较长的问题,基于GF-2影像和面向对象的技术方法,确定了各地类最优分割尺度和空间、光谱、纹理等特征参数,建立各土地利用类型提取规则并进行自动提取,其中梯田提取精度为82.55％、Kapp...     

三峡库区水体中磷的特征分析

通过三峡库区长江干流15个站点和嘉陵江、乌江支流6个常规监测站点的丰水期、平水期和枯水期的监测资料对库区水中的含磷情况进行了分析.分析结果表明:三峡库区长江干流磷年均值范围在0.057～0.226mg/L之间,在15个断面中,超过Ⅱ类标准的占53%;嘉陵江支流磷年均值范围在0.06～0.53mg/L之间,4个监测断面符合Ⅱ类标准;乌江支流两个常规监测断面符合Ⅱ类标准;三峡库区长江干流磷浓度的沿程变化具有自上游向下游有明显上升趋势;三峡库区长江干流河水总磷的浓度40a来都呈显著上升趋势;三峡库区水体中磷的主要来源是农业面源污染、城市工业和生活污水.     

面向对象的GF-2影像水体信息提取研究

高分辨率遥感影像面向对象信息提取的前提和关键步骤是影像分割.在分析水体信息提取方法的基础上,提出多尺度-光谱差异分割的方法.首先,以河南省开封市某区域为例,采用多尺度分割的方法对GF-2影像进行分割,确定最优分割尺度;然后,在保证地类分割纯度的基础上,对分割的影像进行光谱差异分割,得到研究区域水体分割最佳效果;最后,利...     

大伙房水库水体精确提取及变化检测

利用NDWI,MNDWI,SVM及FCLS方法结合Google高分辨率影像,研究遥感影像水体信息的精确提取,对各种方法提取的面积精度进行评价,选择水体提取最优方法。FCLS提取的水体边界与Google基准影像提取的水体边界吻合度更高,FCLS方法适合大伙房水库等大型水体边界的精确提取。利用FCLS法对4月12日和27日Landsat 8影像进行分类和变化检测,水体面积增加了3.439 km~2。     

一种改进的遥感影像水体信息快速提取方法

水体资源精确提取在水文调查和监测中具有非常重要的意义.针对传统指数模型在检测遥感影像水体信息中存在过程复杂、环节过多以及阈值选择误差较大等诸多问题,提出了一种改进的新型水体快速提取方法NNDWI(New Normalized Difference Water Index),该方法在对水体及非水体地物进行波谱特征分析的基...     

基于多源遥感数据的水体提取方法研究

快速准确地获取水体信息对于水资源管理利用以及灾害防治具有重要意义.利用不同分类方法探讨多种数据源在不同天气场景下水体提取的最优技术,结合Sentinel和Landsat系列数据,对红碱淖1973—2018年湖泊面积变化进行分析.结果表明:在无云的情况下,使用Sentinel-2结合最大似然分类方法提取效果最好,精度为9...     

基于MODIS数据的水体提取算法研究与实现

MODIS遥感数据以其自身特点已被广泛应用于洪水灾害监测.根据MODIS数据的特点以及水体的波谱特性,分别采用了归一化植被指数法、谱间关系法和自组织神经网络算法进行了水体提取试验研究,并对比分析了三种方法的优缺点,以及用C语言对这三种算法进行实现.     

三峡库区水资源保护规划的编制思路

三峡水库是国家重要的战略淡水资源库,也是重要的生态环境敏感区。保护好库区水资源, 对于保障库区居民用水安全,促进库区生态环境保护与区域经济社会和谐发展具有十分重要的意义。通过分析三峡工程进入试运行期后,库区水资源保护面临的主要问题,论述了开展三峡库区水资源保护规划的重要性和必要性,并探讨了编制三峡库区水资源保护规划的指导思想、原则及主要工作思路,可为编制三峡库区水资源保护规划提供参考。     

三峡库区水环境保护与生态修复初步研究

分析三峡工程对库区水环境和水生态的影响,主要有:库内水温分层、水污染及富营养化问题、泥沙淤积以及对陆生生态和水生生态的影响。提出加强库区城镇污水处理、控制城镇发展和农村面源污染、排污口综合整治、水华控制,加强水质监测与管理等水环境保护措施;陆生生态与生物多样性保护,水域生境保护与修复,珍稀、特有物种资源保护,水库生态调度和建立自然保护区(点)等水生态保护与修复措施。     

基于SLIC的哨兵1号雷达数据水体信息提取

针对水域面积较少时水体信息提取困难的问题,提出了以Sentinel-1A SAR为数据源,用简化的SLIC超像素分割算法对图像进行分割,根据相似度将分割后图像进行分层区域合并,将图像二值化得到最终水体信息的方法。将提取的信息与Otsu阈值法提取的水体信息进行对比分析,结果表明：水体提取算法相比Otsu阈值法有效提升了水体信息提取的效率和精度,对于防汛减灾具有重要的科学价值。将提出的方法应用于2019年7月份的株洲洪水监测,取得了较好的效果。     

库水升降作用下三峡库区三门洞滑坡变形响应特征

三峡库区三门洞滑坡自设立专业监测设施以来,一直发生持续蠕滑变形。通过野外调查、GPS监测数据分析,并运用Geo-studio有限元软件对滑坡进行渗流场模拟,分析了库水位不同升降速率下滑坡的稳定性。研究结果表明:①库水位上升时,滑坡的稳定性呈上凸型,表现为先上升后下降;当滑坡以1.6 m/d的速率上升时,滑坡稳定性最大。②库水位下降时,滑坡的稳定性呈下凹型,表现为先下降后上升;不同降速下的稳定性极值不同,但最终的稳定性基本保持一致。③三门洞滑坡作为典型的堆积体滑坡,库水位的升降是导致滑坡发生变形的主要因素,目前一直处于蠕滑变形状态,但不会发生整体性破坏。     

三峡库区滑坡的水文地质分析

三峡库区滑坡灾害发生频繁,这些滑坡灾害对当地的经济建设和生命财产造成了很大的危害,如何对滑坡进行有效的预测预报成为滑坡减灾防灾的关键。降雨是触发三峡库区滑坡的重要外动力因素之一。通过这一地区预警站——秭归二级站的多年降雨量与剖面排桩观测资料的数据统计和相关性分析,可以发现当降雨量达到某一特定值时,滑坡容易发生。根据秭归县的地形地貌、地质构造和岩性组合等特点,初步对郭家寨和李家湾这两个预警点进行分析,利用统计方法得出两个观测点在不同降水条件下的排桩变形。分析结果表明:由于地质环境以及岩性的不同,达到滑坡所需要的降雨量存在差异,基于月降雨量的统计分析可望实现对突发性滑坡进行实时有效的预报。     

三峡库区木鱼包滑坡不同库水升降速率变形响应离心模型试验研究

本文采用地表位移监测和离心机模型试验研究了木鱼包滑坡在不同库水升降速率条件下的变形响应规律,取得以下认识:(1)木鱼包滑坡在重力和库水等因素作用下,促滑段不断挤压抗滑段而发生推移式蠕滑变形.(2)木鱼包滑坡变形主要受库水位高程和升降速率影响,降雨对滑坡的变形影响有限.165 ～ 175 m水位时,较高的库水上升速率才能...     

溪洛渡水库对三峡水库泥沙淤积影响预估

通过水库淤积一维数学模型计算分析,预估溪洛渡水库兴建后,与三峡水库联合运用50年,三峡库区泥沙淤积量较不建溪洛渡水库减少约37亿m3,特别是变动回水区减淤效果显著,在不同频率洪水下重庆市主城区河段洪水位少抬高1.5m左右。     

三峡库区高切坡信息系统研究

在系统分析的基础上,以VB.net作为前台开发程序,用Access建立后台数据库,以ADO作为数据传输通道,开发出三峡库区高切坡信息系统。该系统能够对高切坡信息进行动态管理,为高切坡的稳定性评价提供技术支持。     

三峡水库水环境容量计算

本文分析了三峡库区的污染状况,提出了三峡水库环境容量的计算原则、设计水文条件和水质保护目标。利用建立的三峡水库一维水流水质数学模型、库区排污口混合区平面二维和水平分层的三维紊流模型,计算了三峡水库建库前后CODMn和NH3-N总体环境和岸边环境容量及其沿江分配。根据岸边环境容量计算结果,提出了三峡水库污染混合区的控制标准。同时,推荐了三峡水库水环境容量的综合方案。