基于Sentinel-1数据的水体信息提取方法研究

SAR影像对于水体和地表形变具有很好的辨识性,因此常用来进行水体识别、土壤湿度反演和地表形变检测研究与应用。利用载有C波段合成孔径雷达的Sentinel-1卫星数据对大范围的水体信息进行识别,提出了SDWI（Sentinel-1 Dual-Polarized Water Index）水体信息提取方法。该方法受到NDVI和NDWI方法的启发,结合微波遥感中水体信息在影像中的特点,进一步研究了Sentinel-1双极化数据（VV和VH）之间水体信息提取的关系,以此关系达到增强水体特征的目的,同时消除土壤和植被的存在。分别以Sentinel-1A巢湖区域和Sentinel-1B鄱阳湖区域SAR影像为例来提取水体信息,实验结果表明该方法显著有效,但对影像中阴影的处理是未来研究的难点。     

基于时序高分一号影像的平原河网区水体信息快速提取研究

水体信息的高精度提取是区域水资源利用研究的基础和关键。为改善平原河网区水体遥感信息提取中城镇、阴影和裸土等像元混淆问题,基于多时相高分一号影像,提出时序归一化水体指数(NDWI)、归一化植被指数(NDVI)和近红外波段反照率信息相结合的决策树水体信息提取方法,并以江淮下游典型平原区开展实证研究。试验结果表明,多时相光谱信息的使用有效改善了阴影和裸土等像元的混淆,提高了较小水体的提取精度,总体精度为93%,Kappa系数为0.85,更合理地反映了水面率呈自西向东逐渐减少的空间特征,研究成果可为其他平原区水体信息提取提供借鉴。     

基于哨兵2号的白洋淀水质监测方法研究

水质监测是水环境保护的重要工作内容,为水环境评价提供重要的参数指标信息,利用卫星遥感手段进行水质监测具有大范围、长时序、低成本、周期性、快速、动态监测等优势,利用哨兵2号多光谱卫星遥感数据,结合白洋淀淀区水质国控断面实测数据,对白洋淀淀区的水质参数进行定量反演,获取淀区溶解氧、高锰酸盐指数、总磷和总氮4种参数的空间分布图,掌握白洋淀水质整体情况。实验结果表明,利用少量的水质实测数据,建立遥感水质参数反演模型,可以快速获取淀区水质连续空间分布图,并依据未来近10 d内的哨兵2号影像,预测淀区水质情况,通过模型精度验证可知,该方法可以取得较高的反演精度。     

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ASAR、ETM+和MODIS图像的洞庭湖水体信息提取方法比较研究

以洞庭湖为试验区,对基于ASAR、ETM+和MODIS图像的各种水体信息提取方法进行了比较研究。结果表明,这些方法均能较为准确的将水体范围提取出来,但不同程度存在误判和漏判等现象。其中,本文研究提出的基于ETM+图像的谱间关系结合归一化建筑指数法精度较高,能够去除绝大部分阴影和建筑物,且能提取更多的细小河流。在上述基础上,利用ASAR和ETM+图像,对东洞庭湖洪水淹没范围的提取方法进行了研究。     

基于高光谱数据和雷达融合的滑坡信息提取

为了改进微地形滑坡遥感影像分类技术,从而提高微地形滑坡遥感信息提取的精度,采用湖北宜昌部分地区的无人机航拍高光谱影像(HSI)和激光雷达(LiDAR)数据作为研究数据源,并对高光谱和LiDAR数据进行融合,最后采用结合注意力模块(CBAM)的卷积神经网络(CNN)方法,对融合后的数据进行滑坡信息提取。研究表明,利用高光谱和雷达数据的优势,可以更准确地提取滑坡信息。     

基于GF-1数据的三峡库区水体信息精细化提取

为实现江河类狭长型水体信息的精细化提取,利用GF-1卫星数据,采用支持向量机和目视解译相结合的方法对三峡库区及重庆市水体信息进行了精细化提取。使用总体分类精度、Kappa系数、错分误差、漏分误差、制图精度和用户精度等指标对库区水体信息粗提取结果进行验证分析。结果表明:4个试验区水体提取的总体分类精度均超过90%,除试验区4的Kappa系数为0.884 1以外,其余试验区均超过0.9,提取精度较高。结合目视解译的方法,在粗提取结果的基础上对各问题进行精细化处理,得到精度高、完整性好的三峡库区以及重庆市水体信息数据,可为后续该区域的精细化遥感业务开展提供有效资料。     

基于 Sentinel-2 卫星数据的洋河水库水体总磷反演

结合洋河水库实测水质数据和 Sentinel-2（哨兵 2 号）卫星遥感影像数据,基于线性回归方法,建立遥感波段反射率与水体总磷实测质量浓度之间的反演模型,反演洋河水库 2016—2019 年总磷质量浓度,并分析库区总磷质量浓度时空变化特征。研究结果表明：线性回归遥感反演模型决定系数达到 0.818,相对误差平均值在 20% 以内,计算结果较稳定,模型适用性较好。在时间分布上,洋河水库水质整体基本较好,2016—2018 年洋河水库水质较好,达到Ⅲ类,部分月份水质较差,超过Ⅲ类,主要集中在秋季;2019 年洋河水库水质较差,整体达到Ⅳ类,部分月份出现Ⅴ类,超标现象集中在夏秋季节。在空间分布上,非汛期洋河水库总磷质量浓度自东、西入口及取水口向水库中心区逐渐升高,汛期靠近西入口的水域总磷质量浓度明显高于其他区域。利用哨兵 2 号卫星遥感影像对总磷质量浓度进行反演,可为水库的水质监管提供技术支撑。     

基于SAR卫星的内陆水体信息提取方法研究 ——以华阳河湖泊群流域为例

为快速准确的提取SAR卫星数据中的水体信息,采用2020年汛期SAR卫星过境华阳河湖泊群流域获取的雷达数据,提出了一种自适应迭代水体OTSU-SDWI阈值分割方法（简称“AIOS 阈值法”）,并从定性和定量两种角度与VV阈值法、VH阈值法和SDWI阈值法进行了对比分析。从定性角度,VV阈值法难以识别河湖藻华区域的水体信息,VH阈值法和SDWI阈值法存在将潮湿的滩地、池塘等识别为地表水体,易引起水体监测结果偏大,AIOS 阈值法的提取结果与实际情况更为相符;从定量角度,AIOS阈值法的提取结果精确率和准确率高于其他三种方法,但完整度低于SDWI阈值法。实验表明AIOS阈值法可以识别藻华区域的水体信息,具有自动化程度强、检测精度高的优势,对于提升内陆水体信息分布监测的速度和精度具有重要参考意义。     

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...     

Flood disaster monitoring based on Sentinel-1 data:A case study of Sihu Basin and Huaibei Plain,China

Summer floods occur frequently in many regions of China,affecting economic development and social stability.Remote sensing is a new technique in disaster monitoring.In this study,the Sihu Basin in Hubei Province of China and the Huaibei Plain in Anhui Province of China were selected as the study areas.Thresholds of backscattering coefficients in the decision tree method were calculated with the histogram analysis method,and flood disaster monitoring in the two study areas was conducted with the threshold method using Sentinel-1 satellite images.Through satellite-based flood disaster monitoring,the flooded maps and the areas of expanded water bodies and flooded crops were derived.The satellite-based monitoring maps were derived by comparing the expanded area of images during a flood disaster with that before the disaster.The difference in spatiotemporal distribution of flood disasters in these two regions was analyzed.The results showed that flood disasters in the Sihu Basin occurred frequently in June and July,and flood disasters in the Huaibei Plain mostly occurred in August,with a high interannual variability.Flood disasters in the Sihu Basin were usually widespread,and the affected area was between Changhu and Honghu lakes.The Huaibei Plain was affected by scattered disasters.The annual mean percentages of flooded crop area were 14.91% and 3.74% in the Sihu Basin and Huaibei Plain,respectively.The accuracies of the extracted flooded area in the Sihu Basin in 2016 and 2017 were 96.20% and 95.19%,respectively.     

基于多光谱影像的水体自动提取方法比较研究

以鄱阳湖湿地及附近水域为研究区,基于Landsat OLI影像从水体错提率和面积精度两方面比较了单波段阈值法、归一化差异水体指数法(NDWI)、改进的归一化差异水体指数法(MNDWI)、新型水体指数法(NWI)提取湿地水体的效果。并针对传统提取方法中阈值难以确定的问题,引入直方图波谷法、大津法、迭代法计算阈值。结果表明:单波段阈值法的提取效果较差,3种水体指数法均能对水体进行有效提取;直方图波谷法的计算效果不稳定,不适合计算此次水体提取方法的阈值;大津法和迭代法均能较准确地计算阈值,其中大津法结合新型水体指数法(NWI)精度最高。