GF-1 WFV 影像的中小流域洪涝淹没水深监测

针对目前水深监测仍主要依赖Landsat、SPOT等国外遥感卫星的问题,提出采用国产高分一号(GF-1)卫星16 m分辨率WFV影像进行洪涝淹没水深监测。通过以中小流域为研究区,采取RS和GIS结合的水深测算方法计算淹没水深：在利用RS影像提取淹没范围的基础上,运用GIS方法由水面高程和地面高程之差计算得出淹没水深的空间分布。结果表明,GF-1卫星作为新兴的国产遥感数据源,凭借空间分辨率高和回访周期短的优势,可帮助摆脱对国外卫星遥感数据的依赖;GF-1卫星WFV 影像提取水体精度较高,能广泛应用于中小流域洪,涝灾害监测;RS和GIS结合的洪涝淹没水深监测算法简单易行,可快速计算在淹没范围已知情况下的水深。相关结果可为洪涝灾害监测与评估提供信息依据。     

基于GF-1影像的冬小麦和油菜种植信息提取

高分(GF)系列卫星的相继发射为国产高分辨率遥感数据的应用创造了新的机遇。为探索GF数据在中小尺度农作物遥感监测领域中的可行性和建立相适应的技术体系,以扬州市为例,运用决策树模型和面向对象分类方法,研究GF-1卫星的宽视场(wide field of view,WFV)数据在农作物种植信息提取中的可行性,并探索提高其提取精度的处理方法。结果表明:分区处理可以降低作物空间分布对种植区提取的不利影响;冬小麦总体精度为97%,Kappa系数为0.93;油菜总体精度为96%,Kappa系数为0.84。综上所述,国产GF-1 WFV影像可以应用于农作物种植信息的提取,并为粮区农作物种植空间调整和优化管理提供重要参考和决策支持。     

基于RS和GIS的洪涝灾害监测与评估研究

以鄱阳湖区为例,对洪灾的快速监测与评估进行研究。首先探讨了洪灾监测与评估所需的基础背景数据,包括数字地面高程模型(DEM)、本底水体数据及土地利用数据;然后介绍了以RS和GIS为支撑,对洪涝灾害进行监测评估,实现了对遥感获取的灾情信息与地面实况信息进行各种空间分析与专题分析,从而提取出洪涝淹没的范围和面积,及时地反映出淹没的程度及地理位置,快速地对洪涝灾情进行评估。最后结果显示:该方法快速、有效,能够为相关决策部门了解灾情、制定救灾方案以及灾后规划等提供决策支持。     

高分一号与Landsat-8影像在荒漠绿洲过渡带应用对比

针对国产高分一号卫星(GF-1)成像质量是否可以满足区域生态环境监测需求的问题,开展了宽幅多光谱相机(wide field view,WFV)在荒漠绿洲过渡带的成像质量评估研究。从辐射质量、纹理、地类识别精度和归一化植被指数等方面构建评估指标,定量分析了GF-1 WFV和Landsat-8OLI在荒漠绿洲过渡带的成像质量差异。结果表明:GF-1 WFV影像虽然具有较高的空间分辨率,但在辐射质量、地类识别效果、纹理信息及植被指数等方面与Landsat-8OLI相比有一定差距;GF-1 WFV影像的信噪比优势明显,对噪声的抑制效果较好;通过与纹理信息的波段组合,可以有效提高GF-1WFV影像的地物识别效果,缩小与Landsat-8OLI在分类精度上的差距;鉴于明显的光谱范围差异,二者归一化植被指数数据在协同应用的过程中宜分地物类型转换,在西北荒漠绿洲过渡带的国土资源调查、城市规划、农情监测等方面可发挥积极作用。     

高分三号卫星影像在黄河洪水监测中的应用

高分三号（GF-3）卫星是我国首颗C频段多极化高分辨率合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）卫星,尝试利用高分三号（GF-3）卫星对黄河2017年第1号洪水开展遥感监测工作,获取了7月28日18时42分和7月29日6时52分的黄河小北干流河段遥感影像。经过影像处理和遥感解译,高分三号（GF-3）卫星影像清晰,层次分明,对河流水体、沙洲、以及河道整治工程、桥梁等反映明显,能够较好地识别洪水淹没范围信息。应用表明,高分三号（GF-3）卫星具有良好的编程成像能力,可以全天候全天时获取洪水遥感影像,在洪涝灾害监测和防灾减灾领域具有较大应用潜力。     

高分3号卫星影像在黄河洪水监测中的应用

高分3号卫星是我国首颗C频段多极化高分辨率合成孔径雷达卫星,尝试利用高分3号卫星对黄河2017年第1号洪水开展遥感监测工作,获取7月28日18时42分和29日6时52分的黄河小北干流河段遥感影像。经过影像处理和遥感解译,高分3号卫星影像清晰,层次分明,对河流水体、沙洲,以及河道整治工程、桥梁等反映明显,能够较好地识别洪水淹没范围信息。应用表明,高分3号卫星具有良好的编程成像能力,可以全天候、全天时获取洪水遥感影像,在洪涝灾害监测和防灾减灾领域具有较大应用潜力。     

中国科学与技术协会《青年科学家》论坛“高分辨率影像解译理论与应用方法”专题会议征文通知

近年来，不断发展的遥感技术使遥感数据呈现出高空间分辨率、高光谱分辨率和高时间采集频率的特点。卫星图像空间分辨率已经提高到0．6米级，而航空遥感数字影像分辨率高达0．1米以上。光谱分辨率高达3—4纳米。不断发展的高分辨率遥感数据能够提高信息提取和监测精度，并拓展遥感数据的应用范围。目前，国外已经加快对高分辨率图像，特别是高空间分辨率影像，在城市环境、精准农业、     

全国饮用水水源地遥感监测技术与系统

针对传统水源地监测存在的成本高、周期长、监管难度大等缺陷,本研究面向具有高空间分辨率的高分1号卫星影像,结合遥感监测、组件式GIS等原理与技术设计并实现全国饮用水水源地遥感监测系统,实现水源地属性、矢量、影像、高程数据一体化管理,提供联动查询、异常区域标绘、DEM导出等辅助监测分析,以及水源地遥感影像库构建与更新和专题制图等功能。遥感监测系统各功能测试结果表明,系统满足水资源管理部门对饮用水水源地信息一体化管理与辅助监测分析的需求,有助于建立更为完善的饮用水水源地监测网络,提高水源地监测效率,为水源地保护区的设立和划分提供科学依据。     

遥感影像空间分辨率对城市建筑物高度估算精度的影响

选用WorldView-2、高分二号、高分一号遥感数据,以厦门软件园为研究区,运用面向对象方法及形态学的思想,并结合光谱、阴影和形状约束,构建了适用于不同影像的建筑物及阴影提取流程;运用阴影长度估算法,估算了0.5、1、2m这3种不同空间分辨率建筑物高度;并定量评估影像空间分辨率对建筑物提取精度、建筑物高度估算精度的影响。结果表明:(1)改进的建筑物及阴影提取流程对不同分辨率影像均取得了较高的提取精度,但建筑物提取精度随着遥感影像空间分辨率的降低而略有降低;(2)随着遥感影像空间分辨率的降低,建筑物高度估算精度逐渐降低,但不呈现出线性关系,分辨率从1m上升至0.5 m阶段建筑物高度估算精度提高的速度要高于分辨率从2m上升至1m阶段;(3)GF-1比较适用于高层建筑物的高度估算,GF-2适用于中高层到高层建筑物的高度估算,而WorldView-2对不同高度范围内建筑物的高度均有较高的估算精度。     

基于开放数据立方体的GF-1卫星数据加载与服务

开放数据立方体系统是新一代开源对地观测数据管理与应用系统,可以解决遥感卫星大数据在管理、服务及应用方面面临的诸多问题,然而,该系统目前仅支持国际主流卫星数据的加载和服务,针对国产数据仍无法使用。以国产卫星数据高分一号WFV数据为例,进行基于开放数据立方体系统的国产卫星数据的加载和服务的设计与实现。首先针对GF-1的数据特点编写产品定义和提取元数据脚本,以建立索引和摄取数据,完成国产卫星数据的加载;然后基于已加载数据,使用Web UI接口开发了GF-1数据的水探测服务。研究结果证明了使用开放数据立方体系统管理国产卫星数据的可行性,并为其他基于该系统的国产卫星数据的加载和服务提供了技术参考。     

基于RS和GIS的生态环境监测评估应用系统

通用遥感影像处理软件侧重于遥感数据的预处理,用于实现旱涝等生态环境监测评估功能时操作复杂。为简化生态环境监测评估的工作流程,该文结合RS, GIS和GPS技术,以监测评估模块为核心,研发了基于RS和GIS的生态环境监测评估系统。用该系统对广西2005年6月的特大洪涝灾害进行了动态监测和评估,取得了较好的监测效果。     

基于GF-1影像的耕地地块破碎区水稻遥感提取

耕地地块破碎区水稻遥感提取是作物监测研究的热点问题之一。以苏州市高新区为例,通过挖掘关键物候期水稻与下垫面水体光谱特征组合差异,基于分蘖期与齐穗期两景16 m分辨率的GF-1 WFV数据,构建归一化差值植被指数（NDVI）差值法、归一化水体指数和比值植被指数（NDWI-RVI）差值法提取水稻分布,并深入探究了水稻面积提取精度及空间重合度影响因素。结果显示：与非监督分类和监督分类方法相比,植被指数差值法水稻识别精度贡献率可提升30%以上,NDVI差值法提取水稻种植面积的精度、空间重合度、制图总体精度和Kappa系数分别为86.2%、66.1%、92.2%和0.72;NDWI-RVI差值法上述指标分别高达95.5%、78.4%、93.5%和0.846,实现了利用少量中高分辨率遥感影像精确提取耕地地块破碎区水稻分布的目的,可实际服务于太湖地区农业生产及相关决策支持。     

面向内陆水环境监测的GF-1卫星WFV数据特征评价

各种卫星遥感数据在内陆水环境监测中得到日益广泛的应用并各具优势和不足。2013年4月发射的高分一号(GF\|1)卫星搭载的宽视场相机(WFV)为水环境监测提供了新的数据源。通过与Landsat8 OLI和HJ\|1 CCD对比,从辐射、光谱和空间3个方面客观评价GF\|1 WFV 的数据特征,并分析其在内陆水环境监测应用中的优缺点。结果表明:WFV在内陆水体区域的灰度级数和信噪比高于CCD但低于OLI 10 bit的量化等级足以满足水质参数反演的精度要求,在水体监测应用中WFV现有辐射定标系数需修正;WFV的波段数量和宽度与CCD基本一致,比OLI的少且宽,不能很好地捕捉内陆水体的光谱特征;WFV16 m的空间分辨率和800 km的幅宽,明显优于CCD和OLI。总之,WFV在大范围中小型内陆水体环境动态监测方面具有良好的应用前景。     

基于GF-1影像的耕地地块破碎区水稻遥感提取

耕地地块破碎区水稻遥感提取是作物监测研究的热点问题之一。以苏州市高新区为例,通过挖掘关键物候期水稻与下垫面水体光谱特征组合差异,基于分蘖期与齐穗期两景16 m分辨率的GF-1 WFV数据,构建归一化差值植被指数(NDVI)差值法、归一化水体指数和比值植被指数(NDWI-RVI)差值法提取水稻分布,并深入探究了水稻面积提取精度及空间重合度影响因素。结果显示:与非监督分类和监督分类方法相比,植被指数差值法水稻识别精度贡献率可提升30%以上,NDVI差值法提取水稻种植面积的精度、空间重合度、制图总体精度和Kappa系数分别为86.2%、66.1%、92.2%和0.72;NDWI-RVI差值法上述指标分别高达95.5%、78.4%、93.5%和0.846,实现了利用少量中高分辨率遥感影像精确提取耕地地块破碎区水稻分布的目的,可实际服务于太湖地区农业生产及相关决策支持。     

森林资源亚健康状态的卫星遥感预警技术研究

森林病虫害等扰动类型造成的亚健康林木监测预警工作不能及时到位,导致防治工作长期处于灾后救灾的被动局面。基于2019年5~9月份的多时相GF-1 WFV数据,应用比值植被指数和红绿植被指数,准实时地监测逆生长、叶冠胁迫或失色等“灾害”信息。结果表明：虽然树木叶片枯黄、萎蔫等叶绿素降解并逐渐转化成叶黄素和叶红素需要一定的过程,或“灾害症状”有时具有滞后性,但高频次遥感动态监测结果对于指导森林灾害地面踏查,提高监测覆盖率和科学性,防范大面积灾害,具有积极作用。国产GF-1和GF-6 WFV遥感数据的高重访周期能为月度森林资源生长过程的监测提供坚实的数据保障,满足公顷级树叶长势退化预警监测的需要。     

基于GF-1影像的耕地地块破碎区水稻遥感提取

耕地地块破碎区水稻遥感提取是作物监测研究的热点问题之一。以苏州市高新区为例，通过挖掘关键物候期水稻与下垫面水体光谱特征组合差异，基于分蘖期与齐穗期两景16 m分辨率的GF-1 WFV数据，构建归一化差值植被指数（NDVI）差值法、归一化水体指数和比值植被指数（NDWI-RVI）差值法提取水稻分布，并深入探究了水稻面积提取精度及空间重合度影响因素。结果显示：与非监督分类和监督分类方法相比，植被指数差值法水稻识别精度贡献率可提升30%以上，NDVI差值法提取水稻种植面积的精度、空间重合度、制图总体精度和Kappa系数分别为86.2%、66.1%、92.2%和0.72；NDWI-RVI差值法上述指标分别高达95.5%、78.4%、93.5%和0.846，实现了利用少量中高分辨率遥感影像精确提取耕地地块破碎区水稻分布的目的，可实际服务于太湖地区农业生产及相关决策支持。     

基于COSMO-SkyMed和SPOT-5的城镇洪水淹没信息快速提取研究

洪水是我国最为频繁的自然灾害之一,如何快速准确地获取洪水淹没范围在救灾减灾工作中具有重要意义。目前,卫星遥感技术已广泛应用于洪水信息提取的研究中。不同的遥感数据源在洪水信息提取中各有利弊,综合研究雷达影像和可见光影像的优缺点,建立了基于多源遥感数据的洪水淹没信息快速提取模型。首先,利用灾中第一时间获取的COSMO-SkyMed雷达影像,采用面向对象的方法提取出洪灾发生时的水域空间信息;其次,利用灾前SPOT-5高分辨率光学影像,采用多光谱影像波段运算和决策树分类的思想提取出常态下的水域空间信息;最后,对灾中雷达影像COSMOSkyMed提取的水体和灾前光学影像SPOT-5提取的水体进行空间差值运算,得到洪水淹没范围信息,并利用洪水当天拍摄的无人机遥感影像对结果进行精度评价。将该模型应用于2013年浙江余姚水灾,监测结果表明:在洪水发生后,能够快速获取淹没范围空间信息,并且提取精度达到93.7%,为洪灾的防治以及抗洪抢险救灾工作提供强有力的技术支撑和基础数据信息。     

基于不同分辨率遥感影像自动提取切沟的精度分析和转换模型

黄土高原地貌类型独特而复杂,切沟侵蚀是塑造该区地貌的主要动力之一。研究不同分辨率遥感影像提取切沟的适用性和自动提取方法,可为切沟侵蚀遥感监测和沟蚀防治等提供有效手段。以黄土高原南部山西吉县残塬沟壑区为研究区,使用面向对象分析方法和随机森林分类算法分别从0.5 m Google影像、2 m GF-1融合影像和8 m GF-1多光谱影像中自动提取切沟,分析提取精度,并构建转换模型,提高低分辨率遥感影像提取的切沟沟长、面积参数的精度。结果表明：①依据特征类别,特征变量对于切沟识别的重要性排序如下：光谱特征>纹理特征>几何特征。②0.5 m和2 m分辨率影像切沟分类精度较高,生产者精度和用户精度均达90%以上,8 m GF-1影像切沟分类的生产者精度和用户精度为85%左右。③0.5 m和2 m分辨率影像提取的切沟沟长和沟宽的百分误差分别为5%和13%左右;8 m分辨率影像提取的切沟沟长、面积和沟宽的平均百分误差为18.82%、27.62%和18.93%。④基于0.5 m分辨率Google影像提取的切沟形态特征参数,建立8 m分辨率GF-1影像提取的切沟沟长转换模型（L=1.22L'-0.28）和面积转换模型（A=1.44A'+31.56）,转换结果具有较高的精度。     

用高分一号数据提取玉米面积及精度分析

由于受到时间分辨率的影响,长期以来国内遥感技术在面积监测、作物长势监测等方面受到限制。针对此问题,该文利用"高分一号"卫星高空间和高时间分辨率的特点,应用其宽幅16m分辨率数据,结合Landsat-8和RapidEye数据,采用支持向量机(SVM)和光谱角法(SAM)在许昌进行农作物(玉米)的识别和面积提取及其精度分析。结果表明,"高分一号"4个宽幅传感器的影像应用精度差别较大,其中WFV3数据的作物识别与种植面积提取精度最高,高于Landsat-8,与RapidEye接近;而WFV1和WFV4数据的应用效果较差,不太适用于试验区内复杂的秋季作物类型的识别。总体上讲,SVM分类器的分类精度和Kappa系数都要好于SAM分类器,相比之下SVM更适合于农作物的识别和种植面积提取。     

基于COSMOＧSkyMed和SPOTＧ５的城镇洪水淹没信息快速提取研究

洪水是我国最为频繁的自然灾害之一,如何快速准确地获取洪水淹没范围在救灾减灾工作中具有重要意义.目前,卫星遥感技术已广泛应用于洪水信息提取的研究中.不同的遥感数据源在洪水信息提取中各有利弊,综合研究雷达影像和可见光影像的优缺点,建立了基于多源遥感数据的洪水淹没信息快速提取模型.首先,利用灾中第一时间获取的COSMOＧSkyMed雷达影像,采用面向对象的方法提取出洪灾发生时的水域空间信息;其次,利用灾前SPOTＧ５高分辨率光学影像,采用多光谱影像波段运算和决策树分类的思想提取出常态下的水域空间信息;最后,对灾中雷达影像COSMOＧSkyMed提取的水体和灾前光学影像SPOTＧ５提取的水体进行空间差值运算,得到洪水淹没范围信息,并利用洪水当天拍摄的无人机遥感影像对结果进行精度评价.将该模型应用于２０１３年浙江余姚水灾,监测结果表明:在洪水发生后,能够快速获取淹没范围空间信息,并且提取精度达到９３．７％,为洪灾的防治以及抗洪抢险救灾工作提供强有力的技术支撑和基础数据信息.