中国湿地卫星遥感的应用研究

湿地作为独特的生态系统, 具有重要的生态价值与科学研究价值。由于湿地多处于偏远地区难以有效进行监测与开展研究, 更凸现出遥感信息定量化、多时相、多平台、信息量大、可比性强的优点。在对比国外最新的相关研究基础上, 从湿地卫星遥感识别分类模型、湿地资源调查、湿地资源动态变化、湿地植被生物量估测以及湿地卫星遥感未来发展趋势与特点5 个方面对我国湿地卫星遥感应用研究进展及其主要成果特点进行全面回顾, 对我国湿地卫星遥感发展趋势与前景进行了评述与展望。     

GIS支持下的湿地遥感信息高精度分类方法研究

遥感影像高精度自动分类方法的实现是制约遥感数据应用的瓶颈之一。以知识和地理信息系统为支撑,进行湿地遥感影像的分类,并对各项分类方法的精度进行比较评价,从而为湿地遥感的分类方法提供依据。实验结果表明经辐射增强降噪处理后湿地边界更加明晰;而对于处于生长期的湿地影像,经过光谱增强缨帽处理后,明显提高了区分湿地亚类的精度。结合以上两种分类方法的优势,利用GIS技术对二者进行空间处理,取长补短,生成了湿地遥感影像分类图。实验证明基于3S技术的分类方法精度更高,是一种较好的湿地影像自动分类方法。     

GIS支持下的湿地遥感信息高精度分类方法研究

遥感影像高精度自动分类方法的实现是制约遥感数据应用的瓶颈之一。以知识和地理信息系统为支撑,进行湿地遥感影像的分类,并对各项分类方法的精度进行比较评价,从而为湿地遥感的分类方法提供依据。实验结果表明经辐射增强降噪处理后湿地边界更加明晰;而对于处于生长期的湿地影像,经过光谱增强缨帽处理后,明显提高了区分湿地亚类的精度。结合以上两种分类方法的优势,利用GIS技术对二者进行空间处理,取长补短,生成了湿地遥感影像分类图。实验证明基于3S技术的分类方法精度更高,是一种较好的湿地影像自动分类方法。     

基于遥感监测的黄河三角洲湿地演变分析研究

为保护黄河三角洲湿地生态系统,掌握湿地变化趋势,以 1986—2018 年间 15 a 卫星遥感影像为数据源,通过 ERDAS 9.0 和 ArcGIS 10.3 平台开展黄河三角洲湿地遥感解译,建立土地利用转移矩阵,分析黄河三角洲湿地面积和分布格局及变化特征。结果显示：湿地是黄河三角洲主要生态系统类型,主要分布在沿海区域, 与 20 世纪 80 年代相比,黄河三角洲湿地面积整体下降,其中自然湿地萎缩严重,人工湿地增长迅速,湿地面积和结构均发生较显著变化,而区域土地资源开发是湿地结构变化的主要因素。研究成果表明：基于遥感解译,采用 ERDAS 9.0 和 ArcGIS 10.3 平台能快速获取较多湿地类型信息,提高提取精度,可为大范围土地利用分类研究提供方法参考。     

多特征和多分类器组合的湿地遥感影像分类

为了适应湿地遥感影像分类,选择了湿地影像的典型特征,提出了一种组合多分类器的湿地遥感分类方法。提取湿地遥感影像的独立分量、纹理、湖泊透明度、归一化水体指数、绿度指数和湿度分量特征;选择样本对最小欧氏距离、光谱夹角填图、贝叶斯和支持向量机分类器进行训练学习。根据各分类器的混淆矩阵对其赋权值,检验样本是否满足正态分布;根据权值和假设检验结果构建组合分类器决策网络。实验表明该方法较传统湿地分类方法具有更好的性能和更高的精度。     

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%。     

基于多尺度分割的遥感影像滨海湿地分类

基于多尺度的高分辨率遥感影像分类方法研究,可以为滨海湿地动态监测、规划保护提供更详尽的湿地分类信息和更快速的数据获取方法,对湿地保护具有重要意义。选取连云港青口河入海口处湿地为研究区,以高分辨率遥感影像WV\|Ⅱ和航空遥感影像为数据源,利用多尺度分割方法将影像分割成不同层次的实体对象;在不同层次,以实体对象为单元,结合光谱、形状、纹理等不同影像特征,进行滨海湿地分类研究,结果表明:利用该方法分类后,研究区各种湿地类型都达到较高精度。基于多尺度分割的影像分类方法能充分利用各种影像特征完成湿地分类,有效地减少了遥感影像中的“椒盐”现象,提高了分类精度;选择适宜的分割尺度和分割参数是基于多尺度分割的遥感影像分类方法提高精度的前提。     

基于NDVI时间序列数据的湿地演变RSM

针对传统湿地演变遥感动态监测方法中存在的监测效率差，且精度低等问题，提出基于NDVI时间序列数据的湿地演变遥感动态监测方法。掌握NDVI曲线时序形状和数值的特征改变情况，运用兰氏距离与交叉相关光谱匹配，获取湿地演变值指数与形指数，建立湿地演变监测指标；借助Top-Hat算子剔除影像噪声，提升遥感目标与背景间的对比度；探究湿地动态变化动力机制，分析湿地变化源头及趋势，通过湿地动态改变向量，获得各时期湿地类型转移矩阵；建立分类树并区分节点中各类解释标记，将技术、精度、时间和成本作为指标，通过优化理论与多属性效用函数，构建分类优选模型，完成湿地演变遥感信息提取，获得演变趋势监测结果。仿真结果表明，采用所提方法进行湿地演变遥感动态监测的效率较快，且监测精度较高。     

杭州湾滨海湿地景观动态变化分析

以杭州湾滨海湿地为研究区,基于3S技术与模型对湿地景观动态变化进行分析。首先对研究区卫星遥感影像进行湿地景观基础信息提取,通过对遥感影像进行分类处理,提取了不同年份的湿地基础数据,同时基于GIS应用转移矩阵模型研究了不同时段各类景观的变化情况,最后对未来研究区的湿地景观的转化情况进行了驱动力分析。研究表明,5年来研究区岸线逐渐向海迁移,共增加湿地面积10308.05ha2,但人类生产活动对湿地的侵占也在增加。湿地减少的面积超过增加的面积,人为因素作用是影响湿地景观变化的主导因素。通过此研究提供了湿地管理与保护的主要方向与科学依据。     

基于JESS的四湖湿地景观的遥感分类

详细介绍了如何在ENVI系统中嵌入JESS专家系统语言,并给出了相应的代码,在分析湖北省四湖湿地多源遥感数据的基础上,总结出了遥感分类的专家知识与分类规则,利用该方法实现了四湖湿地景观的遥感分类,表明JESS专家系统不仅能很容易、方便地应用到遥感领域,而且其代码与专家知识和规则分离的特征将使其在农业遥感系统开发领域中有广阔的前景。     

鄱阳湖湿地遥感分类研究及应用

综合应用遥感技术对湿地不同类型进行分类,分析湿地植被的光谱特征、不同类型的特征参数变化、空间结构差异、季节性变化等特点,对于不同的湿地类型采取不同的方法解译,由易至难的方式有效地确立了一套湿地遥感综合分类方法。以鄱阳湖湿地为例,利用此方法分类不仅减轻了大量的人工解释工作的负担,而且能够提高分类的精度。     

基于TM影像的典型内陆淡水湿地水体提取研究

水是维系湿地生态系统稳定和健康的决定性因子,利用卫星遥感影像快速、准确地提取湿地水体信息已经成为湿地调查、研究与保护的重要手段。鉴于TM遥感影像具有较高的空间分辨率、波谱分辨率、极为丰富的信息量、较高的定位精度和相对较低的价格,其必然成为近一段时期湿地调查、研究与保护的重要数据源之一。研究基于TM遥感影像,运用多种方法针对典型内陆淡水湿地的水体信息进行了提取实验,通过对实验结果的分析得出：在面积的准确性、提取的准确度以及视觉效果3种指标下,光谱分类法较其它方法效果要好,其次为单波段阈值分析法与植被指数法,较差的是多波段谱间关系法与水体指数法;影响提取效果的主要原因是湿地水体提取不够完全,这是由影像的分辨率及湿地特殊的水文条件所造成的,采用像元分解及多源遥感数据融合技术将成为提高水体提取精度的重要手段。     

A Remote Sensing Classification Methods of Coastal Wetlands Considering the Distance to Main Water

Coastal wetlands is complex,"different objects with the same spectrum" is serious in the remote sensing image,so the classification accuracy only based on spectral information is low.For this issue,based on the coastal zone wetland's spatial distribution rule,this paper established two kinds of distance layers,distance to coastline layer and distance to river layer,which applied maximum likelihood method and decision tree method,and developed a coastal wetland remote sensing information extraction methods,taking Sheyang County,Jiangsu Province for example.The developed methods highly improved the classification accuracy with the overall classification accuracy of 81.5%,and Kappa of 0.79.The maximum likelihood supervised classification method classification accuracy was lower with overall classification accuracy of 62.3%,and Kappa of 0.60.     

遥感技术在全球变化研究中的应用

首先通过全球卫星遥感监测系统的介绍,阐述了遥感技术在全球环境数据获取中的重要性。然后概述了遥感技术在土地覆盖、痕量气体,湿地以及地表参数反演等全球变化研究热点问题中的应用及进展情况,遥感技术已渗入到全球变化研究诸多领域,成为全球变化研究计划的重要组成部分,从辅到主要手段乃至某些问题研究的唯一手段,遥感技术发挥着越来越重要的作用。     

浅析遥感光谱特征参量的原理及基本方法

概述了导数光谱、红边参数、光谱吸收特征以及光谱反射特征等遥感光谱特征参量的原理及基本方法,总结和分析了这些参量在植被领域中的应用动态,提出了遥感技术存在的问题及其应用展望,遥感光谱特征参量能够为植被理化信息的提取提供强有力的工具。     

Remote sensing of wetlands in South America: status and challenges

South America has a large proportion of wetlands compared with other continents. While most of these wetlands were conserved in a relatively good condition until a few decades ago, pressures brought about by land use and climate change have threaten their integrity in recent years. The aim of this article is to provide a bibliometric analysis of the available scientific literature relating to the remote sensing of wetlands in South America. From 1960 to 2015, 153 articles were published in 63 different journals, with the number of articles published per year increasing progressively since 1990. This rise is also paralleled by an increase in the contribution of local authors. The most intensively studied regions are the wetland macrosystems of South American mega-rivers: the Amazon and Paraná Rivers, along with the Pantanal at the headwaters of Paraguay River. Few studies spanned more than two countries. The most frequent objectives were mapping, covering all types of wetlands with optical data, and hydrology, focusing on floodplain wetlands with microwave data as the preferred data source. The last decade substantial growth reflects an increase in technological and scientific capacities. Nevertheless, the state of the art regarding the remote sensing of wetlands in South America remains enigmatic. Fundamental questions and guidelines which may contribute to the understanding of the functioning of these ecosystems are yet to be fully defined and there is considerable dispersion in the use of data and remote-sensing approaches.     

基于神经网络和数据融合的红树林群落分类研究

及时准确地掌握红树林群落现状信息可为保护和修复红树林生态系统提供重要的决策依据。对红树林群落进行遥感分类在实际应用中具有较大的意义。但红树林各群落间的光谱差异很微弱,有必要采用多源遥感数据融合的方法来提高分类的精度。本文以珠海淇澳岛红树林区为例,使用SAR图像与TM图像,探讨了监督分类、非监督分类以及神经网络分类3种分类方法和IHS融合、小波融合以及主成分融合3种融合方法对红树林群落进行分类的效果。结果表明,对SAR与TM主成分融合图像应用神经网络分类方法能够取得最好的分类效果。     

若尔盖高原区域碳收支参量多尺度遥感综合观测试验:科学目标与试验设计

介绍了若尔盖高原区域碳收支参量多尺度遥感综合观测试验的研究背景、科学目标、关键问题、观测方案、观测系统设置和后续观测计划.总体目标是,开展若尔盖高原区域湿地-草地生态系统碳收支参量多尺度遥感与地面同步观测试验,为人为干扰条件下湿地-草地生态系统碳收支变化过程研究积累基础数据;发展能够融合多源、多尺度遥感观测的碳收支相关参量反演模型,为实现卫星遥感对区域尺度碳收支研究提供方法和范例;建立区域尺度上的多尺度观测体系,通过多源遥感技术与生态过程模型的耦合,降低碳收支遥感监测及模拟的不确定性,更加综合地理解湿地-草地生态系统不同时空尺度上的碳收支过程;增强遥感技术在湿地生态研究的应用性,并最终为区域湿地保护提供重要依据.试验以人为干扰剧烈的若尔盖高原湿地-草地区域为试验区,以碳循环过程的关键参量为主要观测对象,利用卫星遥感、航空遥感、地基遥感、通量观测、生态观测等相关设备,开展航空、卫星和地面配合的大型综合观测试验,精细化观测若尔盖高原沼泽化草甸、湿草甸、草甸、草原等不同覆被类型的碳收支过程的各个分量.讨论了碳收支参量的多尺度观测与时空尺度扩展问题,展望了同步综合观测试验在陆地生态系统碳循环研究的应用前景.     

神经网络技术在成像光谱数据的岩石矿物识别中的应用

由于遥感图象的复杂性,在遥感图像上直接进行岩石矿物识别是比较困难的,成像光谱数据的应用和人工神经网络模拟技术的日益成熟,为利用遥感图像直接进行岩石矿物识别提供了一种非常有效的方法。该文利用简化的二阶B－P神经网络,用标准的矿物波谱曲线作为训练样本,对试验区内的OH－类矿物进行识别试验,取得了很好的效果。试验表明：利用神经网络技术进行成像光谱数据的岩石矿物识别是非常有效的。     

天津水务领域遥感监测应用现状分析及前景探讨

为研究遥感技术在水务领域的适用性,从水资源管理、水环境监测、水土保持、水利工程监测、防洪抗旱、生态环境监测等方面,梳理近年来天津水务领域的遥感应用案例和研究进展,对现状存在的遥感产品覆盖领域和基础研究工作不足、遥感数据应用形式单一、光谱和卫星资源利用不充分、监测精度和时效性欠缺等问题进行剖析,对遥感的业务流程化、大数据应用、处理软件国产化及高光谱遥感等技术应用进行探讨,研究表明:遥感在水务领域有巨大的应用需求和市场潜力,遥感技术和产品的发展完善将极大提升水务信息化水平。