基于MODIS的水土保持动态监测系统的设计与实现

介绍基于MODIS数据的水土流失动态监测系统的设计过程和实现方式.系统利用MODIS遥感影像计算归一化植被指数得出植被覆盖度图,与土地利用状况图和坡度图进行叠加分析处理,根据一定的规范标准得到研究区域内某一时刻的土壤侵蚀状况图,对水土流失状况及流失程度进行动态监测,为预防监督工作和水土保持方案的制定提供信息支撑.     

基于MODIS温度和植被指数产品的山东省土地覆盖变化研究

地表温度(LST)与归一化植被指数(NDVI)构成的NDVI-Ts特征空间具有丰富的地学和生态学内涵。MODIS数据因其优越的时间分辨率、波谱分辨率,已被广泛地运用于各个领域。在本研究中,运用遥感技术和GIS技术相结合的手段,利用NASA提供的MODIS温度产品和NDVI产品,以山东省土地利用图、山东省TM遥感影像图和基于3S技术的山东省森林资源调查项目的外业调查数据为参考和评价标准,以NDVI-Ts时间序列为指标,在进行土地覆盖分类的基础上,分析比较了山东省土地覆盖从2000年到2006年的变化情况。研究结果表明,利用MODIS产品将NDVI-Ts时间序列作为分类特征,在较大尺度范围的土地覆盖分类中具有较高的分类精度,有利于对土地覆盖变化进行动态监测。     

遥感用于土地利用变化动态监测中的若干问题探讨

利用遥感与地理信息系统技术进行土地资源调查和动态变化监测已为人们所共识。由于土地 利用与土地覆盖的复杂性,利用遥感技术进行土地利用变化动态监测时,遇到了许多具体问题。从 应用的角度出发,重点在土地利用与土地覆盖的关系、影像的选择与处理、动态监测方法的选定与 综合及其它多方面知识的参与等几个方面进行了探讨。这些问题的解决,将会在很大程度上提高土 地利用变化监测的精度。     

IRS-P6卫星在土地利用动态遥感监测中应用的潜力分析

摘要: 为探索新的数据源, 研究了IRS-P6卫星在土地利用动态遥感监测项目中的应用潜力并进行分析, 就IRS-P6 影像在最大成图比例、最小响应图斑面积、地类可解度、地类解译精度等方面进行试验, 通过试验并根据土地利用动态遥感监测项目的技术要求可知, IRS-P6 卫星影像可以用来制作1∶2. 5 万、1∶5 万等中等比例尺的图件, 更新或者辅助更新1∶2. 5 万、1∶5 万的土地利用现状图, 在土地利用动态遥感监测中有一定的应用潜力。     

面向土地覆盖分类的MODIS影像融合研究

MODIS影像的多波段及其1、2波段的250 m中等分辨率为大区域中空间分辨率的土地覆盖制图提供了可能。为了有效利用MODIS影像的空间和光谱信息,使用SFIM、HPF和PCA变换等遥感影像融合方法,分别采用MODIS影像的波段1(b1)和波段2(b2)对3~7(b3~b7)波段进行融合,并就融合影像的光谱保真度和分类精度对6种不同融合结果进行评价。结果表明不同的融合结果得到的分类精度均有不同程度的提高;3种融合方法中使用b2的融合效果均优于b1;SFIM变换在光谱失真较小的情况下能够较大程度地提高分类精度。因此使用b2的SFIM变换可以用于提高MODIS土地覆盖图的空间分辨率和精度。     

MODIS土地覆盖数据产品精度分析——以黄河源区为例

MODIS土地覆盖数据产品覆盖广、时间分辨率高,是区域土地覆盖变化监测的重要数据源。本文以中国土地资源分类系统为依据,重新归类黄河源区MODIS土地覆盖数据。利用2000年和2006年黄河源区Land-sat解译数据为参考数据,对相应的MODIS土地覆盖数据,从数量精度和形状一致性两个方面进行精度分析和适用性评价。结果表明:在形状上,加入权重的总体形状一致性皆在69%以上,其中主要地类草地的一致性达到88%以上;在数量上,加入权重的总体面积相对误差在26%以内,误差主要产生在未利用土地等地类。MODIS土地覆盖数据产品在大尺度的土地覆盖监测中仍然有重要的应用价值。     

基于MODIS影像的植被覆盖度提取研究

利用线性光谱混合模型对河南省三门峡地区MODIS1B影像进行植被覆盖度（fv）信息提取,将结果与反映植被覆盖度的NDVI比较,并提出在实测资料缺乏的情况下利用同期高分辨率ETM＋图像对选取样本区域进行定量验证的方法。结果表明,对于MODIS数据,线性光谱混合（LSMM）分解方法能有效提取大区域范围的植被覆盖度信息,比NDVI-fv经验统计方法更具有理论意义,为快速、准确、高效的植被监测提供了新思路。     

利用MODIS监测沙尘暴的影响范围

采用EOS-Terra/MODIS数据对内蒙古的沙尘暴进行监测研究。通过分析沙尘暴的波谱特征和 MODIS 传感器通道的特点,采取基于双通道阈值的叠加分析法对沙尘暴进行提取监测。 结果表明基于双通道阈值的叠加分析法有利于对沙尘暴信息的准确提取,为利用 MODIS 数据进行沙尘暴监测提供了有效手段。     

多源时序国产卫星影像的森林火灾动态监测——以四川省木里县及其周边林区为例

四川省木里县及周边林区是全国林火最为高发和易发区之一,近两年连续发生了扑火人员重大伤亡的事件.利用时序国产卫星影像、无人机影像和现场勘查数据等,从监测火灾蔓延时空过程的角度,对该区林火热点进行了动态监测,并分析了重点火场火灾发展过程,结果表明:以国产GF-4卫星影像为主,辅助以2 m/8 m光学卫星星座影像,可较好地监...     

面向土地利用类型识别的高分辨率SAR数据复合技术研究

2007年以来,相继发射了3颗1m/3m高分辨率SAR卫星,极大地丰富了土地利用动态遥感监测数据源。SAR图像增强是土地利用动态遥感监测必要的预处理步骤。本文针对直接基于SAR数据进行土地利用类型识别中存在的问题,提出了SAR与光学图像、多时相SAR图像、多极化SAR图像合成和单极化SAR图像彩色合成等4种影像复合方法,分析评价了SAR与光学图像融合的应用效果,研究结果可为高分辨率极化SAR数据业务化应用提供技术参考。     

基于MERSI盘锦湿地植被动态监测及其与MODIS数据对比分析

利用2009年5~9月期间11个时相的FY3/MERSI、EOS/MODIS卫星遥感影像资料,依托土地利用数据,提取122个湿地样点的植被指数,对盘锦湿地植被长势进行动态监测,结果表明:盘锦湿地植被在生长的前期和后期平均每天以1%~1.5%的速率发生变化,2009年8月9日前后,植被指数达到最大值,MERSI-NDVI为0.66,MODIS-NDVI为0.64。同时对MERSI-NDVI与MODIS-NDVI 2009年时间序列数据对比分析,发现二者的相关系数非常高R0.9,监测数据值接近,为我国自主研发的中分辨率卫星监测湿地植被长势的长序列植被指数构建提供了初步的数据基础。     

基于谐波分析和线性光谱模型的耕地信息提取

耕地是重要的农业资源,如何利用遥感技术快速准确地提取耕地信息是目前研究的热点。利用2000年MODIS/EVI时间序列数据提取关中地区耕地资源信息。以不同地类的EVI时间序列数据年内变化差异为分类依据,采用时间序列谐波分析法对全年时间谱EVI数据进行重构分析,减少噪音对信息提取的影响。经最小噪声分离变换(MNF变换)、纯净像元指数(PPI)计算以及N维可视化工具进行人机交互选取植被、耕地、城镇和水体4种端元,基于线性光谱混合模型,获取该地区耕地资源分布信息。通过与同年1∶10万土地利用数据对比验证,本研究提取的耕地总体精度为83%。研究表明：基于时间序列谐波分析法对EVI数据进行重构,利用不同地类的特征差异,采用混合像元分解的方法,可以精确获取耕地资源定量信息。该方法可为长期、大范围、动态的耕地分布和变化遥感监测提供技术参考,同时为国土资源管理部门提供决策支持。     

基于HJ-1B卫星数据的南京市地表温度反演研究

地表温度(LST)是全球变化的过程参数,应用HJ-1B-RS热红外数据,采用辐射传输法(RTE)、覃志豪单窗算法(Qins’)和普适性单通道算法(JM&S)对南京市地表温度进行反演。结果表明:3种算法均能较好地反映南京地区的地表温度趋势。RTE反演精度最高,与MODIS地温产品的差值多集中在2.1 K左右;Qins’的反演结果略低,温差多集中在3.87 K左右;而JM&S的结果明显偏低,温差多集中在5.96 K左右。结合土地利用类型图对地表温度进行分析,RTE温度结果中,温度最高的建设用地与温度最低的水体的温度相差4.1 K;Qins’温度结果中建设用地与水体的温度相差4.38 K;JM&S温度结果中建设用地与水体的温度相差2.15 K。RTE和Qins’更能体现不同土地利用类型之间的温度差异及对城市热岛的贡献。     

基于MODIS NDVI的LandsatTM影像地形阴影区光谱信息恢复方法研究

遥感为获取山区生态环境与资源信息提供了重要的观测手段。然而受地形遮蔽影响,山区光学影像大量的地形阴影给山区土地覆被解译以及生态参量的遥感反演带来了巨大困难。针对地形阴影光谱信息的恢复,提出了一种基于MODIS NDVI的Landsat TM影像地形阴影区光谱信息恢复方法。该方法首先利用MODIS上午、下午星(Terra和Aqua)不同时间过境能够对地形阴影区信息实现互补的特点,采用最大值合成法合成MODIS上、下午星16dNDVI产品(MOD13Q1和MYD13Q1),获得低空间分辨率影像上的阴影区光谱信息;在此基础上,考虑MODIS与Landsat的观测角度、光谱差异,设置滑动窗口及筛选规则提取MODIS与TM影像相匹配的同质纯像元;基于中、低空间分辨率影像中均匀同质像元存在一定统计关系的假设,进一步建立同质区域中TM影像光照区域与对应MODIS NDVI的回归树模型,利用该统计关系和阴影区MODIS的NDVI信息推导得出地形阴影区的光谱信息。将阴影光谱信息恢复后的影像与SCS+C校正后的影像进行比较和分析,结果表明该方法恢复得到的地形阴影的光谱信息能够更好地反映阴影区信息,同时光谱保真程度较好。随着越来越多的中高空间分辨率卫星影像的发展,采用多源卫星数据进行山地地形阴影区信息恢复将成为一个新的发展趋势,该方法以期为同类影像处理提供参考。     

MODIS水色遥感数据的获取与产品处理综述

EOS-AM/PM上的中分辨率成像光谱仪MODIS上的水色波段与宽视场水色扫描仪SeaWiFS相比有更高的信噪比和更窄的波段宽度。以EOS-AM为例,首先对MODIS仪器的特性做一概述,然后以水色遥感为主,描述了MODIS 0级数据到1级、2级及更高级产品的处理流程与算法。着重介绍MODIS 0级数据到1B数据处理的IMAPP程序,简要介绍NASA发布的MODIS标准产品,并将具有广泛应用性的MODIS 1B数据产品格式及内容做了详细说明,同时给出了应用于海洋水色方面的二级产品的详细说明。     

基于面向对象的平潭岛大比例尺森林资源监测方法

利用高分辨率遥感影像对森林资源进行大比例尺动态监测可以有效提高林业部门对森林资源管理的时效性。以福州市平潭岛为研究区域,利用高分辨率的WorldView\|2遥感影像,结合大比例尺森林小班矢量图层,基于面向对象的分类思想,采用分层监督分类的方法,提取森林资源变化图斑,实现大比例尺森林资源的动态监测。此种方法有效利用了原始小班边界,快速提取了变化区域,总体分类精度达到了90.85%,表明利用该方法进行大比例尺森林资源变化区域提取是有效可行的。     

HJ-1A NDVI与MODIS NDVI时间序列提取植被物候特征对比研究

以HJ-1A和MODIS为数据源,通过动态阈值法提取物候特征参数,对HJ-1A NDVI和MODIS NDVI时间序列进行植被物候特征提取进行定性和定量比较,通过比较结果,提出HJ-1A NDVI数据在该应用中存在的问题,促进国产中空间高时间分辨率影像数据在植被物候信息提取研究中的应用,提高其在生态系统研究中的应用价值。结果表明:在SOS、EOS和LOS以及TOMS几个主要的物候时间点上,MODIS NDVI时间序列的标准差较小,所得物候数据更为集中,偏离度较小,所得物候数据较稳定;而HJ-1A NDVI时间序列所得物候数据的标准差较大,数据偏离程度较大,而在POS、BOS和AOS等表征植被生命周期中生长幅度数据上,其标准差较小,离散程度小。     

Data sets for global remote sensing: lessons learnt†

Developments in the use of high temporal, coarse spatial resolution satellite data have made a major contribution to land remote sensing. Global data sets from the Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) have provided the community with some preliminary tools to address global change research issues. They have also helped the research community to decide where new and improved instrumentation and processing techniques are needed. The authors have used their experience in developing the application of AVHRR data to land monitoring, their involvement in the development of the Moderate resolution Imaging Spectrometer (MODIS) instrument and their participation in the Earth Observing System (EOS) and the Data and Information System of the International Geosphere Biosphere Program (IGBP-DIS) to document some of the more important lessons which have been learnt and those which may have been forgotten. The discussion is arranged under the headings of instrument, data-handling and science issues.     

基于MODIS大气产品的天宫一号高光谱成像仪数据大气校正研究

天宫一号(TG-1)搭载的高光谱成像仪获取了大量的高光谱数据,可用于国土资源、农林业和油气矿产等领域的研究。但由于遥感成像时会受到大气的干扰,因此需要首先进行大气校正,消除大气的影响,才能进行遥感定量分析与应用。利用准同步的中分辨率成像光谱仪MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)大气参数产品,结合6S辐射传输模型对天宫一号高光谱成像仪数据进行大气校正,并利用地面测量光谱和同步MODIS反射率数据对结果进行了验证。结果表明:经过大气校正后,天宫一号高光谱成像仪数据和地面测量光谱一致性较好,所有样点的相关系数都大于0.97,最大均方根误差为0.088。和MODIS反射相比,各波段回归直线的斜率接近1,且R²都大于0.8。     

低空间分辨率多源遥感数据的空间一致性分析和相对几何校正

多源低空间分辨率遥感数据在空间上的一致性对于其在全球变化研究中的集成使用有非常重要的意义。对此,以公认几何精度较高的MODIS数据为基准,对NOAA/AVHRR、FY-3/VIRR、FY-3/MERSI、FY-2/VISSR这4类国内外常用的低空间分辨率传感器的L1B数据进行了一系列相对几何精度评价和多项式相对几何校正的实验。相对几何精度评价的结果表明:MODIS数据与这4类L1B数据在几何精度上的偏差都比较大。在此基础上,选取少量均匀分布的控制点并采用不同阶数的多项式几何校正模型对多源数据进行空间一致性校正。校正结果表明:低阶的多项式几何校正模型就能对各种待校正数据的几何精度有显著的提升,使其与基准数据在空间上达到一致,满足全球变化研究对低分辨率多源遥感数据在空间一致性上的需求。