我国西北干旱区湖泊变化时空特征

以西北干旱区1990、1999、2007和2015年4个时期Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像为基础,运用水体指数获取104个面积大于1km2湖泊数据,并分析湖泊变化的驱动机制。研究表明:(1)1990~2015年西北干旱区湖泊面积整体呈"增加"的状态,其中1999~2007年湖泊面积扩张速度最明显;(2)西北干旱区湖泊整体呈扩张趋势,存在明显的区域差异,面积呈先减少后增加趋势的湖泊数量最多,分布也最广。面积持续减少的湖泊数量较少,团状分布在腾格里沙漠腹地;(3)降水和温度是影响湖泊变化的两个重要因素。高山湖泊面积变化稳定,湖泊面积变化与降水、温度和蒸发量具有较好的一致性,人类活动对湖泊面积变化影响微乎其微。而平原湖泊面积变化则受自然因素和人类活动共同影响。沙漠湖泊面积则是气候变化与地下水补给源变化共同作用的结果。研究整体提高西北干旱区湖泊时空变化特征的认知,并将为本区湖泊变化研究和环境保护提供合理依据。     

中亚五国主要湖泊水面变化特征及关键影响因素分析

中亚五国位于水资源严重不足的内陆地区,湖泊是该地区生态系统的主要支撑。由于以往的相关研究缺乏年内和年际长时间序列的信息支持,很难全面地认识中亚五国主要湖泊变化特征。以2001～2016年MODIS 8d的反射率产品作为数据源,利用归一化水体指数(Normalized Difference Water Index,NDWI)的方法提取水体面积,分析近15 a来中亚9个主要湖泊的年内和年际间水面变化特征及关键影响因素。结果表明:①中亚五国湖泊水面变化受人为干扰和气候变化双重影响,平原尾闾和高山封闭性湖泊年内和年际时间序列呈现不同的变化趋势和波动特征;②平原尾闾湖中的南、北咸海变化最为明显,南咸海近15 a水面面积呈明显的减少趋势,减少面积超过70%,而北咸海则随降水变化呈现波动的特征;③中亚主要湖泊的总面积呈减少的趋势,15 a来面积缩减了23.51%,南咸海是统计的所有湖泊面积减少的主要贡献者,除南咸海外,其他湖泊水面面积呈增长的趋势。     

基于遥感的祁连山东部冷龙岭冰川变化研究

利用1970年的地形图,1995、1999、2002和2009年的Landsat\|TM/ETM遥感影像,通过遥感图像处理和GIS技术对祁连山冷龙岭地区的冰川变化进行研究。结果表明：研究区的冰川面积1990年以来变化显著,1995年冰川面积比1970年减少了13.79%,1999年冰川面积比1995年减少了21.96%,2002年冰川面积比1999年减少了10.54%,2009年冰川面积比2002年减少了6.35%。选取研究区不同规模的18条典型冰川进行面积长度的变化分析,总体情况与前面一致。     

遥感湖泊面积MTMF提取方法及空间尺度效应研究

主要研究遥感湖泊面积亚像元分解提取方法和空间尺度效应,为遥感湖泊面积提取、检验及基于此的局地气候变化分析提供科学的基础数据。在对TM遥感数据进行升尺度处理的基础上,采用混合调制匹配滤波(Mixture Tuned Matched Filtering,MTMF)进行亚像元分解,得到不同空间分辨率的湖泊面积。进而分析不同面积湖泊随遥感空间尺度的变化。结果表明:(1)当通过对高空间分辨率的遥感数据重采样获取多尺度遥感影像进行湖泊面积提取及湖泊空间尺度效应分析时,采用最近邻法比像元聚合重采样法更合理。(2)MTMF亚像元分解法可以用于基于水体光谱特征的遥感湖泊边界提取和面积计算,但边界提取过程中容易将湖泊与河流或其他非湖泊的水体混淆。(3)遥感湖泊面积的提取结果受所用遥感影像空间分辨率的影响较大,影像的空间分辨率越低,湖泊面积提取的偏差越大,尤其对面积较小的湖泊。     

基于改进神经网络的湖泊水质污染检测法研究

研究采用图像对湖泊水质污染检测的问题,由于水面较大,像素信息量多,造成检测时间长,速度慢。针对图像的污水检测的水域面积较大,造成检测耗费的时间比较长,最终导致湖泊水质污染检测存在较大滞后且准确性差的问题。提出一种改进神经网络的湖泊水质污染检测方式,首先利用神经网络数学模型对图像相关数据进行二进制编码,并对编码后的数据进行压缩处理,计算输出数据的差异系数,最后利用周期性数据压缩补偿算法对数据中的误差进行补偿,提高了湖泊水质污染检测的速度。实验证明,改进的检测方式能够提高湖泊水质污染检测速度,提高了准确性,取得了令人满意的效果。     

不同时相的遥感热红外图像在研究城市热岛变化中的处理方法

卫星图像的热红外波段已被广泛地用来研究城市热岛效应。由于客观条件的限制,在城市热岛变化的比较研究中,很难获得不同年代的同时相图像,特别是在南方多云雨的地区。所以,这给城市热岛的变化研究带来了很大的困难。为此,采用了将不同时相的热红外图像进行正规化、分级,并制成差值影像图的方法,较好地减少了季相差异的影响,使得不同时相的热红外图像得以对比。为了定量地研究城市热岛(UHI)的变化,还创建了城市热岛比例指数(URI)。该指数通过热岛面积和城市建成区面积的比例关系并赋于不同的权重值来定量地评估热岛现象的变化情况。     

TM图像多层神经网络自动识别分类

以利用TM图像自动识别金华市婆城区土地利用为例，介绍了多层神经网络遥感模式识别方法的概念、特点及其在TM图像自动识别分类中的应用，并与最大似然法分类结果进行了比较。通过研究认为，无论在分类速度、精度、还是总体效果上看，神经网络分类都优于最大似然法分类。     

基于小波包和区域生长的脑组织图像分割

对利用区域生长进行图像分割问题进行了研究,提出了一种MR脑组织图像分割的方法。该方法利用小波包对医学图像进行分解,通过对重构后的近似图像采用区域生长法进行分割,降低了区域生长算法对噪声的敏感度,减少了利用区域生长算法分割后图像的空洞和小孔。实验证明了该方法对MR脑组织图像分割可以有效减少分割后的小孔和空洞,取得了良好的分割结果。     

青藏高原湖泊现代变化遥感方法研究

我国青藏高原分布着地球上海拔最高、数量最多、面积最大的高原湖群。据统计, 仅青藏高原面积大于1. 0 km ² 的湖泊就有1 091 个, 总面积约44 993. 3 km², 约占全国湖泊总面积的49. 4%。青藏高原湖泊不仅是青藏高原水循环的一个关键因子, 也是青藏高原生态环境的重要要素, 青藏高原湖泊的变化是气候变化敏感的指示器。在全球气候变暖的影响下, 对气候反应敏感的冰川和冻土都在退缩和融化, 青藏高原的湖泊也有明显的响应。青藏高原自然条件恶劣, 交通不便, 数据采集困难。卫星遥感技术是探测湖泊的先进手段, 随着遥感资料的日益丰富, 应用遥感手段研究湖泊变化是可取的方法。1970～2000 年以来的地形图、航空相片和多时相TM 卫星遥感资料, 建立湖泊现代变化遥感综合分析方法, 并对青藏高原南部的羊卓雍湖和沉错等湖泊的变化进行了分析。结果表明, 用遥感方法研究湖泊变化是可行的; 在1970～2000 年期间, 地处青藏高原南部的羊卓雍湖和沉错湖都呈萎缩趋势, 但在1990～2000 年期间有微弱的扩大趋势。     

2012～2014年江苏省水域面积变化遥感监测研究

对水域的动态监测,有利于及时掌握水域变化信息,加强水资源的管理和保护。高分辨率遥感对地识别能力强,监测成果真实、客观、准确、全面,是水域动态监测的一种先进的技术手段。本研究以江苏省水域面积为监测对象,利用2012年和2014年两期0.3米空间分辨率航片,开展2012～2014年江苏全省水域面积变化遥感监测研究。经遥感监测,外业调查,数据统计,结果表明：(1)2012～2014年江苏省水域面积总计增加5.457km2,其中南通、连云港、扬州和泰州共4市水域面积减少,而南京、无锡、徐州、常州、苏州、淮安、盐城、镇江和宿迁共9市水域面积增加;(2) 2012-2014年江苏水域面积增加的类型为湖泊和塘坝,减少的类型为河流和水库;(3)江苏省水域面积变化主要原因包括河湖监管力度加大、湖泊退圩还湖、长江码头建设、水库水域岸线开发占用等。通过本研究,利用高空间分辨率遥感影像开展水域面积变化监测,可快速、准确获取大范围区域水域变化信息,为实现水域的动态监管、水行政执法、水资源的管理和保护提供先进的技术手段和基础数据支撑。     

利用长时间序列Landsat分析博斯腾湖面积变化

目的 近年来博斯腾湖面积波动较大,影响当地经济发展,掌握博斯腾湖面积变化及其与气候变化的相关规律,以指导湖泊保护和可持续利用管理策略。方法 利用Landsat影像计算1988—2014年博斯腾湖面积,监测并分析湖水面积年际变化及空间变化趋势,探讨博斯腾湖流域年降水量、年均气温变化和人类活动对湖水面积的影响,并将监测结果与MODIS数据计算的2000—2014年湖水面积以及1987—2011年实测水位数据进行对比验证。结果 结果表明,以2002年为分界线,博斯腾湖面积变化分2个阶段:1)1988—2002年,湖水面积呈增加趋势,增加288.88 km²,增长了31.62%;2)2002—2014年呈减小趋势,减小281.56 km²,减少了23.42%。根据气候条件分布差异,将博斯腾湖流域分为山区和平原区,分析发现:1988—2002年,山区年降水量和气温上升,与湖水面积呈显著正相关;2002年后,山区年降水量相对下降,平原区气温升高,人类活动用水量增加。结论 湖水面积变化受流域气候与人类活动共同作用,1988—2002年主要受山区气候影响,2002年后湖水面积缩小可能是气温升高和人类活动用水量增加导致。     

太湖地区麦季氮素淋失特征

通过排水采集器模拟试验,研究了太湖地区不同施肥水平下,麦作期间农田氮素淋洗特点。结果表明,麦季氮素渗漏损失以NO3--N为主,占总氮量的36.2%～99.1%,平均高达82.9%,NO3--N淋洗量随施肥量的增加而增加。不同施肥水平及肥料种类,对于NO3--N淋洗有着不同的影响,在试验的施肥水平下,麦作期间氮素淋失对地下水存在潜在污染。     

鄱阳湖面积的卫星遥感估计及其与水位关系分析

鄱阳湖水位变幅巨大,近年来旱涝灾害严重,对其进行实时监测具有重要意义。MODIS遥感数据时间分辨率很高,在水体动态监测中具有明显优势。水体提取方法多种多样,在比较不同水体提取方法的基础上,最终选用改进的归一化水体指数(MNDWI)的方法进行鄱阳湖水体提取;利用2000~2010年40期MODIS数据分析了鄱阳湖这10 a的水面面积年际演变特征及季节性变化特征,同时结合同时期的水位数据,建立了鄱阳湖面积-水位关系的模型。与地形图量测结果的对比表明,遥感解译的鄱阳湖水体面积-水位关系与根据地形图分析建立的面积-水位关系具有较好的一致性。     

Spatial-temporal Variations of Lake Area in Arid Region of Northwest China

Based on Landsat TM/ETM+/OLI remote sensing images in the arid region of Northwest China in 1990,1999,2007 and 2015,104 data of lakes with area greater than 1 km²were obtained by Normalized Difference Water Index(NDWI)and the driving mechanism of lake change was analyzed.The results show that：(1)From 1990 to 2015,the lake area in northwestern arid region was increasing,and the area of lake in 1999~2007 was the most obvious;(2)In the northwest arid region,the whole lakes showed an expanding trend,but there were obvious regional differences.The area of the lakes decreased first and then increased,and the lakes were the largest and the most widely distributed.Area of the lake continued to reduce the number of small,was distributed in the hinterland of Tengger Desert;(3)Precipitation and temperature are two important factors influencing lake change.The change of lake area is consistent with precipitation,temperature and evaporation,and the impact of human activities on the change of lake area is insignificant.While the change of plain lake area is affected by natural factors and human activities.Desert lake area is the result of climate change and groundwater recharge source changes.The results promote to improve the temporal and spatial characteristics of the lakes in Northwest China,And provide a reasonable basis for the study of lake change and environmental protection in this area.     

基于TM 影像和DEM 的白碱湖湖面变化模拟

史前时期, 在石羊河下游存在着一个面积广大的统一终端湖--猪野泽, 随着气候的变化和人类活动的加剧, 猪野泽逐渐分裂、瓦解并最后完全干涸, 遗留下众多的终端湖残迹, 白碱湖为其中规模最大、干涸最晚者。以TM 遥感影像为数据源, 通过影像增强, 突出了白碱湖北岸岸坡上呈水平平行状分布的一组色调相间变化的条带。经过判读、对比分析和在GPS 导航下的实地考察, 其中的8 条被确认为曾经的湖岸线。利用该地区1∶5 万DEM , 读取这些湖岸线现代条件下的高程, 并在GIS 中对各湖岸线相应的湖面面积和水量进行了计算。结果表明, 白碱湖湖面的最高高程约1 320 m , 相应的最大湖面面积为1 600 km ², 其后经历过多次规模不等的退缩, 直至上个世纪完全干涸。     

基于RS的松嫩平原大安湖泊群面积提取与动态变化分析

采用决策树分类法,利用1979年MSS、1989年TM、2001年ETM及2007年CBERS遥感影像,提取了大安湖泊群面积大于0.3km^2的湖泊在4个不同时期的空间分布数据,得到了该湖群近30年来的面积动态变化结果,并分析了引起其变化的自然因素和人为因素。     

计算多边形交集、并集面积的算法

平面多边形交集与并集面积的计算机算法可以利用多边形裁剪算法来实现。本文提出的算法思想是利用Weiler-Atherton多边形裁剪算法中的多边形链表,在遍历链表时遇到交点就改变跟踪方向,这样可以求出并集顶点表,求交集时只要从入点开始跟踪遇到交点再改变跟踪方向;最后,通过交集和并集表求出它们的面积。多边形可以是凸的或凹的、甚至是带孔的。     

基于遥感技术的鄱阳湖面积库容估算

首先使用基于图像间逻辑运算的水体提取方法提取出鄱阳湖水体;然后将提取的水体转化为矢量格式并统计得到鄱阳湖面积;最后,将提取出的矢量水面节点处的高程值进行插值得到的水面高程图与DEM相减,得到水深图,再根据水深图和栅格大小便可得到鄱阳湖的库容。实验结果表明,本文方法可以很好地提取出鄱阳湖水体,对于鄱阳湖面积与库容的估算,估算的结果与其他学者的结果相比偏大11%左右。文中提出的利用TM影像和DEM对鄱阳湖面积和库容进行估算的方法,可作为水域动态监测的一个新思路。     

层析图像表面积测量方法研究

通过层析图像来进行被测物的几何参数测量是CT技术的一项重要应用,该方法在逆向工程、无损检测、航天工业领域都发挥了重要作用;针对目前CT系统采用手工选取被测区域进行测量的方法,提出一种三维层析图像表面积的自动测量方法;该算法首先对所有切片图像在阈值化的基础上进行边缘提取,然后进行八邻域边缘跟踪、层间插值和拟合,最后将所求的曲面剖分成若干四边形从而求得其表面积,在实验中证明了这种方法相对于周长积分求表面积的方法具有更高的精度。