Ⅱ类水体悬移质泥沙含量遥感反演综述

悬移质泥沙是水环境的重要参数之一,其含量的变化对流域生态环境有着多方面的影响。传统研究方法能够实现悬移质泥含量的精确分析,但存在布点有限、时效不足等问题,而遥感技术可弥补传统研究方法的不足,实现大面积水域的同步观测。基于悬移质泥沙含量遥感反演的4类模型:物理模型、半分析模型、经验模型、人工智能算法模型,总结了Ⅱ类水体悬移质泥沙含量遥感反演的研究进展,探讨了反演研究中存在的离水辐亮度提取难度大、混合像元不易分解等问题,并针对我国内陆山区河流,提出山区Ⅱ类水体悬移质泥沙含量遥感反演发展面临的关键问题。     

基于多光谱影像辅助的微波遥感水体提取方法研究

微波遥感数据具有穿透力强的特点,可在灾后复杂天气条件下快速获取灾区地表信息,如水体面积。但是在山区等复杂地形下,由于成像机理造成的阴影,会影响到水体提取的精度。为了快速有效地去除阴影,本文利用数据融合的方法,开展了基于光学影像辅助的微波遥感水体提取方法研究,并结合COSMO Skymed SAR数据和福卫-2号多光谱数据开展了实验分析。通过对HSV、Brovey、主成分、Gram-Schmidt四种融合方法效果的比较,发现无论从目视判读还是在定量指标上,Gram-Schmidt方法的效果都好于其他方法。将融合后图像进行监督分类,可以有效地区分出大部分雷达阴影和水体,从而快速有效地辅助在雷达图像上获取水体信息。     

基于卫星遥感影像的水资源监测研究进展

卫星遥感技术可在影像空间监测水资源的时空分布,为分析水资源空间分布及其变化规律提供全覆盖、定量化和快速更新的基础信息。对基于卫星遥感影像数据的地表水资源、地下水资源监测研究进展进行综述,分析了卫星遥感影像监测存在的挑战和潜在的研究方向,以期为相关领域研究应用提供参考。     

基于航空高光谱的囫囵淖尔水体浊度反演建模

针对机载 Headwall 高光谱成像仪对水质监测能力的验证, 利用 2018 年 9 月 17 日航空高光谱数据和 17 个准同步实测水体浊度数据分别构建囫囵淖尔水体浊度波段比值反演模型、一阶微分反演模型和偏最小二乘反演模型, 估算同日的囫囵淖尔水体浊度的空间分布。研究结果表明: 利用机载 Headwall 高光谱数据构建的 3 个浊度反演模型, 验证均方根误差 RMSE 均小于验证样本浊度的极值差 5. 3 NTU, MRE 均小于 10% , 机载 Headwall 高光谱成像 仪能够较好地观测水体浊度差异; 在囫囵淖尔, 基于 Headwall 高光谱数据的偏最小二乘模型建模精度高于波段比 值模型和一阶微分模型, 决定系数 R2 达到 0.95, 综合误差 CE 为 1. 74% , 最适用于囫囵淖尔水体浊度的反演; 2018 年 9 月 17 日囫囵淖尔东部水域浊度范围为 21. 2~ 54.4 NTU, 呈现出北低南高的趋势, 湖中心区域水体浊度较低, 南部水域受水中藻类的影响, 水体浊度较高。利用航空高光谱遥感影像实现了浊度的定量反演, 为航空高光谱遥感数据用于水质参数反演提供借鉴。     

基于多波段遥感数据的库区水深反演研究

遥感反演是一种水深量测新方法,应用在库区水深量测对水库运行调度、库区淤积研究等均有着积极的作用。针对统计相关分析法中单点量测水深值代表遥感像元对应水深值这一缺陷,本文提出使用同像元多测点数据表征像元对应水深值的方法。以内蒙古海勃湾水库为研究区域,通过表征水深值与各波段组合的相关性选取水深反演因子,建立线性、二次、指数3种形式15组双波段模型与5组不同个数反演因子的多波段模型,从中遴选出较优的5个反演模型,使用未参与建模的检查点样本进行模型精度检验,通过检验结果进行模型比对。结果表明:海勃湾水库水深反演最优反演模型是由12个反演因子建立的多波段反演模型,其平均绝对误差为0.68 m,占平均水深的13.59%。结合遥感周期短、成本低的特点,该方法在一定程度上可以应用于实际,但泥沙含量大与靠近陆地的水域水深反演效果较差。     

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。     

基于GF-1 WFV影像与神经网络模型的水库水质多参数反演研究

利用国产GF-1 WFV影像和神经网络建立多光谱遥感影像水质多参数定量反演模型,能实现高效率、大范围、连续空间的水库水质多参数变化监测,探究了国产卫星影像于水质遥感反演的可行性,并为湖长制和湖泊富营养化评估提供技术支持。以广东省佛山市一中型水库为例,基于GF-1 WFV影像,利用神经网络模型建立了东风水库叶绿素a(Chl-a)、透明度(SD)、总磷(TP)、总氮(TN)、高锰酸盐指数(COD_Mn)5个水质参数与影像数据间的定量反演模型,5个水质参数反演模型预测值与实测值之间的决定系数R²均达到0.8以上,平均相对误差均在40%以下,研究结果证实了国产卫星影像于水质遥感反演的可行性,研究成果可为水库的水质和富营养化监测提供参考。     

基于小波变换的高光谱遥感影像光谱匹配技术研究

以中国的高光谱影像OMIS为例,研究了基于小波变换的高光谱遥感影像光谱匹配算法,然后将该方法用于遥感影像智能化解译。实验结果表明,该算法先对光谱曲线进行小波去噪,再对不同频率信号进行小波多分辨率分析,能够在匹配过程中拉大异类间的特征值距离,提高分类精度。     

基于高光谱数据的汉江中下游典型河段水体悬浮物遥感反演

选择汉江中下游典型河段作为研究区域,利用2012—2013年实测水质数据及高光谱数据,基于有效信息变量筛选和神经网络算法构建研究区水体悬浮物浓度高光谱反演模型,分析评价了模型性能与估测效果,讨论了研究区水体悬浮物浓度分布特征。研究结果表明:基于变量投影重要性指数和神经网络优势构建的高光谱反演模型在反演精度、稳定性和适应性方面表现出优异的性能;而对于基于简单相关性分析构建的单波段模型和比值模型而言,建模样本选择对模型精度有较大影响,导致模型反演精度、稳定性和适用性较差;汉江中下游典型河段水体总悬浮物浓度整体上在18.8~187.0 mg/L之间变化,季节性差异明显,即春、夏两季悬浮物浓度低于秋季。     

高分辨率国产卫星遥感影像在河长制监测中的应用

全面推行河长制是贯彻新发展理念,是生态环境建设的必要选择。为全面提升信息化水平,大力推进河长制的实施和有效管理,利用先进技术和方法提升管理水平是目前研究的热点。随着国产卫星空间分辨率的不断提高,卫星遥感的应用越来越广泛。以亚米级国产卫星遥感影像为主要数据源,通过计算机图像处理,遥感信息提取等手段,配合适当的野外验证,实现对研究区的河长制遥感监测,有效弥补传统监督调查费时、费力,监测体系不健全的不足。     

呼伦湖多波段遥感水深反演模型研究

为探求呼伦湖水深分布及水下地形情况，本文以5组Landsat TM/ETM+影像数据及湖区分布的41个实测水深点为基础，应用太阳光波段及热红外辐射波段组合模型进行水深模拟，通过对模型验证及误差分析，得出最优模型为对数模型；进一步的敏感性分析表明，以波段6的敏感度为最大。应用最优模型对波段进行运算，反演效果较好，以2007-09-24为最优年份。其结果证实了融入热红外辐射的多波段水深反演模型，适用于北方寒旱区水体并可推广应用。     

遥感影像水体提取与洪水监测应用综述

卫星遥感观测技术由于观测范围广、周期性重访等独特优势,广泛应用于水利、环境保护、防灾减灾等多个领域.通过对国内外目前在遥感洪涝监测研究成果文献的梳理,对遥感影像水体提取的主要方法与洪水监测应用进行回顾,其中包括遥感影像的分割方法、水体特征描述和洪水监测应用3个部分,描述从水体信息的确定、分类到洪涝应用的3个过程,并对当前遥感影像用于洪水监测中存在的问题进行分析     

基于遥感的区域蒸散发研究

蒸散发是极其重要的水循环要素过程,影响着地表降水和辐射能的重新分配。遥感作为一种高效的空间信息获取和处理技术,把蒸散发的研究带到了一个新的局面。综述了遥感监测蒸散发的现状,介绍了遥感研究蒸散发的理论基础及常用的几种模型,指出了存在的问题并对未来发展进行了预测。     

基于遥感图像的黄河口近年演变特征分析

选取1996年、2000年每年一期和2006年～2009年每年两期(汛期和非汛期)黄河口卫星图像,通过分类处理提取海岸线,求得研究区内陆地面积,对比各时段黄河口地区变化;并选取1996年～2009年利津水文站水沙资料进行分析,与岸线、面积变化进行对比。得出黄河口地区受到水沙条件变化影响较大,1996年～2000年,受黄河断流影响,滩区面积减小;小浪底水库投运后,调水调沙效果显著,2000年～2006年滩区面积明显增加,但总面积仍然小于1996年;2007年以后由于水沙量减少,面积有所减小。黄河口地区近年来呈侵蚀态势,今后对黄河口陆地蚀退的改善和治理仍需重视。     

基于小波变换的多传感器遥感影像融合

遥感信息融合是遥感数据处理的重要研究内容之一。在给出小波分解基本模型的基础上,采用IHS融合法、小波变换法对SPOT全色卫星影像数据和LandsatTM多光谱数据进行了融合处理,同时对实验结果进行了分析和讨论。     

基于多进制小波变换的多源遥感影像融合及其评价

在给出小波分解基本模型的基础上,采用二进制小波变换法、多进制小波变换法对SPOT全色卫星影像数据和LandsatTM多光谱数据进行了融合处理,同时对实验结果进行了分析和讨论。理论和实验表明,基于多进制小波的遥感影像数据融合具有较好的效果,并可用于广泛的研究领域。     

遥感与水利事业发展

介绍自１９８０ 年以来，遥感技术在水利行业所经历的学习、试验、应用和发展等四个阶段，显示了遥感技术客观、宏观、快速、动态和经济的优势．并着重从洪涝灾害监测评估、水资源和水环境调查、土壤侵蚀和水土保持、河道及水库泥沙淤积监测、河湖及河口演变调查以及土壤水分及旱情监测等几个方面反映了遥感这一新技术在水利事业发展中所发挥的作用．     

基于卫星遥感技术的赣江尾闾河势演变分析

赣江尾闾地区是包括南昌市在内的江西省经济发展的核心区域,赣江作为江西省内第一大河,其尾闾地区河势变化对其周边地区的经济、防洪、环境等有着巨大的影响。运用卫星遥感技术,对1991—2010年赣江尾闾地区赣江的河道进行了河势演变的研究分析,得出了以下结论:(1)研究区域水域面积1991年约为121 km~2、2001年约为111 km~2、2010年约为132 km~2,经历了先减小后增加的变化过程。(2)历年来尾闾地区的变化主要集中在赣江主干、西支、北支,主干变化最为显著,而南支相对最为稳定。(3)主干的变化主要表现为河道扩张、江心洲面积大幅减小或者消失,其中在南昌市附近河道变化最为明显。推测这些变化主要是由人为影响包括有关工程建设、河砂开采等引起。(4)西支变化较为复杂,其上游段主要表现为河道展宽、水域面积变大,而下游段河道有所束窄;北支历年来均表现为河道束窄、江心洲面积明显增大;中支有所变化,但并不明显。     

基于遥感的水库水资源定量测算研究

基于遥感技术并结合常规的水文数据模型构建,在计算水库水面面积的基础上,利用实地水文观测数据,建立水库面积。库容模型,进行水库水资源的定量测算。为科学合理地制定区域水资源规划决策,改变传统的水文水资源观测方法,采用新技术与新方法对水库水容量进行测算的研究具有十分重要的现实意义和推广价值。