基于多期SPOT-5影像的降雨型浅层滑坡遥感解译研究

2005年6月17—23日福建省建瓯市发生特大暴雨,诱发大量中小型浅层滑坡灾害。利用发灾前、后两期SPOT-5影像(包括全色和多光谱),采用几何精校正、影像配准、影像增强、数据融合等处理方法,结合野外调查,建立滑坡解译标志,利用两期影像对比分析,提取滑坡点信息,最终共解译出滑坡点2186个。选取300个解译的灾害点进行了野外验证,野外验证的准确率达92%。研究表明,SPOT-5融合影像在中小型滑坡信息提取中的应用是可行的。

基于SPOT-5影像的冬小麦拔节期生物量及氮积累量监测

【目的】建立基于SPOT-5遥感信息的冬小麦拔节期地上部生物量和氮积累量的遥感监测模型,为利用SPOT-5影像进行大面积小麦生产力预测和氮素调控提供依据。【方法】分析冬小麦拔节期地上部生物量和氮积累量与同期SPOT-5光谱参数之间的定量关系,筛选出适宜的光谱参数,建立并评价冬小麦拔节期地上部生物量和氮积累量的遥感监测模型。【结果】绿光、红光和近红外波段反射率与冬小麦拔节期地上部生物量和氮积累量的相关系数均达到极显著水平。其中,近红外波段反射率对地上部生物量反应最敏感,绿光波段反射率则对地上部氮积累量反应最敏感。利用归一化植被指数(NDVI)为变量建立地上部生物量指数函数遥感监测模型表现最优,决定系数(R2)达到0.696**,均方根误差(RMSE)达到258.92 kg.hm-2。利用近红外和绿光波段反射率的比值为变量建立地上部氮积累量线性函数遥感监测模型表现最优,R2达到0.717**,RMSE达到19.24 kg.hm-2。依据上述模型,制作了研究区冬小麦拔节期地上部生物量和氮积累量遥感监测专题图。【结论】SPOT-5影像在冬小麦拔节期小麦长势监测中能够获得较高精度,具有广泛的应用前景。

决策树方法从SPOT-5卫星影像中自动提取水体信息研究

分析了SPOT-5影像中水体及其它主要地物的光谱特性及波段间的关系,由此探讨它们在光谱特征上的可分性.研究发现,不同波段之间只有水体具有B3(green)>B4(SW)且B2(red)>B1(IR)的特殊关系,同时在短波红外波段(SW)上,水体与其它地物亮度值差异明显,可以通过设置阀值加以区分.根据以上分析,建立了决策树模型,在各节点设计不同的分类器,进行水体信息的提取并对提取结果进行了精度评价.结果表明,该方法的总体提取效果较好,其提取精度与通常的监督分类方法相比有了较大的提高,只是在水体和其它地物交界处有误判现象.

基于Corona和Spot-5影像的图们江下游敬信湿地变化研究

采用1964年的Corona影像和2004年的Spot-5影像作为数据源,结合"3S"技术与实地考查资料,对图们江下游敬信湿地信息进行了提取与分类,分别得到了研究区1964年和2004年的湿地分类图;通过建立研究区的湿地动态变化特征模型,从各类型湿地的面积变化和斑块变化两个角度,研究敬信湿地的变化特征及其成因。结果表明,研究区各类型湿地在气候变化、人类活动等因素的影响下发生了不同程度的变化,与1964年相比,2004年研究区人工湿地面积增加了16.923km2,这主要是修建龙山水库以及水田、养鱼池和孵化池面积大量增加所致;而自然湿地受到严重破坏,面积减少了17.33km2,河流和沼泽面积都减少了50%以上。研究区河流的斑块数急剧减少,沼泽湿地的斑块破碎化程度加剧,河流和沼泽湿地的斑块分维值明显下降,大面积沼泽被开发成水田,这两种湿地的空间自我相似性逐渐变差。研究区部分湖泊被开发利用,人为束水使得水面面积扩大,当地居民为了发展经济,在湖泊中从事鱼类养殖以及用湖泊水进行农业灌溉等活动,研究区人类活动干扰日趋严重。

SPOT-5卫星影像中水体信息自动提取的一种有效方法

从卫星遥感影像中快速、准确地提取水体信息已成为水资源调查,水资源宏观监测及湿地保护的重要手段,但目前,进行水体提取所使用的卫星遥感数据的分辨率较低,使其应用的深度和广度受到严重约束。本文利用波段运算得到特征波段(PRWI),经过图像增强处理后提取水体和居民地混合信息,在此基础上通过分析水体的光谱特征,发现水体和居民地在近红外和短波红外上有显著差异,采用决策树模型将水体专题信息提取出来。运用目视判读和定量统计方法来评价提取结果,结果表明,该方法的总体提取效果较好,其提取精度与常规的监督分类方法相比有了较大的提高。经检验发现其误判的像元主要是位于水体和其他地物的交界处。

SPOT-5与HJ遥感影像用于冬小麦氮素监测的效果对比

为探讨HJ遥感影像对冬小麦氮素监测的适用性,利用同期获取的SPOT-5和HJ-1B遥感影像,结合同步地面取样测试,从传感器的光谱响应、监测模型精度以及叶片氮含量空间填图3个方面,对冬小麦氮素的遥感影像监测效果进行了分析与评价。结果表明,两类遥感影像的3个波段反射率及植被指数与小麦叶片氮含量均密切相关,其中,SPOT-5影像的最优模型植被指数为GNDVI(绿色归一化植被指数),HJ-1B影像的最优模型植被指数为NDVI(归一化植被指数),SPOT-5影像在监测精度上优于HJ-1B影像,但差别不大。填图结果表明,除地块较破碎地带外,利用HJ-1B影像反演填图所得的小麦叶片氮含量在空间分布上与SPOT-5影像结果比较一致。说明利用SPOT-5与HJ遥感影像监测小麦氮素营养状况都是可行的,而HJ遥感影像在一定精度要求范围内能够替代SPOT-5等遥感影像的监测效果。

考虑定向参数精度信息的TerraSAR-X和SPOT-5HRS影像RFM联合定位

卫星影像的RFM模型具有传感器无关的优点,适用于多源影像的几何定位处理,但在无地面控制点条件下联合定位时存在自主定位优势影像难以发挥主导作用且求解易发散的不足。本文通过将影像的先验自主定位精度和成像线性漂移转化为像方定向参数的精度和权信息,建立考虑影像定向参数精度信息的RFM模型。以12景TerraSAR-X和6对12景覆盖面积约为18万km2的SPOT-5HRS立体长条带影像为数据源,对两类影像定向参数先验精度配置偏差、SAR影像升降轨道方向、SAR影像数目、SAR影像分布等因素对定位精度的影响进行了系列定位试验,少量SAR与大范围HRS联合的影像自主定位平面/高程精度可达6.0m/4.2m。本文RFM平差模型无地面控制点定位精度和定向参数求解稳健性相对于传统模型有显著提升,是卫星影像无控制点1∶10万/1∶5万全球测图的一种潜在方法。

基于SPOT-5遥感影像估算玉米成熟期地上生物量及其碳氮累积量

通过构建基于SPOT-5光谱参数的玉米成熟期地上生物量、碳氮累积量的遥感估算模型,为耕地生产力估测、农田生态保护和碳氮循环研究提供依据。利用皮尔逊相关分析法分析玉米成熟期地上生物量、碳氮累积量与同期14个预选光谱参数之间的相关性,筛选出适宜的光谱参数;通过回归分析,比较得出最优遥感估算模型。在构建的14个光谱参数中,土壤校正植被指数(SAVI)与玉米成熟期地上生物量和碳累积量均呈显著的正相关,相关系数分别达到0.831和0.846,因此以SAVI为底数的幂函数模型估算生物量和碳累积量的拟合效果最好,决定系数(R2)分别达到0.698和0.722,在0.01水平下的F检验均呈显著性;与氮累积量相关性最强的是由近红外波段和绿波段构建的比值指数(R3/R1),相关系数达到0.844;从而以R3/R1为自变量的线性模型对氮累积量拟合效果最佳,决定系数(R2)达到0.713,在0.01水平下的F检验呈显著性。因此,利用SPOT-5的土壤校正植被指数(SAVI)、近红外波段和绿波段的比值指数(R3/R1)构建的遥感模型来估算玉米成熟期生物量、碳氮累积量是可行的。

基于SPOT-5图像的城市水体自动提取模型研究

以南京市主城区为对象,研究基于SPOT-5图像的城市地区水体信息的提取方法。分析表明,对SPOT-5的SW IR波段进行简单的阈值处理,可以清晰地将水体与阴影提取出来。在分析水体和阴影光谱特征和空间特征(形状指数等)的基础上,建立了基于SPOT-5图像的城市地区水体的自动提取决策树模型。精度验证表明,该模型的水体提取精度较监督分类的提取精度提高2.5%,尤其在具有许多建筑物阴影的局部区域,本模型的水体提取精度提高11.6%。此外,本模型还具有很好的移植性,只是在阈值大小的确定上会有部分差异。

用基于IHS变换的SPOT-5遥感图像融合进行作物识别

遥感图像融合可以发挥多源遥感数据的优势。但是由于遥感数据和融合模型的多样性,目前仍难以找到一种适合于各种类型数据之间、各种应用需要的"万能"的融合算法,而是根据特定图像,特定地表覆盖状况和特定应用的需要选择适合的融合模型。SPOT-5图像是一种较新的高空间分辨率遥感图像,目前已用于运行化农情遥感监测,以弥补传统低空间分辨率遥感图像应用的不足。该文将SPOT-5多光谱和超模式全色图像进行融合,以进行中国东北地区大豆识别。对实验数据分别做基于IHS变换和PCA变换的融合处理,通过比较得出,基于IHS变换的融合方法用于SPOT-5遥感图像融合更利于东北大豆的识别。

基于光谱特征的SPOT-5影像马尾松毛虫虫害信息提取

以福建沙县作为研究区,以单期SPOT-5多光谱影像为数据源,基于其光谱特征,构建归一化植被指数(Ndvi)、比值植被指数(Rvi)、绿度植被指数(Gvi)、土壤调节植被指数(Savi)、红边参数等光谱指数作为光谱监测指标,通过建立马尾松毛虫虫情级数模型并进行反演,进而提取虫害信息,其虫害信息提取的总精度为70.75%。研究结果证明利用单时相遥感数据进行马尾松毛虫虫害监测是可行的。

基于SPOT-5遥感影像的小班区划探讨

森林资源调查小班区划主要是在现地进行对坡勾绘,这种方法存在人为主观性,不够科学客观等问题,因此,常产生误判。而地球遥感卫星SPOT-5遥感数据具有高空间分辨率和多光谱分辨率,可提供丰富、可靠、高精度的基础数据,且能节约成本,提高效率。提出了适用于森林资源区划的SPOT-5遥感数据处理和目视解译方法,即建立SPOT-5影像解译标识、野外核实与补测等。最后对计算机自动解译SPOT-5影像进行森林区划进行了讨论,研究可为森林区划提供指导与借鉴。

基于SPOT-5影像的马尾松毛虫虫害遥感监测研究

马尾松毛虫是马尾松林的主要害虫,危害很大,实施有效监测是对其进行防治的关键。以福建沙县为研究区,以SPOT-5遥感影像为数据源,基于短波红外波段、红光波段和近红外波段等构造归一化植被指数等光谱特性指数,基于灰度共生矩阵法提取均值等影像纹理特征,引入坡度、坡向等地形及林木因子构建马尾松毛虫虫害遥感监测指标,通过岭回归分析建立虫情级数估测模型进而反演,进行虫害监测信息提取,并与单纯基于光谱特性指数指标的虫害信息提取方法进行比较。结果表明:1)综合考虑影像的光谱特性、纹理特征与地形及林木因子影响进行虫害监测,显著增强了虫害的光谱响应能力,相比于单纯基于光谱特性的虫害监测信息提取,其总精度提高了14.28%;2)这些为林业生产实践提供技术支撑与理论借鉴,同时也在一定程度上推动遥感监测森林病虫害的理论认识与信息提取方法。

基于SPOT-5影像的冷水江市岩溶区石漠化时空演变研究

以湖南省冷水江市为研究区域,运用遥感与地理信息系统技术,通过对比分析2005年和2011年两期SPOT-5高分辨率遥感数据,分别从石漠化土地的演变方向与规模、石漠化土地演变的速率和频率等方面进行分析,来探讨石漠化的时空演变过程及岩溶区土地石漠化时空演变的规律。研究结果表明:2005～2011年,该市岩溶区石漠化破坏与治理同时存在,但破坏强度大于治理效果,石漠化总体变化为加剧趋势。潜在石漠化,轻度石漠化,极重度石漠化呈发展趋势,动态度最大是轻度石漠化为25.5%,发展速度最快。重度石漠化,极重度石漠化呈逆转趋势,逆转动态度最大的是重度石漠化为5.1%,逆转速度最快,石漠化局部得到治理,但整体恶化。冷水江市岩溶区域对石漠化发生率贡献影响最大的部分是非石漠化区域转化为轻度石漠化区域,由石漠化改善为非石漠化只占由非石漠化转化为石漠化的62.5%。

ETM+与SPOT-5 Pan融合影像在地质灾害调查中的应用

ETM+与SPOT-5Pan融合影像是地质灾害调查的理想数据源。ETM+多光谱图像与SPOT-5Pan图像的空间分辨率相差悬殊,直接融合可能导致融合影像色彩模糊、色调不和谐等问题;若将ETM+与其全色融合后再与SPOT-5Pan融合,如果融合方法不当亦会造成光谱信息的过多损失。以金沙江上游某库区地质灾害遥感调查为例,采用Brovey变换法I、HS变换法和PCA变换法分别对ETM+和SPOT-5Pan进行了直接和间接融合,并采用主观评定与水平光谱剖面相结合的方法对融合影像进行了评价,通过野外调查对解译结果进行了校验,结果表明ETM+与SPOT-5Pan(PCA变换融合)融合影像地质灾害解译的准确率达92%。

SPOT-5遥感数据在土地利用更新调查中的几何精度分析

新一轮土地利用现状更新调查即将开始,SPOT-5遥感数据易获取、价格适宜,但是对其几何精度能否满足1∶1万土地利用现状调查要求存在争议。本文从遥感混合像元成像原理及随机误差的概率分布规律等方面定量分析了SPOT-5遥感数据的误差大小。研究结果表明:应用SPOT-5遥感数据可解译识别宽度≥0.75m的线状地物,面积≥0.0225ha(公顷)的面状地物,面积≥0.75ha的图斑解译量算面积误差<5%,其几何精度能满足1∶1万土地利用现状调查要求。

利用Metadata数据文件精确获取SPOT-5外方位元素

对SPOT 5原始数据文件(Metadata)的数据格式、参数意义以及量纲进行深入的研究和分析,提取其中关于外方位元素的有关数据,利用数值分析方法,建立起外方位元素与时间T的参数方程式,拟合获得任意时刻外方位元素值,并对拟合精度作分析。

粤西海岛海岸带典型地类SPOT-5影像解译标志

基于SPOT-5假彩色合成影像,在现场踏勘的基础上,对粤西海岛海岸带地物进行了全面的分析,总结了地物的遥感影像特征,建立了耕地、园地、林地、居民地及工矿仓储用地、水域和滩涂6类典型地物的遥感解译标志。采用典型样区与样点相结合的方法,对基于该解译标志提取的结果进行了踏勘验证,经检验,解译精度在90%以上。粤西海岛海岸带卫星遥感调查实践表明:建立具有区域特色的遥感影像解译标志,对海岛海岸带资源调查和环境监测具有极其重要的意义。

IRS-P6与SPOT-5卫星影像在土地利用动态遥感监测中应用的比较

IRS-P6卫星影像的最高空间分辨率是5.8 m,在土地利用动态遥感监测领域中有较大的应用潜力,本研究通过与2.5 m分辨率的SPOT-5卫星影像在成图比例尺、响应图斑大小、地类可解度和信息提取精度等方面进行比较试验,结果表明,IRS-P6卫星影像可以制作1?2.5万和1?5万中等比例尺的图件,更新或辅助更新1?2.5万与1?5万的土地利用现状图。在土地利用动态遥感监测中,可以作为另外一种数据源与单一的SPOT数据源进行互补,使之更快捷地服务于国土资源管理工作。

基于纹理特征的SPOT-5影像马尾松毛虫害信息提取

以福建沙县为研究区,以SPOT-5影像为数据源,采用灰度共生矩阵方法提取健康林分与受害林分的纹理特征,构建最佳纹理量,分别采用像元统计和面向对象的方法进行虫害信息提取,结果精度分别为72.00%、74.75%。研究结果证明了利用遥感影像纹理特征进行马尾松毛虫害监测的可行性,为利用融合影像光谱信息与纹理信息进行虫害信息提取研究提供了实例支撑和技术参考,同时面向对象的方法优于传统的基于像元统计的分类方法,精度稍高,"椒盐现象"也有所改善。