基于Landsat TM/OLI影像的哈尔滨市植被覆盖度与景观格局动态变化分析

以哈尔滨市为研究对象,依据2004、2010、2015、2020年Landsat TM/OLI遥感影像,利用归一化植被指数和像元二分模型方法提取该区域的植被覆盖度,结合植被覆盖度转移矩阵,分析植被覆盖度的时空动态变化。根据植被覆盖度分级结果,利用Fragstats4.2软件计算斑块面积、斑块个数、蔓延度与香农多样性指数4个景观格局指数,研究哈尔滨市景观格局的时空演变特征。结果表明,哈尔滨市2004—2020年高植被覆盖度和中高植被覆盖度的区域面积累计和分别占总面积的77.81%、72.54%、73.01%、83.31%,整体处于上升趋势。2004—2020年高植被覆盖度区域的景观百分比占据主导地位,其次是中高植被覆盖度区域,且大部分植被覆盖度区域斑块数量先增加后减少。从景观层次上,斑块聚合度降低、多样性略增加。探究哈尔滨市植被覆盖度和景观格局的动态变化,对城市规划设计和景观格局优化具有一定的指导和参考意义。

基于Landsat TM/OLI的福建省木兰溪流域生态系统格局及其变化评估

基于1994—2020年间的6期Landsat TM/OLI影像,分析木兰溪流域生态系统格局及其变化情况.结果表明:木兰溪流域最主要的生态系统类型为森林、农田与城镇三类生态系统,共占木兰溪流域总面积的92.87%.其中,森林生态系统占54.64%,面积为929.39 km^(2).1994—2020年,各类生态系统间存在不同程度的相互转化,基本为净转出,其中草地、灌丛生态系统转出量较大(分别为58.35%、33.13%),仅有城镇生态系统为净转入(257.28%),增加面积214.34 km^(2),主要来自农田、森林和草地生态系统.总体而言,1994—2020年木兰溪流域生态系统格局基本保持稳定,城镇生态系统的大量增加与灌丛、草地生态系统的减少,反映了木兰溪流域生态环境与城市化、经济社会发展之间的紧密联系,更加强调了在保护生态环境的前提下实现可持续发展的重要性.

基于Landsat TM冬季影像的香格里拉高寒草甸分布的提取与验证

根据1995年地面实测的土地利用资料,识别香格里拉市不同坡度、坡向和海拔组合下的高寒草甸和裸地的分布情况,利用1995年Landsat TM冬季影像计算裸土植被指数和归一化植被指数,以识别潜在分布区内的裸地和绿色植被,进而分析1995年香格里拉市高寒草甸的空间分布格局。结果表明:1995年香格里拉市高寒草甸和裸地集中分布区的坡度为9°~37°,坡向为南、西南、西、西北和北方向,海拔为3900~4631 m;高寒草甸和裸地的潜在分布区为1742.89 km^(2)。剔除潜在分布区内的裸地和绿色植被,提取得到1995年香格里拉市高寒草甸的面积为1070.28 km^(2),其中,在高寒草甸集中分布区域的提取面积为512 km^(2),与真实分布情况相比,其面积精度为76.10%,空间重合度为90.87%。因此,采用Landsat TM冬季遥感影像提取滇西北高寒草甸的分布(尤其在集中分布区)是可行的。

利用Landsat TM遥感数据监测冬小麦开花期主要长势参数

为精准农业技术体系中的小麦农艺处方管理决策提供详尽的全局性信息,该文以2007-2009年试验实测数据为基础,以Landsat TM影像为遥感数据源,分析了试验样点开花期冬小麦主要长势参数与品质和产量间以及与卫星遥感变量间的相关性,分别建立及评价了TM影像遥感变量监测冬小麦开花期SPAD值、生物量、叶面积指数和叶片氮含量的模型。结果表明:冬小麦开花期,选用作物氮反射指数、近红外波段反射率和归一化植被指数这些遥感变量分别反演冬小麦SPAD值、生物量、叶面积指数和叶片氮含量是可行的;SPAD值、生物量、叶面积指数和叶片氮含量遥感监测模型的精度较高,均方根误差分别为3.12、216.5kg/hm2、0.269和0.162,以此为基础,制作出具有实际农学意义的冬小麦开花期不同等级SPAD值、生物量、叶面积指数和叶片氮含量遥感监测专题图,实现了主要长势参数空间分布量化表达。基于卫星影像的农田面状信息获取技术克服了点状信息的不足,为农业生产管理决策及时提供信息支持,使该研究技术更利于大面积应用和推广。

Landsat TM遥感影像中厚云和阴影去除

提出了一种新的利用多时相LandsatTM影像数据进行的厚云及其阴影去除的方法。该方法通过分析厚云及其阴影的光谱特征,设计了厚云和云阴影识别模型。该算法的实现是采用图像配准技术、非监督分类、像元替换等运算,计算出厚云和云阴影区域的TM影像替换数据,进而得到消除或者减少云影响的TM遥感影像。试验结果表明本文提出的厚云及其阴影去除方法效果很好,能消除或者弱化云对TM影像数据的影响。

基于Landsat TM/ETM数据的锡林河流域土地覆盖变化

根据1987年、1991年、1997年和2000年4期Landsat TM/ETM影像的土地利用/土地覆盖分类结果,运用地理信息系统空间分析方法,分析了内蒙古锡林河流域1987～2000年间各土地利用类型及草甸草原、典型草原、荒漠草原的数量变化和空间变化特征.分析结果显示,锡林河流域土地利用/土地覆盖变化的主要特征为草甸草原、典型草原面积的大幅减少和荒漠草原、农田和沙漠化土地面积的大幅增加及城镇的扩张.其中面积增加最大的是荒漠草原,增加了2328 km2;相当于1987年荒漠草原面积的56%.农出和城镇面积逐年增大,分别从1987年的114.3 km2和25.2 km2增加到2000年的332.1 km2和43.6 km2.面积减少最多的是羊草+丛生禾草、羊草+杂类草等优良高产温带典型草原类型,共减少2040km2.草甸草原面积亦呈逐年减少的趋势,从1987年的1103 km2减少到2000年375 km2,面积减少了65.9%.农出、沙化地及城镇等非草原土地利用类型面积增加了62.5%.

基于Landsat TM影像的冬小麦拔节期主要长势参数遥感监测

【目的】强化冬小麦长势遥感监测机制,为田间生产管理提供信息支撑。【方法】以2007—2009年试验实测数据为基础,以Landsat TM影像为数据源,分析试验样点拔节期冬小麦主要长势参数与品质、产量以及卫星遥感变量间的相关性,分别建立及评价了TM影像遥感变量监测冬小麦拔节期叶面积指数(LAI)、生物量、SPAD值和叶片氮含量(LNC)的模型。【结果】冬小麦拔节期,选用中红外波段的反射率(B5)、归一化植被指数(NDVI)、DSW5和绿波段的反射率(B2)等遥感变量分别反演冬小麦的SPAD值、生物量、LAI和LNC是可行的;SPAD值、生物量、LAI和LNC遥感监测模型的精度较高,以此为基础,制作出了具有实际农学意义的冬小麦拔节期不同等级SPAD值、生物量、LAI和LNC遥感监测专题图,实现了主要长势参数空间分布量化表达。【结论】研究结果可为广大农学家、农业部门决策者和田间管理人员提供及时的农情信息。

基于Landsat TM数据估算雷竹林地上生物量

结合Landsat TM遥感数据和雷竹林样地调查数据,采用偏最小二乘回归法(PLS)建立雷竹林地上生物量估算模型,利用该模型估算临安市雷竹林地上部分生物量。结果表明:雷竹单株地上部分生物量与胸径及雷竹林地上部分生物量与株数之间都呈极显著相关(P<0.01);通过PLS-Bootstrap法筛选自变量能够提高模型精度;模型预测的雷竹林地上生物量均方根误差为3.45t·hm-2,满足大范围估算的精度要求;临安市雷竹林地上生物量为13～25t·hm-2,均值为19.52t·hm-2。

基于Landsat TM图像的北京城市地表温度遥感反演研究

利用北京地区LandsatTM热红外波段数据,采用单通道算法反演得到北京地区地面温度分布图。从反演结果可以看出,北京城区地面温度比郊区地表温度高,郊区地表温度较低,密云水库、官厅水库等水体的温度最低,总体上北京城市热岛效应显著。地表比辐射率是通过Van经验公式反演得到,通过对比分析,表明该方法对自然地表的比辐射率反演效果较好。

基于Landsat TM数据的北京城市热岛研究

利用Landsat TM热红外波段数据,根据辐射传输方程反演得到北京地区地表温度,讨论了北京城市热岛现象及其与土地覆盖类型和植被指数的关系。结果显示,北京城区地表温度明显比郊区地表温度高。通过地表温度对比分析发现,城区平均地表温度比近郊区和远郊区地表温度分别高出4.5℃和9℃,城市热岛效应明显。城区不同地表覆盖类型的地表温度也有显著差异,城市地表温度与NDVI具有明显的负相关关系,城市地表植被覆盖度低是城市热岛出现的主要原因。

基于决策树的Landsat TM/ETM+图像中太湖蓝藻水华信息提取

以9期Landsat TM/ETM＋影像为数据源,基于K-T变换和归一化植被指数（NDW）,建立了湖泊蓝藻水华信息提取的决策树模型.基于大气顶面反射率图像,选用2005年10月17日太湖图像进行了对比验证,表明决策树模型比单波段阈值法、多波段阈值法（RVI、DVI、NDW）能够更有效地提取蓝藻水华信息,区分陆生植被、水生植物和水华,省去了水体掩膜的过程.使用太湖2002年10月25日和2011年7月22日图像、巢湖2005年8月12日的图像,验证决策树模型方法和工作流程的有效性.使用多期TM图像确定了阈值的取值范围,其中,亮度、绿度、NDVI的下限值依次为0.191、-0.007、-0.054,湿度下限范围为0.07～0.15;亮度阈值上限范围为0.3～0.7、绿度为0.2～0.5、湿度为0.1～0.3,这些结果可作为湖泊蓝藻水华遥感监测的参考.

基于Landsat TM数据的黄土高原区水体识别方法研究

基于2007年7月9日Landsat TM数据以固原市周边约500km2的范围为研究对象,分别应用单波段阈值法、多波段谱间关系法、水体指数法等多种方法对研究区的水体进行识别提取.研究结果表明:各种水体识别方法均不能提取满意的水体信息,反映了黄土高原地区水体识别的复杂性和下垫面的特殊性,给水体识别带来了很大的不确定性.TM5单波段阈值法和NDWI与实际水体最为接近,提取了绝大部分水体,TM7单波段阈值法、CIWI、MNDWI次之,但是单波段法中混杂了其他信息.NDWI方法在研究区识别的水体信息更为真实准确,能够反映水库和大型淤地坝位置和面积信息,能够用于监测这类淤地坝水体的变化特征.

基于Landsat TM数据的潮白河流域植被覆盖变化研究

使用经严格配准的同一时间(1991年和2002年)LandsatTM图像数据,编制归一化植被指数(NDVI)图,进而计算生成植被覆盖度图像。通过掩膜技术和变化检测等提取了北京潮白河流域中上游地区从1991～2002年的植被覆盖变化信息。研究结果表明,北京潮白河流域中上游地区11年间植被退化的总面积为1635.3km2,占该区域总面积的30.6%;其中植被覆盖度为40%～50%的类型退化的面积最多,为411.74km2,变化率为66.0%,覆盖度为90%～100%的类型退化的面积最少,为14km2,变化率为4.4%;覆盖度为30-40%的类型变化率最大,为100%,覆盖度为90%～100%的类型的变化率最小,为4.4%;从植被覆盖度变化的趋势来看,随着植被覆盖度的增加,变化率在逐渐降低;流域中游、密云水库北部和东北部以及上游的河谷地带由于受人类活动干扰的强度较大,植被退化较严重;而上游的山地区域由于人类活动干扰较少,再加上近年来采取封山育林、植树造林等措施,植被覆盖程度有所改善。

基于Landsat TM的3种地表温度反演算法比较分析

以福州市为研究区,使用Landsat TM数据,利用基于影像的反演算法(IB算法)、单窗算法(MW算法)和单通道算法(SC算法)对研究区进行地表温度反演,并将这3种算法的反演结果与研究区的亮度温度进行了比较,结果表明:(1)3种算法反演的结果总体趋势比较接近,其中尤以MW算法和IB算法较为接近,研究区整体平均温度二者仅相差约1.0℃;(2)3种算法反演的结果均比亮度温度高,其中IB算法高出约1.9℃,MW算法高出约2.9℃,而SC算法则要高出约5.3℃.

基于Landsat TM/OLI影像的寿光市盐田信息提取与动态变化分析

寿光市是我国重要的海盐生产基地,亟需选取典型数据对其在体量及空间分布格局发生的显著变化进行分析与管理。以Landsat TM/OLI遥感影像及土地利用现状图为基础数据源,结合野外实地调查形成的专家先验知识,对研究区1985、1995、2005和2015年4期遥感影像图进行监督分类及处理,并利用土地利用转移矩阵监测寿光市30年间盐田面积动态变化,对影响其变化的主要驱动因素进行了分析与讨论。结果表明:研究区土地利用分类结果精度较高,总体精度高于85%,Kappa系数大于0.80。研究期间寿光市盐田面积增加19503.72 hm^2,年均增长率为3.68%,整体表现出先增后减的变化趋势。1985—1995年,盐田面积迅速增加,年增长率为12.13%;1995—2005年间,年增长速率急剧降低,仅为1.35%;2005—2015年间,盐田面积表现为负增长,年增长率为-1.63%。研究期内增加的盐田主要来源于滩涂、沿海水域和草地,而减少的盐田主要复垦为耕地和建设用地。研究结果可为寿光市乃至山东省滨海盐田的科学管理与利用、废弃盐田的复垦与湿地恢复提供理论与数据参考。

基于Landsat TM图像棉花面积提取中线状地物的扣除方法研究

在新疆棉花遥感监测中,发现各种线状地物对TM影像图中的棉花面积提取精度产生影响,直接对图像进行处理和分类这种影响难以消除。经实际调查,新疆某一农场的各种线状地物占到总耕地面积的12.8%。为提高作物面积提取精度,完善农业部全国棉花遥感监测运行系统,进行了线状地物扣除方法的试验研究。阐述了试验研究方法的理论依据、技术路线与实施过程,并经验证可消除绝大部分线状地物对作物面积提取精度产生的影响。

基于Landsat TM的个旧锡矿成矿信息提取与找矿预测

在对云南个旧锡矿矿区成矿地质环境、地质特征和成矿规律研究的基础上,以Landsat TM多光谱影像数据为基础信息源,利用遥感找矿技术对个旧锡矿地质构造信息和蚀变异常信息进行提取。在此基础上,综合利用已有的地质、物探和化探成果,结合野外实地调查后圈定了3类共9个找矿远景区。

基于Landsat TM/TIRS的重庆市主城区热岛效应研究

使用Landsat数据对2001—2013年重庆市主城热岛进行研究,选取2001年、2007年的TM、2013年的TIRS三期夏季影像,采用单窗算法反演出地表温度。在此基础上,对主城热岛时空演化的整体特征、热岛强度进行分析,得出以下结论:(1)重庆市高温地表主要分布在主城建成区内,由过去呈一点向多点、零散向成片的分布,发展至目前呈多片块、多中心均衡分布,并有持续向外扩展的趋势;(2)市区内绿化较好或有水体覆盖区域,对城市高温起到一定的缓解作用,而长江、嘉陵江表面温度与陆上地表温度相差较大;(3)13年间交通线路的发展带动了周围地区及周边区县的城市化发展,使得传统的高温区温度有所降低,在交通路线所能达到的地方形成新的高温区;(4)2001年热场变异指数为0.63,2007年为0.49,2013年达到0.66,较高的热场变异指数使得重庆市热岛强度处于较高水平。

基于Landsat TM/ETM+的天津地区地表温度时空分布特征研究

以天津地区为研究对象,利用单窗算法对1993年、2001年和2009年3景Landsat TM/ETM+遥感影像数据进行地表温度反演,将反演结果进行标准差分类后得到地表温度等级图.通过对不同时期地表温度分布进行时空分析,得到天津地表温度高温区在1993年到2009年期间主要集中在中心城区、滨海新区以及两者之间道路沿线等区域,其中,中心城区高温区不断加剧,滨海新区高温区从无到有、由弱到强,变化非常明显.分析结果表明:天津地表温度的空间分布与城市空间结构基本吻合,变化趋势与城市发展基本一致.

基于Landsat TM影像不同地表温度反演算法的比较

地表温度是反映地表环境的一个重要参数,精确获取地表温度的方法对研究城市热岛效应、进行生态环境监测评价是必不可少的。利用遥感手段进行地表温度的反演是一种较新颖的方法,相对成熟的反演算法主要有单通道算法、辐射传输方程法及单窗算法。本文以山东省威海市Landsat TM数据为例,分别利用辐射传输方程法和单窗算法进行地表温度反演,通过遥感目视解译的方法提取研究区各类典型地物对应的地表温度,进行统计分析,结果表明,两者反演得到的地表温度具有一致的变化趋势,其中单窗算法中不同典型地物的地表温度整体标准差较小,如建设用地为0.530,起伏波动小,算法精度略优于辐射传输方程法。