基于ASTER数据的归一化差异水体指数的建立及其应用

在分析归一化差异水体指数的基础上,根据ASTER数据不同地物的光谱特征,提出了基于ASTER数据的归一化差异化水体指数NDWIASTER1、4。并且利用这一指数进行水体信息的提取,发现这是一种简单易行结果客观有效的提取水体的方法。

基于高分一号卫星影像的水体信息提取方法初探

本文以山西汾河水库为研究区域,利用高分一号卫星影像,分别选择阈值分割法、归一化差异水体指数法和面向对象法对研究区水体信息进行提取,并对3种方法提取结果进行精度检查。通过试验得出如下结论:阈值分割法对水体先验知识要求低,简单易用;归一化差异水体指数法由于未能消除阴影与水体的混淆问题,使得提取水体信息精度较低;面向对象法提取水体信息结果精度较高,但易丢失人工水塘与沟渠信息。该研究结果对利用高分一号卫星影像进行其他土地利用信息的提取具有一定借鉴意义。

基于Sentinel-2的青铜峡灌区水稻和玉米种植分布早期识别

及时准确地掌握灌区内作物种植分布对于灌溉水资源高效配置、农田精准管理具有重要指导意义。以宁夏青铜峡灌区为研究对象,利用多时相Sentinel-2卫星数据,通过水稻和玉米早期特征分析,提取关键的“水淹”信号和“植被”信号,构建时序归一化差异水体指数(MNDWI)和归一化植被指数(NDVI)特征值数据集,并通过样本分析关键特征阈值,构建水稻和玉米早期种植分布决策树模型,提取2022年宁夏青铜峡灌区水稻和玉米种植的空间分布。结果表明(:1)玉米和水稻苗期的后半段5月15—31日,水淹信号和植被信号是区分二者关键时期。(2)基于早期作物物候特征的方法,在5月16—31日获取的水稻和玉米图像制图精度高于90%,用户精度超过91%,总体精度超过90%,Kappa系数高于0.88,明显高于同时期随机森林方法的分类精度。(3)本研究提出的方法在早期水稻和玉米种植分布提取方面具有较强的适用性,并且能够在时空尺度上以较少的实地样本进行延展,同时在时间上也更有优势。因此,该方法为青铜峡灌区水稻和玉米种植分布早期调查提供了重要的方法支撑。

基于遥感监测的沿运洼地内涝特征与影响因素研究

【目的】探究沿运邳苍郯新平原洼地内涝特征及影响因素。【方法】以沿运洼地为重点研究区域,在内涝影响范围内开展勘测、遥感解译等,分析洪涝前后归一化差异水体指数(NDWI)及归一化植被指数(NDVI)特征,研究沿运邳苍郯新平原涝洼地内涝影响范围变化及其对农作物长势影响,探索水利设施建设等对灾害范围的影响。【结果】(1)受灾作物2004年与2005年NDVI的差值为0.5,未受灾区域2004年与2005年NDVI差值为0.25,受灾作物NDVI显著降低,受灾区域内2005年整年作物生长情况弱于2004年。(2)台儿庄节制闸建成后可降低洪涝对附近农田的影响,有效减少洪涝灾害造成的经济损失。【结论】洪涝灾害对洼地内作物长势影响大于洼地外作物,水利设施建设可以有效减少洪涝灾害造成的经济损失;遥感监测技术是防治洪涝灾害的有效手段。

基于Landsat遥感影像的水体动态监测——以宿州市、淮北市为例

为探究淮北、宿州市两市因煤炭资源开采而引起的水体时空变化,根据2000年、2005年、2013年、2021年四期Landsat数据采用经验型归一化差异水体指数ENDWI方法,对研究区丰水期水体面积进行21年的遥感监测。结果表明2000年、2005年、2013年和2021年研究区域水体面积分别为240.039 km^(2)、285.346 km^(2)、318.477 km^(2)和340.179 km^(2)呈逐年增大趋势;相对于2000年,2005年、2013年和2021年研究区水体空间变化分别为133.151 km^(2)、194.445 km^(2)、229.030 km^(2),其在2013至2021年期间空间变化最快,主要集中在煤矿开采区如宿州市的埇桥区和淮北市烈山区、杜集区等区域。

ETM+影像水体提取方法研究

以Landsat-7的ETM+为数据源,通过实验比较了阈值法、谱间关系法、改进的归一化差异水体指数法以及分类提取法对水体进行提取的效果,得出了谱间关系法易消除阴影的误提,单波段阈值法易消除居民地误提的结论,提出了综合谱间关系法和阈值法的方法,取得了好的提取效果,有效减少了误提现象。同时,针对阈值选取需经过反复试验的问题,提出了对(TM2+TM3)-(TM4+TM5)和TM5叠加影像进行聚类分割自动提取出水体,提取精度高且避免了阈值选取的繁琐。

桂林市典型园林绿地与水体的降温效应研究

随着城市化的快速发展,城市热岛现象也越来越突出。作为城市生态系统中两种重要的地物类型,园林绿地和水体对城市热岛均有明显的降温效应,因此对其进行定量研究具有重要意义。以桂林市建成区为研究对象,利用TM影像数据提取了区域的地表温度（LST）、植被覆盖度（FV）以及改进的归一化差异水体指数（MNDWI）等生物物理信息,同时借助空间统计和缓冲区分析方法,对区域典型园林绿地和水体地表温度的空间特征及其相关性进行了定量研究。结果表明：桂林市5城区的地表温度以低温区和中温区为主。高温区与极高温区也占有较大比例,两者占市区总面积27.8%,较全市平均地表温度高约2~4℃,整体上呈现显著的热岛效应。城市中园林绿地和水体的平均地表温度分别为26.76和24.86℃。相关性分析揭示,城市园林绿地和水体面积与其内部地表温度呈现极显著负相关关系（sig=0.001）,园林绿地的FV、水体MNDWI则呈显著负相关关系（sig=0.015和sig=0.038）,说明地表温度随着上述参数的增大而降低。除典型水体面积与地表温度的拟合曲线为对数函数之外,其他参数的最佳拟合效果均为线性。缓冲区分析说明,不论是城市园林绿地还是水体,都会对外围一定区域的热环境产生影响。伴随城市园林绿地与水体样区缓冲带距离的增大,外围区域的地表温度呈上升趋势,但这种趋势随距离变化在不断减弱,其有效影响范围在距样区边界120~240 m处。通过对比研究发现,城市中较大面积的公园绿地或水体其降温效应要比面积较小者显著,而水体对于周围热场的影响和敏感度要强于园林绿地。

河北省地下水压采工程区坑塘水体动态变化分析

在严重缺水的河北省,如何合理利用稀缺的水资源已经成为一个热门话题。为合理保护和利用储水坑塘,将丰水期的水资源合理利用到其他需水期,以期减少地下水的开采量及充分利用水资源,基于Landsat系列卫星的TM/ETM+/OLI遥感影像,运用遥感技术中的改进的归一化差异水体指(MNDWI),完成了对河北省地下水压采工程区坑塘水体的提取,从而统计出了坑塘数量、面积并估算了研究区范围内夏季的蓄水量。研究表明:坑塘的分布呈北多南少、东多西少的格局;在气候和人为因素影响下,在2000-2014年的15 a间,河北省地下水压采工程区内坑塘个数和面积总体呈逐年减少的趋势。还分析坑塘作为灌溉水源的保障能力波动情况,2000、2007和2014年坑塘的蓄水量约为5.09、3.76和1.95亿m3。对减少河北省地下水资源的开采和保障研究区农业灌溉有重大意义。

基于混合特征空间MRF(Markov Random Filed)模型的高分辨率遥感影像水体提取

水体信息提取是遥感图像在水资源调查与利用、水生态监测等应用中的关键技术之一.针对现有的水体指数法或影像分类法在水体边界处理效果不够精确、易产生误提取和漏提取等问题,提出一种基于混合特征空间与MRF模型图像分割算法的水体提取新算法.结合遥感图像颜色特征与归一化差异水体指数NDWI创建混合特征空间,将遥感图像中的像素作为MRF模型中的随机变量,构建基于混合特征的能量函数,使用迭代的图割算法(Graph Cut)最小化能量函数确定水体边界,然后根据已提取的水体主体的水体指数及颜色特征等信息对水体边界进行自适应精细化处理.对石梁河水库水体提取的实验表明,该方法能够自动对周边环境复杂的水库水体信息进行提取,并且水体边界的提取效果良好,达到较高的水体提取精度.

基于Landsat 8卫星OLI影像的合肥市水体信息提取方法研究

以安徽省合肥市为研究区,以2013年5月14日OLI影像为数据源,经过辐射定标、大气校正和影像裁剪等一系列预处理工作,利用神经网络分类法进行监督分类,并运用谱间关系法、改进的归一化差异水体指数法(MNDWI)提取合肥市的水体信息。通过对谱间关系法和MNDWI分类结果的总体精度比较,确定谱间关系法是水体提取的有效方法之一。

高分一号卫星影像水体信息提取方法比较研究

针对高分一号卫星影像中水体信息的提取,本文分别采用单波段阈值法、归一化差异水体指数法(NDWI)、支持向量机(SVM)法与最佳指数法(OIF)对天津市武清近郊的水体信息进行提取,并对提取结果进行细节比较与精度评价,分析4种提取方法的优势和不足。结果表明,运用不同的方法对高分一号卫星遥感影像中的水体进行提取,精度不尽相同。其中,OIF综合方法提取的水体信息最完整,精度可达95.62%;SVM法操作针对性强,提取精度为91.1%;归一化水体指数法精度最低,但结合阈值法提取水体后精度明显得到改善,精度可达到92.29%。此次试验为高分一号水体信息的提取提供了有效的参考依据。

基于改进的SLIC和OTSU的遥感影像水体提取

水体信息提取是水资源管理的重要组成部分,近二十年来关于从遥感图像中提取水体信息的研究有许多。基于卫星遥感的陆地水体提取方法多种多样,利用水体指数的OTSU算法就是一种较为常见的水体提取方法,但是其存在阈值选取困难和提取精度不足的问题。为了进一步解决该问题,将改进的SLIC和OTSU算法引入到水体信息的提取中。考虑到水体指数对于水体信息提取的重要性,首先利用超像素生成算法SLIC结合归一化水体指数(NDWI)生成一个个超像素,以超像素内水体指数值的均值代表这个超像素的水体指数。然后以超像素为基础,使用OTSU算法对超像素水体指数做阈值分割。实验结果表明,提出的算法不仅有很高的提取精度,提取的速度也很快,能够有效地提取出水体信息。

一种改进的基于TM影像的水体提取方法

针对现有基于TM影像的水体提取方法存在耗时、准确率低及通用性不强等问题,应用主成分分析(principal component analysis,PCA)法,并结合徐涵秋改进的归一化差异水体指数(modified normalized difference water index,MNDWI)构建了便于提取水体的假彩色合成图,通过分析水体在该合成图中的光谱特征,建立水体提取模型,从而实现基于TM影像的水体提取。比较改进方法与MNDWI、谱间关系(TM2+TM3)-(TM4+TM5)和新型水体指数等几种常见的水体提取方法分别在太原市城区、山区的水体提取效果,结果表明:改进方法更能快速、高效地提取TM影像水体,其精度高达95.57%。此外,该方法不需要对阈值进行人工选择,达到了高自动化的研究要求。

一种改进的城市不透水面指数

以Landsat-8为数据源,美国波士顿为研究区,在归一化差异不透水指数(NDISI)基础上,进行热红外波段细化,提出修正归一化差异不透水面指数(Modified NDISI,MNDISI),并对二者进行比较。结果表明,NDISI得到的不透水面总体精度和OK系数分别为84.19%和0.68,MNDISI提取的不透水面总体精度和OK系数达到87.52%和0.749。MNDISI相比NDISI,提取不透水面的效果更优。

城市水体信息提取方法对比分析研究

选择2014年Landsat8 OLI影像为数据源,以太原市城区为研究区,在对影像进行辐射校正、波段组合、波段参数统计、波谱关系分析的基础上,分别采用阈值法、改进后归一化差异水体指数法和基于专家知识的决策树分类法对研究区的水体信息进行提取,对提取结果进行对比分析。研究结果表明:阈值法在提取速度上最快,但水体与建筑物阴影信息混淆严重;改进后的归一化差异水体指数法速度和精度均介于两者之间,水体与建筑物阴影信息混淆情况稍微改观;基于专家知识的决策树分类精度最高,但速度相对较慢,要求决策者对研究区有充分地了解,建立相应的分类规则。

基于FY3A/MERSI影像的几种常用水体提取方法的比较分析

随着遥感技术的飞速发展,利用遥感数据来进行水资源的监测、调查和分析已经成为一种必然的趋势。通过选取新疆博湖县境内中国最大的内陆淡水湖-博斯腾湖为研究区,FY3A/MERSI影像为数据源,利用监督分类法从Landsat-ETM+影像提取水体,提取结果作为FY3A/MERSI影像水体提取精度验证的底图。采用单波段阈值法、基于阈值的多波段谱间关系法和基于阈值的水体指数法从FY3A/MERSI影像提取研究区水体,基于混淆矩阵法,提取结果分别与Landsat-ETM+影像底图作对比分析,最终得出结论,基于阈值的水体指数法中的归一化差异水体指数法提取研究区水体的总体精度最高,为96.37%,Khat为0.915。

基于WorldViewⅡ图像的钨矿区水体信息提取方法研究——以江西大余县为例

以江西大余县钨矿区水体信息提取为例，对WorldViewII遥感图像的各波段参数及波段间关系进行分析，选取用于水体信息提取的最佳波段，进行多种融合方法试验，通过分析获得适合于利用WorldViewII图像进行矿区水体信息提取的融合方法；分别通过计算归一化差异水体指数（NDWI）、谱间关系法和监督分类法提取矿区水体信息；利用目视解译检验NDWI法、谱间关系法与监督分类法的水体信息提取精度，修正后的提取结果精度最高可达92％，野外验证精度最高达90％。

省域水上光伏发电潜力分析评估方法及应用

分布式光伏是土地资源紧张条件下推进“双碳”目标实现的重要途径。水上光伏作为近年来一种创新的分布式光伏开发方式受到了广泛关注,现行政策也对水上光伏开发做出了细致管理规定。提出一种基于遥感信息的水上光伏发电潜力评估方法,旨在为水上光伏发电资源与项目开发的科学论证和精准评估提供一种手段。方法基于开放的遥感影像处理平台获取遥感影像并计算水体指数,通过大津法确定阈值、提取全部水体面积,并利用制图工具ArcMap按照各项影响因素对水面面积逐级折减;然后通过将水体划分成若干格网,计算各格网内可安装光伏水体面积和可配置光伏装机容量;结合典型气象年太阳辐射数据得到水上光伏发电潜力;最后,计算不同开发率下水上光伏发电潜力。以江苏省为例进行了水上光伏发电潜力评估分析并进行了验证,提供了一种在省域范围进行水上光伏发电潜力评估的技术手段。

青海湖流域植被覆盖度与水体面积关系研究

基于1994年、2000年、2006年、2010年和2016年五期Landsat影像,采用像元二分模型提取青海湖流域植被覆盖度,并采用改进的归一化差异水体指数MNDWI提取水体面积,进而探究两者关系。结果表明,除2016年受限于影像获取时间外,1994年、2000年、2006年和2010年,青海湖流域平均植被覆盖度和水体面积持续增长;青海湖流域平均植被覆盖度与水体面积呈高度正相关关系,相关系数为0.9996,因此青海湖流域水体面积可作为青海湖流域生态环境质量评价的重要指示因子。

利用高分一号影像提取水体信息的方法研究

高分一号卫星影像以高空间分辨率、多光谱分辨率以及高时间分辨率为优势在水资源领域中具有广阔的应用空间。为了能够找到一种及时、快速、准确提取水体信息的方法,本文采用单波段阈值法、谱间关系法、NDVI法以及NDWI法结合光谱分析等方法对吉林省扶余市与长春市交界的松花江部分河段的水体信息进行提取,并对提取结果进行对比、分析。结果表明利用归一化差异水体指数(NDWI)法,再结合阈值法能够将水体信息完整地提取出来,此次试验研究为利用高分一号卫星影像提取水体信息提供了可靠地参考依据。