基于TM图像的“增强的指数型建筑用地指数”研究

以Landsat TM/ETM+图像为数据源,研究城镇和农村建筑用地信息的提取方法。首先利用TM 7,4,2波段创建归一化差值裸地与建筑用地指数(normalized difference bareness and built-up index,NDBBI);然后根据裸地在裸土指数(bare doil index,BSI)图像上的亮度值最高、在改进型归一化差值水体指数(modified normalized differencewater index,MNDWI)图像的亮度值最低的特征,提出了增强型裸土指数(enhanced bare soil index,EBSI);最后选用NDBBI,EBSI,MNDWI和SAVI(soil adjustment vegetation index,SAVI)4个指数,构建一种新型的建筑用地指数,称为"增强的指数型建筑用地指数"(enhanced index-based built-up index,EIBI),可快速地提取建筑用地信息。实验结果表明,用EIBI提取的建筑用地信息客观,人为干预少,可信度高,提取精度可达90%以上,适合于同时提取城市和农村建筑用地信息。

基于MODIS的归一化建筑指数与城市热岛效应关系研究

随着城市化发展,城市建筑用地的增多对区域气候环境造成重要影响。文章通过对2010年4个月份的MODIS数据进行预处理,反演提取出青岛市区的城市归一化建筑指数以及地表温度数据,并对两者间之间的相关关系进行了研究。研究结果表明:城市建筑用地率(归一化城市建筑指数)越高的地区,城市的地表温度越高,热岛效应就越明显。同时,归一化城市建筑指数与地表温度的相关性的空间分布规律也为有效改善城市环境提供了借鉴依据。

一种基于遥感指数的城市建筑用地信息提取新方法

提出了一种利用仿建筑用地指数提取城市建筑用地信息的新方法。首先利用近红外波段和绿波段构建仿归一化建筑指数,再将其与土壤调节植被指数和归一化水体指数相结合,进而构建仿建筑用地指数,最后利用仿建筑用地指数提取城市建筑用地信息。仿建筑用地指数影像将建筑用地信息增强,通过影像分割、去小面元以及合并邻近面元处理,可以准确提取城市建筑用地信息,实验精度可达89.5%。

基于NDBI提取城镇用地的最佳时相遥感影像研究——以郑州市为例

基于郑州市2009年4月份、2009年8月份、2008年10月份和2007年1月份共四个季节的TM遥感影像,利用归一化建筑指数(NDBI)分别提取郑州市的城镇用地,并用混淆矩阵和对应年份实际城镇用地面积对提取精度分别进行了验证。研究结果表明,夏季遥感影像提取精度最高,更适合NDBI指数法提取城镇用地。

一种利用TM图像自动提取城镇用地信息的有效方法

如何快捷、准确与客观地提取城镇用地信息 ,以获得城镇用地的分布范围和面积资料 ,是有关城镇问题研究中经常涉及到的一个基本问题 ,现代遥感技术为这个问题的有效解决提供了强有力的保证。运用提出的归一化建筑指数 ,从TM图像进行了无锡市城镇用地信息的自动提取。研究结果表明 ,与传统的计算机分类和手工屏幕数字化方法相比 ,归一化建筑指数法是一种非常行之有效的方法。

基于MODIS数据的长株潭地区NDBI和NDVI与地表温度的关系研究

基于4个季节的MODIS影像,计算长株潭地区的地表温度、NDBI和NDVI,比较NDBI和NDVI与地表温度之间关系,对地表城市热岛效应研究的指标NDBI和NDVI进行对比分析。结果表明,NDBI与4个季节的地表温度间都存在明显的线性关系,而NDVI与地表温度间关系并不明显且随季节发生变化,说明NDBI是地表城市热岛效应研究的有效指标,在地表城市热岛效应的季节变化研究中NDBI可作为NDVI的一个附加指标。

基于MODIS的城市大气颗粒物污染指数研究

遥感特征指数法是一种简单、高效的信息提取方法。根据气溶胶散射或吸收引起的卫星不同波段间表观反射率变化,构建了基于MODIS的城市大气颗粒物污染指数,结合石家庄市各环境空气质量站实测颗粒物浓度数据,分析差值植被指数(difference vegetation index,DVI)、归一化灰霾指数(normalized difference haze index,NDHI)、归一化建筑指数(normalized difference built-up index,NDBI)和差值建筑指数(difference built-up index,DBI)与PM10之间的相关关系。结果表明,除NDHI外,DVI,NDBI和DBI与大气颗粒物质量浓度均呈现负相关关系,DBI与PM10之间线性相关关系较为明显,综合多种大气颗粒物污染指数构建的大气颗粒物质量浓度估算模型,可以用来简便、快速地指示城市大气颗粒物污染状况。

基于空间自回归模型的广州市NDVI和NDBI与气温关系研究

为了探索城镇化地区热岛的时空变化特征,采用2015年覆盖广州市的1 km空间分辨率MOD13A3月合成归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)数据、用Landsat8 OLI提取的归一化建筑指数(normalized difference build-up index,NDBI)数据以及不同季节的气象站点近地表气温数据,运用相关性分析方法,研究近地表气温与NDVI和NDBI的相互关系;在此基础上,应用空间自回归方法构建不同季节的近地表气温与NDVI和NDBI的空间自回归模型,定量分析广州地区近地表气温与NDVI和NDBI的空间关系,并与普通回归模型进行比较分析。结果表明,不同季节的NDVI与近地表气温呈负相关,NDBI与近地表气温呈正相关;与普通线性回归模型相比,空间滞后模型与空间误差模型的拟合效果最优;通过比较分析相关系数(R^2)值、赤池信息量准则(Akaike information criterion,AIC)值及回归模型残差的莫兰指数(Moran index,Moran’s I),发现空间滞后模型的拟合效果略优于空间误差模型;从春季到秋季,NDVI对近地表气温的影响大于NDBI对近地表气温的影响;在空间滞后模型中,显著的、正的空间自回归系数表明,气象站点的近地表气温受到相邻气象站点的近地表气温的显著正影响。

基于双极化差值指数的城市建筑用地信息提取研究

以福州市城区ENVISAT ASAR影像为例,研究城市建筑用地信息准确快速提取的原理和方法。通过对影像主要地物类型的极化特征分析,构建基于双极化雷达后向散射差值指数以突显城市建筑用地信息,并采用面向对象方法进行分类。该方法与基于单极化得到的分类结果相比,提高了精度。研究结果表明,该方法是一种快速准确提取城市建筑用地信息的有效方法,这为极化雷达影像数据在城市建筑用地方面的应用研究提供了一个新思路。

黄河三角洲建设用地与植被覆盖度时空变化及其相关性分析

为了研究黄河三角洲植被与建设用地的关系,利用1985—2010年的专题制图仪(Thematic Mapper,TM)影像,通过归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)、增强的指数型建筑用地指数(Enhanced Index Building Land Index,EIBI)、影像对比与Spearman相关分析的方法,对该地区建设用地和植被覆盖度的时空变化进行研究,探讨该地区建设用地对植被覆盖度的影响。结果显示,该地域建设用地与植被覆盖变化明显,城镇建设用地由126.927 km2增加到286.9425 km2;植被覆盖度由42.7%增长到50.8%,两者没有明显相关性。但是建设用地与高植被覆盖区(>50%)、中植被覆盖区(40%~50%)存在明显相关性,建设用地的发展对其造成影响。

基于Landsat8数据的长沙市望城区地表温度与遥感指数关系研究

本文基于2013年9月17日的LANDSAT8卫星影像数据,计算了长沙市望城区地表温度(LST)、NDVI、NDBI、BSI、MNDWI,对望城区城市热岛效应以及城市地表温度与NDVI、NDBI、BSI、MNDWI之间的关系进行研究分析,结果表明:望城区城市热岛效应明显,NDBI、BSI与望城区地表温度(LST)呈正相关的线性关系,NDVI、MNDWI与地表温度(LST)呈负相关线性关系,进一步说明水体与植被有助于缓解城市热岛效应,而建筑与裸土则加剧了城市热岛效应。

基于三指数合成影像的西北地区城市建筑用地遥感信息提取研究

随着西部大开发战略的实施以及"一带一路"倡议的影响,西北地区的城市发展也发生着巨大变化,利用遥感影像更加准确地提取西北地区城市建筑用地信息对分析城市扩张趋势、规划城市建设具有重要意义。本文以2000年兰州市主城区和2003年西宁市主城区的Landsat 7 ETM+影像为数据源,结合压缩数据维的方法,通过构建三指数合成影像并利用该影像来提取城市建筑用地信息。实验首先根据兰州市主城区的影像光谱特征,创建了归一化差值裸地指数(NDBLI)。然后将该指数与比值居民地指数(RRI)、修正型归一化水体指数(MNDWI)合成为一个包含3个波段的新型三指数合成影像NRM(NDBLI、RRI、MNDWI);同时,根据集成学习思想,为增强城市建筑用地信息,将主成分分析的第一波段(PC1)、归一化差值建筑用地指数(NDBI)和比值居民地指数(RRI)合成为一个包含3个波段的新型三指数合成影像PNR(PC1、NDBI、RRI);最后分别将三指数合成影像NRM和三指数合成影像PNR作最大似然分类提取城市建筑用地信息,将其提取结果与由归一化差值建筑用地指数(NDBI)、修正型归一化水体指数(MNDWI)和土壤调节植被指数(SAVI)所创建的NMS(NDBI、MNDWI、SAVI)影像得到的最大似然分类结果作精度比较,并利用西宁市主城区影像对本文方法进行了相应验证。结果表明,利用三指数合成影像PNR提取城市建筑用地的总精度和Kappa系数最高,其总精度达到了90%以上,适合于提取西北地区含裸地较多的城市建筑用地。

基于中分辨率成像光谱仪数据的建筑指数研究

中分辨率成像光谱仪(MODIS)数据是研究大尺度土地利用/土地覆盖的有效数据手段。针对现有建设用地提取方法的不足,文章通过分析MODIS数据的地物光谱特征,给出适合MODIS数据的归一化建筑指数,并以京津冀城市群为研究区提取建设用地,最后从位置和面积两方面对提取结果进行精度验证。结果表明:该文构建的归一化建筑指数不但加强了MODIS数据中的建设用地,还成功抑制了裸地、荒地和已收割耕地等对建设用地提取的干扰。

北京市1989—2010年地表温度时空分异特征分析

以3S技术为支持,采用TM数据、应用单窗算法对1989—2010年间北京市五环内地表温度(land surface temperature,LST)进行反演,并采用同步的MODIS温度产品对反演结果进行对比验证。在此基础上,利用距平值分析和剖面线分析等方法揭示了20多a来北京市地表温度的时空分异总体特征;基于归一化水汽指数(normalized difference moisture index,NDMI)和归一化建筑指数(normalized difference building index,NDBI)分析了研究区内地表温度的时空变化特征,定量揭示并阐述了地表温度和NDMI及NDBI的相关关系。研究结果表明:反演温度可较为真实地反映研究区地表热量的空间差异;北京地表温度时空变化特征明显,同一时段、不同土地覆盖类型的地表温度差异较为显著,热岛效应明显;地表温度和NDBI呈显著的正相关,与NDMI则呈显著的负相关,NDMI和NDBI在表征地表热特征方面均是较好的指标。该结果为监测北京地表温度变化及其时空分布特征提供了依据。

基于Landsat-8的开封城区不透水面提取

基于支持向量机的监督分类方法以及目视解译等多种方法实现了开封城区不透水面的提取,并对提取方法和结果进行讨论。实验结果表明:①基于SVM的监督分类方法精度比较高,较适合开封主城区不透水面的提取;②开封市主城区北部和西部透水情况较好,南部和东部透水情况较差,开封市主城区建设呈现向西部和北部发展的态势;③开封市主城区建设过程中也注意到对于生态环境的保护,植被和水体等保持有一定的稳定性。同时这些实验也为不透水面遥感提取技术系统中方法的选择及政府相关部门提供了客观参考。

CPF变化对Landsat TM/ETM+辐射校正结果的影响

随着时间的推移,卫星传感器的老化会使得原有的辐射定标参数文件(CPF)失效。最典型的当属Landsat-5卫星,该卫星自1984年发射以来,已经进行了多次CPF修正;而Landsat-7卫星的CPF也经过了数次修改,以保证辐射校正结果的准确性。以Landsat TM/ETM+遥感影像为例,分别以2003、2009年的CPF对它们进行辐射校正,并对结果进行对比。结果表明,除ETM+的绿光波段外,TM、ETM+影像基于2009年CPF计算的各波段均值都要小于2003年。而这一变化也使得由此计算的指数产生差异:归一化植被指数(NDVI)间的差异可达0.48%,建筑用地指数(IBI)间的差异可达5.94%。

基于时序TM影像的兰州市城市热环境格局动态变化分析

文中利用Landsat5(1994、2004)和Landsat8(2015)影像,研究兰州市1994~2015年城市热岛的空间分布,定量分析了各热岛等级之间的演变特征。结果表明:兰州市热岛面积主要以次级热岛为主,而扩展速率最快的为强热岛,热岛的扩展方向与城镇用地延伸方向一致。兰州市热岛演变过程为强热岛→次热岛→正常区→绿岛→冷岛,其逆过程则是向相反方向逐级演变,越级转变的概率相对较小,强热岛对于城市下垫面的变化最为敏感。

基于Landsat 8影像的马鞍山市热岛效应研究

以2013年08月11日马鞍山市Landsat 8影像为数据源,利用ENVI软件反演了马鞍山市雨山区和花山区的地表亮度温度,再将地表亮度温度值归一化处理,划分为强绿岛区、绿岛区、正常区、热岛区和强热岛区5个等级.分析了马鞍山市热岛效应空间分布情况,并结合归一化植被指数(NDVI)和归一化裸地与建筑用地指数(NDBBI)与地表温度的相关性对马鞍山市热岛效应进行分析.结果表明:(1)马鞍山市热岛效应强的地区位于雨山区沿长江南北向延伸,城市建设用地的地表温度明显高于其他用地;(2)地表温度与NDVI呈负相关,与NDBBI呈正相关;(3)城市化、下垫面变化、工业生产等是造成马鞍山市城市热岛效应强烈的主要原因.

城市地表典型遥感参数与热岛效应时空分析研究——以桂林市为例

利用桂林市1991年和2013年的卫星遥感影像数据,分别提取两个时期的归一化建筑指数(NDBI)、归一化植被指数(NDVI)和改进的归一化差异水体指数(MNDWI)3个地表典型参数,并利用回归分析方法,分析了3个地表典型参数与利用Landsat卫星(热红外波段)反演的地表温度(LST)的相关关系。研究结果表明:桂林市中、高、极高温区3个温度类别的变化趋势与桂林市城市扩张趋势基本一致;NDBI与LST成显著的正相关关系,而NDVI、MNDWI则与LST成负相关关系,且各参数对地表温度响应的程度各有差异。该研究成果对于揭示桂林市热岛效应现状、缓解热岛效应及推进桂林市生态城市建设具有一定的参考意义。

南京市地表参数变化与热岛效应时空分析

利用南京市1989年TM和2001年、2010年ETM+卫星遥感数据,提取了3个时期的归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、改进的归一化水体指数(modified normalized difference water index,MNDWI)、归一化建筑指数(normalized difference build-up index,NDBI)和归一化不透水面指数(normalized difference impervious surface index,NDISI)等地表参数;利用热红外波段遥感数据反演地表温度,并从时间维对比分析了3个时期各个参数的变化和产生的原因;利用回归分析方法探讨了上述地表参数变化与城市地表温度之间的关系,即地表温度与NDISI和NDBI呈正相关,与NDVI呈负相关。进一步分析表明,南京市最近20 a来不透水面和建筑面积大幅增大,植被覆盖范围减少,城市热岛效应加剧,不透水面、建筑指数与地表温度的变化趋势和城市扩张趋势一致。该研究成果对于揭示南京市热岛效应、优化土地配置和推进生态城市建设具有一定的参考意义。