航空影像水体提取在地理国情监测中的应用

为提高实际生产中地表覆盖水体采集的工作效率,研究以四波段航空影像为基础,结合已有的DLG数据,采用归一化水体指数（NDWI）识别水体,利用均值差探查水体边界,通过分块处理的方法规避了航空影像各区域光谱差异的问题,最终得到与DOM套合较好的水体解译成果。为满足批量生产的需求,运用了统计学的方法实现各阈值的自动提取。该方法可提升工作效率30%~40%。

地理国情监测自动化提取专题地类图斑要素的研究与应用

本文充分利用了高分辨率遥感影像的光谱特征、几何特征、纹理特征以及其它特征指数等,基于对面向对象多尺度分割算法的改进,对地理国情专题要素树冠与水体自动化提取,分析并研究了高分辨率遥感影像智能化解译提取的技术与方法,解决了图斑形状不规则、水体复杂多样化,人工采集工作量大等不足,提高了实际生产效率,具有一定推广价值。

近30 a云贵高原湖泊表面水体面积变化遥感监测与时空分析

以云贵高原湖泊近30 a来的TM、ETM^+和OLI遥感影像为数据源,采用归一化水体指数(NDWI)、改进归一化水体指数(MNDWI)、新型水体指数(NWI)、增强型水体指数(EWI)和自动水体提取指数5种水体指数提取了1985—2015年云贵高原10个湖泊表面水体面积,并对各种算法进行精度对比分析.针对湖泊各自特点采用不同的水体指数提取其表面水体面积,并进行水体面积变化时空分析.结果表明:云贵高原湖泊表面水体面积总体呈现先增加后缩减趋势,1985—1995年湖泊表面水体面积增加了30.86 km^2,1995—2015年湖泊水体表面面积减少了48.12 km^2,其中,面积变化最大的是杞麓湖与异龙湖.对云贵高原湖泊表面水体面积变化与该区域的年降水量、蒸发量、平均气温、流域植被覆盖面积和人类活动时空进行相关分析,结果表明:1)高原湖泊对区域气候变化的响应具有明显的空间差异性,云贵高原湖泊的表面水体面积与气候相关性较显著,气温升高引起蒸发加速,降水量下降,湖面不断缩小,与逐年上升的气温呈负相关,与逐年波动上升的蒸发量呈负相关,与逐年减少的降水量呈正相关;2)云贵高原湖泊各流域的植被覆盖面积与湖泊面积变化相关性较弱;3)人类活动是影响湖泊面积变化的重要因素,大肆围湖造田、围湖养殖以及旅游开发等人类活动直接导致云贵高原湖泊面积的锐减,并对湖泊生态环境产生重要影响.

Landsat8卫星OLI影像水体信息的自动提取研究

本文以Landsat 8卫星OLI影像的Coastal aerosol、Red、Near Infrared(NIR)和SWIR1四个波段推导出一种适用于Landsat 8卫星OLI影像水体信息的提取公式(即LBV中的B变换公式),在此基础上构建新的水体信息提取模型(新的谱间关系模型):KT3+B-OLIRed-OLINIR+DN>0,并利用此模型分别提取淮南市周边地区和五河县周边地区的水体信息。实验结果表明:新模型能快速地提取大面积水体信息,而且具有较好的效果和较高的精度,能满足大面积的水体快速制图和土地利用/覆盖的分类。

遥感影像水体提取研究综述

水体时空分布特征对于水资源监测与应用具有重要意义,为了快速、准确、高效地获取地表水体信息,借助于遥感影像进行水体提取的方法受到国内外学者关注。该文通过梳理相关研究成果,评述水体提取的3类方法:阈值法、分类器法和自动水体提取法在模型构建、分割机理和模型适用性3方面的差异。通过进一步分析现存的各类问题,指出水体物化特征与遥感光谱特征的关系研究是提高水体提取方法普适性的一条重要途径;同时,影像提取结果评价体系的标准化和规范化,将有助于推进遥感水体提取应用范围和力度。

一种新的水体指数及其稳定性研究

针对地表水提取时易受山体阴影、建筑物阴影和雪等因素影响精度问题,本文提出一种新的研究思路:将地物分为水和非水两种类型,统计各地物的反射率,研究阴影之类的低反射率地物与雪之类的高反射率地物与水体的关系.在水体和其他非水体像元最大反射率基础上,构建新的水体指数模型Water Index(WI2019).用Landsat 8 Surface Reflectance Tier 1影像的实验结果表明,与已有的7种水体指数相比,WI2019平均总体精度、Kappa系数、错分与漏分误差分别是97.98%、0.9569、3.88%和1.22%,总体上与其他水体指数比较具有一定的优势.实验发现,在有雪环境下,缨帽变换湿度指数、改进的归一化水指数、自动水体提取指数、水体指数2015和多波段水体指数均不能有效的进行水体提取.本文的创新在于利用Landsat 8的三个波段,构建了一个可以抑制阴影和雪的新的水体指数,补充了其他已有的水体指数的不足.本文方法能够稳定地提取地表水,且能够稳定地去除山体阴影、建筑物阴影和雪等的影响.

海洋水体指数模型及其稳定性研究

基于遥感光学影像数据,针对海洋水体的特性,本文提出一种指数模型:在海洋水体平均反射率基础上,构建新的水体指数模型Ocean Water Index(OWI).主要以华南沿海地区、英国泽西岛为实验区,以Landsat 8 Surface Reflectance Tier 1影像、高分四号影像作为主要的数据源,与常用的8种水体指数相比,OWI的错漏率较低.实验发现,本文的亮点在于:(1)仅使用三个可见光波段、一个近红外波段,充分地利用海洋水体的光谱信息,构建了一个新的、可以抑制非水体噪声的水体指数模型;(2)因为新的水体指数模型选择的波段与国产光学卫星的波段吻合,并且使用了一景高分四号数据进行验证新指数的稳定性.实验结果证明了本文方法能够稳定地提取海洋水体,可应用于沿海地区的海岸线变化研究、沿海城市的围填海监测.