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。

基于高分一号卫星数据的库区淹没频率分析方法

为分析水库水位变化对消落带生态结构的影响,提高淹没频率计算精度,提出一种基于高分一号卫星数据的淹频率分析方法。该方法通过对高分一号WFV影像数据进行预处理并多次迭代提取缓冲区的水体信息,结合地理配准和计算得到淹没频率空间分布特征,通过以此模拟的水体分布结果的精度验证淹没频率的可靠性。三河口水库实例验证结果表明:提出的水库淹没频率分析方法较准确地反映了水体信息的时空变化特征,模拟的水体信息结果总体精度和Kappa系数均值分别达到86.5%和73%,较准确地还原了水库蓄水阶段的水体变化,提高了水体淹没频率计算的精度。

高分一号卫星数据县级农业遥感制图应用能力评价

为探究高分一号卫星数据县级农业遥感制图能力,以同江市为研究区,采用最大似然法对同江市主要农作物种植面积进行提取,将提取的结果与地面实测GPS点进行精度评价,总体分类精度达到90.83%。采用不同分辨率影像,通过目视解译的方法提取样方种植结构,分析高分卫星数据制图应用能力。水稻制图精度16 m与10 m影像分类精度变化不大;大棚制图精度5 m以上影像分类精度变化趋于平缓;玉米制图精度4~10 m影像分类精度变化趋于平缓,10 m以上影像分类精度明显降低;大豆制图精度5 m以后影像分类精度明显降低,8~16 m影像分类精度变化不大。高分一号数据中大豆、红小豆、辣椒和香瓜光谱特征接近,严重干扰了大豆的识别。同时期的蔬菜、瓜果、果树与玉米容易混淆,难以有效区分。

高分一号卫星PMS相机多场地宽动态辐射定标

为克服卫星遥感器常规定标方法不足,实现GF-1卫星PMS相机高精度在轨定标,提出了多场地宽动态辐射定标方法,分析了新方法的不确定度。首先,介绍宽动态辐射定标原理和试验场区概况,设计开展了GF-1卫星多场地同步观测试验;接着,基于试验数据和宽动态定标模型,实现了GF-1卫星PMS相机的在轨辐射定标;最后,讨论GF-1卫星PMS相机多场地定标的不确定度和模型的稳定性。结果表明:GF-1卫星PMS相机自发射以来辐射响应特性与实验室定标结果相比发生了一定变化,最大变化量达到了7.72%;PMS相机多场地辐射定标的综合不确定度为5.35%。所获取的PMS相机定标系数满足遥感辐亮度产品生产的精度要求,且多场地定标可作为后续高分卫星的在轨定标的方法参考。

高分一号卫星宽视场成像仪的高频次辐射定标

为实现高分一号卫星宽视场成像仪的实时辐射定标,准确获取成像仪在轨暗电流噪声引起的偏移量信息,提出了高频次辐射定标方法,并分析了方法的可靠性和测算精度。介绍了卫星遥感器在轨辐射定标原理。以敦煌辐射校正场为实验区,利用该场地历史光谱数据和实时气象观测数据确定了高频次定标的数据基准。基于成像仪夜间大面积海洋场景数据测算了偏移量信息,即在无辐射能量输入的条件下,测算成像仪自身暗电流噪声引起的输出数值。然后,利用地面参考基准数据和偏移量信息,实现了高分一号卫星宽视场成像仪的在轨定标。最后,分析和检验了高频次定标方法的不确定性和定标结果的可靠性。结果表明:高分一号卫星宽视场成像仪高频次定标的不确定度小于5.3%;基于该定标结果获取的辐亮度产品与基于官方定标结果获取的辐亮度总体相对偏差小于5.6%;基于夜间海洋场景计算的定标截距(即偏移量)更接近于理论设计值。该方法可用于高分一号卫星宽视场成像仪的在轨定标和暗电流噪声定期检测。

高分一号卫星数据遥感地质解译

针对境外地质矿产调查工作中基础地质资料难以获取的难点,开展了高分一号卫星(GF-1)在境外地质矿产信息提取中的应用研究。在综合前人研究成果及野外验证的基础上,通过各类地质体的影像特征分析,建立了塔吉克斯坦南部地区主要沉积岩、变质岩和侵入岩以及断裂构造、节理、褶皱构造、矿化蚀变带等的遥感解译标志。并于区内西南部新发现一处矿化蚀变带,带内具较强烈的褐铁矿化、高岭土化、角岩化等,且断层交汇处的矿化更加强烈,远离断层则矿化逐渐减弱。研究结果表明,GF-1卫星数据的融合图像(空间分辨率为2m)能够进一步识别各类岩性及矿化蚀变带、节理、断裂、岩脉等,充分展示出我国国产卫星数据在地质矿产勘查领域可以取得很好的应用效果。

基于不同时相高分一号卫星影像的水稻种植面积监测研究

高分一号卫星影像具有高空间分辨率和高时间分辨率的优点。为了分析在水稻生育期内不同时相的高分一号卫星影像对水稻识别的影响,以江苏省建湖县为研究区域,选用2014年7月21日至2014年10月24日期间5景空间分辨率为16 m的高分一号卫星影像,采用ISODATA分类与人工目视解译相结合的方法分别提取各时相的水稻种植面积,并以地面实测GPS水稻样方进行精度验证,结果表明5个时相的水稻种植面积精度都在86%以上,10月15日精度达到最高,为90.391%,说明利用高分一号卫星影像可以用于监测水稻种植面积且精度较高,在农业遥感监测领域中具有广阔的应用前景。

基于高分一号卫星遥感影像的地表岩性特征提取及三维可视化

利用遥感技术识别地表岩石类型及其空间分布特征是遥感岩性特征提取的一项重要内容。该文针对高分一号(GF-1)卫星遥感影像特征,以地质勘探程度较高的山西沁水盆地柿庄南部为研究区,在综合分析该区域地质特征及其遥感影像特点的基础上,探讨了基于GF-1卫星遥感影像的地表岩性特征提取及三维可视化方法。通过综合运用波段比值法和面向对象的多尺度分割、分类算法,实现了研究区地表岩性特征提取;并结合区域地质调查和野外钻井实测剖面,对遥感岩性识别结果进行了验证对比和成果综合;进而,借助三维地表模型和三维地质模型,完成了二维地表遥感岩石类型及其分布特征的三维空间拓展和地学模型集成。结果表明,基于GF-1卫星影像可快速完成地表岩性特征提取及其三维空间表达,可为三维遥感地质填图提供可靠的应用借鉴。

利用eCognition进行高分一号卫星数据土地利用现状解译能力测试

土地利用现状解译能力是卫星数据在土地资源领域应用的重要指标之一。本文以内蒙古自治区包头市石拐区和江苏省徐州市贾汪区作为研究区,利用eCognition软件采用面向对象分类的方法,通过初步影像分割、构建土地利用分类系统、标准化最邻近分类及对分类结果整理修改与分析,从中随机选取了不同地类、不同面积的图斑,以更高分辨率影像分类结果作为真值,进行了典型地类的属性精度、面积精度评价,从而对高分一号卫星数据的土地利用现状解译能力进行了测试与评定。

基于高分一号卫星数据新疆索拉克地区控矿地质单元遥感解译与应用

为了解高分一号（GF-1）卫星影像的应用性能和查明新疆索拉克地区的成矿地质环境和规律,利用GF-1影像对该地区的控矿地质单元进行详细的遥感解译,结合ETM＋多光谱遥感影像和航空高光谱数据,进行找矿应用.在新疆阿尔金成矿带的索拉克地区,利用多源遥感影像数据,开展了控矿地质单元遥感解译,通过综合研究控矿地质单元的遥感解译地质特征、遥感影像特征和遥感蚀变矿物特征,进一步构建遥感解译找矿模型.利用该找矿模型,在索拉克周边区域圈定了多金属找矿预测区,通过野外查证,新发现铜、金等多种金属矿化线索,取得了较好的找矿效果.

基于高分一号卫星的江西樟树市地质灾害评价

运用高分一号卫星进行江西樟树市地质灾害评价对于科学防治地质灾害,提高国产卫星应用水平具有重要意义。本文通过正射校正、影像融合、几何校正等步骤对高分一号影像进行预处理,然后对处理后的影像进行地质灾害解译,获取樟树市地质灾害分布情况。在进行地质灾害评价过程中采用小流域评价单元,选取灾害点密度、地表水文、构造断裂带、工程活动、岩土类型、地形坡度等6个评价因子,并运用层次分析法确定因子权重,通过加权平均法最终获得樟树市地质灾害易发性综合评价图,其精度为78%。结果表明樟树市易发生地质灾害的地区占全市总面积的34.68%,易发程度最高的地区主要分布在东南部,占全市总面积的7.82%。

高分一号卫星影像监测水稻种植面积研究综述

简要介绍了高分一号卫星应用于农情遥感监测的优势和水稻种植面积遥感监测的原理,着重对遥感影像数据预处理、遥感影像分类方法与水稻面积提取技术等方面的研究进展进行了综述。高分一号卫星具有高空间分辨率和时间分辨率的特点,反映作物的光谱特征明显,适合选用为农情遥感监测的数据源;基于高分辨率卫星影像的水稻种植面积提取技术比较成熟;基于决策树、人工神经网络、专家知识、人工目视解译等分类提取方法应用前景广阔,但精度有待进一步提高。

基于同步观测的高分一号卫星影像辐射质量评价

针对高分一号卫星(GF-1)影像进行辐射特征的质量评价研究。通过设计同步观测实验,得到目标区域的同步观测卫星影像数据、大气与太阳光照数据和地面光谱数据;利用值域、均值和标准差等灰度特征指标以及对比度、清晰度、信息熵和角二阶矩等纹理特征指标评价GF-1影像的整体质量。实验结果表明:GF-1影像能较好地区分不同的地物类别,反映不同地物的空间特征和结构差异;整体信息的丰富程度和地物特征表现能力上能满足一般的使用需求,使用时可根据需求选用不同波段的影像来满足实际需要。

高分一号卫星数据在内蒙古草原遥感监测研究中的应用前景

内蒙古天然草地资源丰富,占全国草地面积的22%,目前草原遥感研究采用的数据在精度和效率上不能完全满足内蒙古自治区草原遥感研究与大面积应用需求。介绍了高分一号卫星数据长时效、高时空分辨率、大幅宽、高效能的特点,分析了其在草地分类,面积监测,生产力监测,牧草品质监测,病虫、鼠害监测及草地生态安全业务化监测体系研究中的应用前景。

基于高分一号卫星WFV影像的水稻信息提取模式（英文）

通过卫星影像利用水稻不同物候期的特征对其进行识别是目前在水稻信息提取方面比较有效的方式。首先根据水稻区别于其他植被的显著特征,即水稻生长前期稻田的下垫面含有大量水的特性,将用于提取水域信息的归一化水体指数(normalized difference water index,NDWI)合理地应用在水稻前期的信息提取中,并且利用两个物候期的NDWI做比值,扩大了水稻与其他地物之间的差异。再借助归一化植被指数(normalized differential vegetation index,NDVI)在不同物候期的增长变化特征可以进一步提高水稻信息提取的精度。研究发现充分利用水稻在不同物候期的特殊性,并结合与水稻特性相关的指数,将NDWI和NDVI两种指数同时用于水稻提取,确定合理、准确、有效的提取方法是提高水稻提取精度的主要途径。本文以安徽省来安县的水稻为研究对象,基于2013年7月12日和8月30日获取的两幅高分一号卫星WFV影像数据,利用水稻分蘖期和抽穗期的NDVI和NDWI构建了水稻信息提取模式,有效地提取出了来安县的水稻信息分布并进行制图,最后结合在研究区野外实地考察的信息数据对提取结果进行验证和评价。研究结果表明利用该模式能够快速、准确地从遥感影像上获取水稻分布信息,具有很好的普适性。

基于高分一号卫星遥感数据的青藏高原高寒湿地信息提取方法研究——以玛多县为例

青藏高原蕴含着最典型、最多样的高寒湿地类型。为了探究高寒湿地的退化状况,首先需要对高寒湿地信息进行精细化提取。选用玛多县GF1-WFV生长季影像,利用先进的分层分类法,选择分割尺度为50对影像进行分割,然后利用单波段阈值法及坡度阈值对湿地进行判识,结合非生长季影像,综合利用波谱关系法、混合水体指数法、归一化差异水体指数法及单波段阈值法对玛多县的高寒湿地分类系统的Ⅲ级类别进行逐一提取,最后得到玛多县高寒湿地类型的地物信息及分布状况。研究表明:(1)随机选取检验样点,采用混淆矩阵的方法,对提取的高寒湿地分类影像进行精度评价,分类精度达到88.59%,Kappa系数为0.8637,精度通过检验。分类结果显示,结合了影像的纹理特征和光谱特征的分层分类技术在高寒湿地信息的提取方面更加优于其他传统方法,能够实现高寒湿地的精细化信息提取与分析。(2)玛多县高寒湿地面积呈东多西少,北多南少分布,其中永久性淡水湖的面积最大为1685.58 km^2,占玛多县总高寒湿地面积的69.05%;其次是草本沼泽和永久性河/溪,面积分别为495.56 km^2和94.81 km^2,占比分别为20.34%和3.88%;季节性咸水湖、季节性淡水湖、间歇性河/溪、洪泛湿地、泥潭沼泽、灌丛沼泽、内陆盐沼及冰川积雪的湿地类型面积在1.25~73.23 km^2,所占比例不足1%,其中面积最小的是季节性咸水湖和季节性淡水湖。(3)高分数据在青藏高原高寒湿地信息提取中具有不受高海拔影响分辨率的特点,因此具有更强的的可行性和应用性,尤其选择时间分辨率不同的生长季及非生长季的影像,在获取季节性高寒湿地类型信息方面具有更大的优势。(4)玛多县高寒湿地类型中,湖泊面积有增加的趋势,但河流和洪泛湿地面积有减少的趋势,如果不采取及时、有效的保护措施,玛多县的湿地有可能继续退化。

基于高分一号卫星影像的延安市顾屯流域耕地盐渍化定量反演

2013年陕西省延安市顾屯流域实施治沟造地工程后,部分新增耕地内出现盐渍化现象。为获取盐渍化空间分布特征,以顾屯流域作为研究区,基于高分一号影像及相应时间段内室内实测数据,通过盐分指数模型与高分影像特征波段建立的支持向量机(support vector machine,SVM)模型对工程后所有耕地进行了盐渍化定量反演。研究表明,选取的盐分指数(salinity index,S3)与盐分相关性最好,反演模型R^(2)为0.742;筛选了3个特征波段组合,利用SVM方法建模,结果显示基于波段1与波段3组合(P_(1)P_(3))的SVM模型表现了最优的反演能力,R^(2)达到0.867;SVM模型反演结果显示研究区正常土壤面积占26.62%,轻度盐渍化占43.52%,中度盐渍化区域为29.82%,重度盐渍化几乎没有。研究对于耕地资源保护及后续工程建设具有积极意义。

高分一号卫星影像融合方法及质量评价

影像融合是提高影像利用的有效方法之一。利用Brovey变换融合、PC主成分变换、GS融合和NND融合4种方法对高分一号的多光谱影像和全色影像进行融合试验。通过目视评价和定量评价方法对影像的融合效果进行评价。结果表明,Brovey变换融合方法在空间细节上表现好,PC主成份变换的光谱畸变小,但空间信息损失大,GS融合和NND融合在空间细节和光谱保真2方面表现都不错。

国产高分一号卫星数据傅里叶变换提取梯田影像可行性分析

在研究国产高分一号卫星数据特点和梯田纹理特征的基础上,以国产高分一号卫星数据为数据源进行傅里叶变换提取梯田影像研究并进行了可行性分析。经过对包含不同地类、不同尺寸区域的提取测试发现,纹理特征不明显的梯田和纹理不均一的非梯田易造成大量漏提和错提,综合分析认为傅里叶变换提取梯田影像算法难以满足工程化生产的需要。

地理国情监测中高分一号卫星数据处理关键要点分析

国产高分卫星数据广泛应用于地理国情监测,本文就地理国情监测中所用高分一号卫星数据处理的关键要点进行了分析,制定了相应的数据处理流程,并按流程对所有影像进行处理,最终获得符合要求的影像数据,为高分一号卫星在地理国情监测中土地覆盖信息的提取提供数据基础。