基于Landsat-8 OLI和ASTER数据集成和融合的矿化蚀变信息提取:以包古图斑岩型铜矿为例

围岩蚀变现象是热液矿床成矿作用发生的重要标志之一,使用遥感数据进行蚀变信息的提取能够降低找矿成本,提高找矿效率。多光谱遥感数据以覆盖范围广、获取容易、价格便宜等优点成为蚀变信息提取的主要数据之一。根据Landsat-8 OLI和ASTER数据各自的波谱优势,把两者进行集成,得到AO数据;然后融合AO和Landsat-8 OLI全色波段得到融合后的AOM数据。基于AOM数据,利用波段比值、相对吸收深度、混合调制滤波对研究区的矿化和围岩蚀变进行了提取。为了验证AOM数据在矿化蚀变信息提取中的优势,对比了数据集成和融合前后的蚀变信息提取结果。对比结果表明:(1)AOM数据能够充分利用Landsat-8 OLI和ASTER的波段信息,包含了比任何单个数据都多的蚀变信息;(2)AOM数据能够提取出更多的信息,尤其是对一些细节信息提取效果更好,可应用于矿化信息提取研究。

Landsat-8卫星数据应用探讨

在过去的40年里,Landsat系列卫星对启蒙和推动遥感应用技术的发展起到了重要作用,其遥感图像数据在我国得到了广泛应用。Landsat-8卫星是Landsat系列卫星的后续任务,已于2013年2月发射,目标是延续Landsat系列卫星数据的连续性,为农业、水资源管理、植被监测、灾害响应等领域继续提供高质量的图像数据。本文将首先介绍Landsat-8卫星的研制背景、卫星的基本参数和新型成像仪的数据特点,然后对比ETM+数据,介绍了Landsat-8卫星的数据产品分级以及数据的应用方向上的变化。

基于NPP-VIIRS及Landsat-8的多时相城市建成区提取方法探讨

随着遥感技术的发展,由夜间灯光数据提取城市建成区已成为主要方法之一。传统阈值提取方法在小尺度的研究中存在较明显误差,以三明市三元区为研究区,基于2013—2021年NPP-VIIRS夜间灯光数据和Landsat-8遥感数据,利用夜间灯光数据的空间自相关特性,在扣除植被和水体后向前迭代提取2013—2021年多时相城市建成区。研究表明,改良方法总体分类精度在2013—2021年间不低于99%,Kappa系数不低于0.88,较传统的阈值法提取结果在精度和稳定性上有明显提升。

Landsat-8数据的矿化蚀变信息提取及找矿预测

地质勘查是遥感技术的传统应用领域。招平断裂带中段大尹格庄、姜家窑、夏甸等金矿富集,具有很好的构造蚀变–矿化分带。结合前期相关研究基础,本文将泥化蚀变作为研究区主要遥感蚀变找矿标志,铁化蚀变作为辅助性找矿标志,通过对Landsat-8数据的预处理、主成分变换,提取了研究区泥化和铁化蚀变信息。结果显示泥化蚀变信息与铁化蚀变信息空间分布套合不明显,前者与已有金矿空间耦合性较高。基于蚀变信息分布情况,圈定了9处找矿远景区,为研究区找矿勘查提供技术支撑。

基于Landsat-8数据的合肥市主城区地表温度反演研究

基于2019年3月12日Landsat-8 TIRS遥感影像数据,通过大气校正法,在ENVI和ArcGIS软件的支持下,对合肥市主城区进行地表温度反演,并通过叠加矢量数据分析。结果表明:运用Landsat-8 TIRS遥感影像数据进行地表温度反演方法可行;工业生产强度与城市地表温度高低可能呈正相关性;各地物类型表面温度由高到低排序依次是建筑物、道路、裸地、植被和水体;合肥市主城区地表温度由市中心向外逐渐降低。

基于多源数据融合的盐分遥感反演与季节差异性研究

为提高多光谱盐分遥感反演的精度,利用实测高光谱与多光谱进行数据融合,并分析了不同季节盐分遥感的差异性。以河套灌区永济灌域为研究区域,以实测光谱仪测定的土壤高光谱数据和Landsat-8 OLI多光谱数据为基础,通过光谱变换和多元逐步回归方法筛选特征波段和特征光谱指数,构建了春、秋两季土壤盐分多光谱、高光谱反演模型,并利用特征光谱指数的线性回归构建了高-多光谱数据融合反演模型。结果表明:高光谱的反射率总体比多光谱高36.83%,春季反射率比秋季平均高23.78%。利用模型中最优变量特征光谱指数对多光谱模型与高光谱模型进行融合,高多光谱融合反演模型训练集和验证集R2平均值分别为0.651和0.635,RMSE平均值分别为2.44 g/kg和2.49 g/kg,精度明显高于对应的多光谱反演模型,其中训练集、验证集的R2平均值分别提高了36.19%和35.64%,RMSE平均值分别降低了34.28%和41.72%。春季多光谱、高光谱和融合反演模型的精度均高于秋季,其中训练集R2平均值比秋季模型分别提高了6.03%、6.05%和4.40%,验证集R2平均值分别提高了19.07%、12.21%和1.75%。构建的高多光谱融合模型反演灌域春秋两季平均盐分含量分别为6.05、5.97 g/kg,平均相对误差分别为9.65%和10.68%,总体上该区域春季土壤主要为重盐化土,秋季土壤主要为中盐化土。

融合极化自注意力机制的交通信号灯检测算法

针对Yolov8算法在低像素小目标上检测效果差以及易发生漏检误检等问题,提出融合极化自注意力机制的交通信号灯检测算法。首先,在颈部网络中引入SPD模块以增强对分辨率低的小目标的识别能力;其次,引入PSA极化自注意力机制,使模型能学到更多非线性细节语义信息,提升模型的表达能力;最后,采用Focal-CIoU优化损失,以解决样本类别不均衡和框回归准确性问题,进一步降低误检漏检率。实验结果表明,在S2TLD数据集中,改进的算法与Yolov8s相比,模型的精度提高了1%,FPS提升了2.21f/s,有效实现了模型精度与实时性能的平衡,为自动驾驶场景下交通信号灯的检测提供了新思路。

基于多光谱数据的湿地景观格局变化对越冬候鸟生境影响

安徽升金湖是典型的长江中下游自然通江湖泊湿地,是越冬候鸟尤其是珍稀鹤类的理想越冬地,水利设施的修建改变了升金湖的自然连通状况,使湖泊水位变化受人为控制,继而引起景观格局变化,从而影响越冬候鸟生境。为探究水位波动对越冬候鸟生境影响规律,基于Landsat-8(OLI)多光谱遥感影像对升金湖土地利用类型进行分类,结合水位数据和候鸟种群特征数据,选取景观斑块谱特征指数并对其分级,分析不同水文期升金湖湿地水位变化规律,探索湿地景观斑块谱特征时空变化特征,探究不同水文时期自然湿地景观格局和越冬候鸟生境变化规律。结果表明:空间上该区域丰水期大斑块面积占优,枯水期中等斑块面积达到峰值,在退水期和枯水期景观格局分布良好,景观整体表现出大斑块面积占优、数量较少且形状复杂,小斑块分布分散、数量巨大且形状规则,中小型斑块面积均匀,形状各异。时间上景观格局随水位变化,斑块总数随水位升高先增后降,小斑块数量变化最大且稳定性差易受水位波动影响;水位对大斑块形状指数影响较大,水位升高大斑块形状趋于复杂化,涨水期和丰水期大斑块形状指数最大,趋于狭长式分布,景观边缘效应趋于明显,内部结构异质性降低;四个水文期香浓多样性指数分别为1.7542(涨水期)、1.5717(丰水期)、1.7623(退水期)、1.7901(枯水期),香浓多样性指数减小,景观类型多样性趋于单一。越冬候鸟生境面积与水位高低呈负相关,草滩地、泥滩地和芦苇滩地三种类型面积此消彼长并长期处于平衡状态,草滩地面积在生境面积中占比最高起主导作用(68.01%),总体生境面积在候鸟越冬末期(枯水期)达到峰值,利于越冬候鸟觅食等行为活动。基于此,建议在越冬候鸟前期(8月—翌年1月)通过控水闸人为调控升金湖水位,使各生境类型面积增加,为越冬候鸟提供优质生境。

基于遥感协同数据对岩性进行监督分类——以阿尔金西段江格勒萨依地区为例

阿尔金西段高压变质带是地质科学研究热门地区,而江格勒萨依地区又是深入探索该地区的重要前沿基地之一,考虑到该区自然地理环境,无法实地进行细致调查,因此遥感地质调查成为重要手段。收集光谱分辨率居中的Landsat-8数据和空间分辨率相对较高的Worldview-2数据,并以Landsat-8数据光谱特征和Worldview-2数据纹理特征为主辅以Worldview-2数据光谱特征进行协同得到协同数据,通过对原始数据和协同数据进行最大似然法监督分类,得到该地区中生代沉积岩及前寒武变质岩分类结果,验证表明协同数据分类总体精度较高,监督分类方法在阿尔金西段地质调查过程中具有推广的可能性。

基于landsat 8OLI的黔中马尾松蓄积量估测模型研究

利用Landsat-8OLI遥感数据及样地郁闭度作为变量因子,为解决变量间的多重共线性问题,运用主成分回归分析法,建立了黔中马尾松蓄积量估测模型,并进行了精度验证,研究表明:其总体精度为78.68%,可为中尺度马尾松林分蓄积量估测提供参考,为区域林业经营活动提供依据。

基于Landsat-8 OLI和GF-1 PMS数据融合的铁染蚀变信息提取

通过对Landsat-8OLI的多光谱波段与GF-1PMS的全色波段进行数据融合,并基于融合后的数据,利用主成分分析法对研究区的铁染蚀变信息进行了提取。为了验证融合后的数据在矿化信息提取中的优势,将数据融合前后分别提取的铁染蚀变信息结果进行了对比分析。结果表明:基于融合后的数据比不进行融合的数据能够提取更丰富的蚀变信息,尤其是对微小特征的提取效果更好。

LANDSAT-8卫星影像长条带数据处理

目的 LANDSAT-8卫星发射以来,美国地质调查局(USGS)向全球发布WRS(world reference system)分幅体系下的标准景产品,该产品覆盖区域较小。针对面向区域遥感应用需要较大覆盖范围长条带卫星影像的问题,提出一种长条带数据处理方法。方法长条带处理分为预处理、辐射校正和几何校正3个部分,包含了预处理、长条带数据辐射一致性纠正和姿轨数据精化等过程,解决了长条带影像处理的关键技术。结果利用3组LANDSAT-8数据进行实验,本文方法处理得到的长条带影像,辐射均一性得到提高,整体精度同单幅标准景产品的精度相当,且效率较传统的分景处理再镶嵌的方式提高了45.9%。结论本文LANDSAT-8长条带处理方法能够得到高质量的长条带影像,且处理效率较高,能够有效满足大区域遥感应用的数据需求。

基于通用分裂窗算法和Landsat-8数据的地表温度反演研究

基于通用分裂窗算法和Landsat-8数据开展地表温度(Land Surface Temperature,LST)反演研究。首先,使用MODTRAN和SeeBor V5数据库开展辐射传输模拟,建立LST与Landsat-8热红外传感器(Thermal InfraRed Sensor,TIRS)第10(10.9μm)和11波段(12.0μm)观测亮温、地表比辐射率(Land Surface Emissivities,LSEs)、观测角度和总可降水量(Total Precipitable Water,TPW)之间的关系。其次,对模拟数据进行分组,用多元线性回归求解算法系数,并进行敏感性分析。然后,从经过交叉辐射定标的晴空Landsat-8数据反演得到LST,其中LSEs从Landsat-8陆地成像仪(Operational Land Imager,OLI)数据估算,TPW从欧洲中尺度天气预报中心再分析数据提取。最后,用Terra卫星中分辨率成像光谱仪的LST/比辐射率产品(MOD11_L2 V5)对反演结果进行验证。该算法能够较精确地从Landsat-8数据反演LST,主要误差源自LSEs和TPW的不确定性,对LSEs和TPW纠正前后的误差分别为-0.64±0.81K和0.10±0.68K。

GF-1、GF-2与Landsat-8卫星多光谱数据的交互对比

基于两组敦煌定标场的GF-1 PMS2、GF-2 PMS1与Landsat-8 OLI(operational land imager)同步影像,对3种传感器之间表观反射率数据的一致性进行交互对比。结果表明,两颗国产高分卫星的表观反射率数据具有很高的一致性,但它们与Landsat-8数据之间存在着一定的差异,其中尤以近红外波段的差异最为明显。在可见光波段,3种传感器的信号强度关系为:GF-2 PMS1>GF-1 PMS2>Landsat-8 OLI,在近红外波段的关系为:Landsat-8 OLI>GF-1 PMS2>GF-2 PMS1。试验结果表明,所提出的数据转换模型能够有效地降低两种国产高分卫星传感器与Landsat-8 OLI在近红外波段的明显差异,且当选择与被转换影像地物比例一致性较高的模型进行转换时,转换精度能够进一步提高。

基于Landsat 8的全球精选遥感数据集汇聚方法

空间对地观测技术为地球系统科学研究提供了多时相、宽覆盖、立体化的遥感数据资源,使对地球系统行为的观测、理解、模拟及预测变为可能。然而,如何从海量数据资源中及时有效地获取信息也成为日渐凸显的问题。现有遥感数据服务系统的检索结果冗余度高,既无法直接满足用户多样化需求,也增加了高质量数据清洗成本。为此,基于2017年全球Landsat 8卫星元数据检索信息,建立由空间完整性、时间邻近性及云覆盖量3个专有指标组成的质量评价体系,设计满足最简化和定制化需求的精选遥感数据集汇聚方法。实验结果表明:该方法在不改变现有遥感数据服务系统的同时提高数据的检索效率和精度。

基于GlobeLand30的智能解译样本动态制备方法

从影像特征相似性出发研究基于Landsat-8影像相似性的智能解译样本动态制备方法,构造光谱相似度、纹理相似度、空间邻近度3种样本集选择方法。基于相同的U-Net+EfficientNet-B3语义分割网络,对比了根据3种测度下选择的样本影像所制备的样本集对总体分类精度的影响。结果表明,从历史成果数据中选择样本影像用于模型训练,是提高分类精度的有效方法;在3种样本影像选择策略中,空间邻近度可得到精度最高、方差最小的分类结果;历史成果数据中的错误标签会导致智能模型精度降低。

基于Landsat-8时空数据的水体指数分析

为分析4种水体指数(NDWI、MNDWI、RNDWI和EWI)在水体提取效果中的差异,本文以Landsat-8长时间序列影像为实验数据,从宁夏自治区内长约150km的黄河水域均匀采样73个样本点,分别从辐射校正对水体指数的影响、不同水体指数下的水体提取精度和不同时间对水体提取的影响等3方面进行实验分析。结果表明,(1)Landsat-8采用DN值计算水体指数更加稳定,如不做大气校正,可直接使用DN值进行求解水体指数;(2)NDWI和EWI两类水体指数的均方差较小,且在不同时相中表现的更稳定;(3)NDWI集中于0~0.2之间,在不同季节波动最小,在4种水体指数中是比较合适的选择。

中高分辨率地表反照率反演算法

为了在中高分辨率地表反照率遥感反演算法中体现地表反射各向异性特征,以两景Landsat-8地表反射率数据为例,利用在时空对应的MODISBRDF产品中提取的地表反射各向异性先验知识,反演得到30 m空间分辨率的地表反照率产品,并将结果与朗伯假设地表反照率和地面站点实测反照率数据进行比较.结果表明:(1)基于朗伯假设所得地表反照率与地表实测反照率存在明显差异,这种差异会随太阳天顶角的变化而变化,最大相对差异约为4%;(2)基于MODIS BRDF产品提取的地表反射各向异性先验知识可以较好地改善地表反照率的反演精度,与地面实测数据具有更好的一致性.

湖南长城岭-凤凰山地区遥感蚀变信息提取与成矿预测

长城岭-凤凰山地区位于湘南多金属矿集区,找矿前景较好。通过Landsat-8遥感影像解译长城岭-凤凰山一带的线环结构,发现长城岭“Ф”型构造特征;根据实测围岩蚀变光谱特征,选用主成分分析法和比值+主成分分析法,基于landsat-8 OLI数据提取了长城岭-凤凰山地区铁染、羟基及硅化蚀变异常信息,基于Worldview-Ⅱ数据提取背首凤凰山地区铁染蚀变异常信息。经野外验证及多元地学信息对比证实蚀变提取结果的准确性,比值+主成分分析法具有更好的提取效果,高分辨率影像提取该区蚀变信息具有更高的精度,并圈定了成矿远景区。