基于TM/OLI影像的肥东县土地利用变化及预测分析

以合肥市肥东县2008年Landsat5 TM影像和2013年、2018年Landsat8 OLI影像为数据源,采用最大似然法、马氏距离法、最小距离法、支持向量机法依次进行土地利用分类与信息提取,最终选择平均总体精度高达96.88%、平均kappa系数为0.95的支持向量机法为研究工具。从土地利用面积变化、单一土地利用动态度、土地利用状态指数等方面分析研究区土地利用的动态变化情况。结果表明肥东县土地利用类型主要是耕地和建设用地,且近10年来,耕地面积不断减少,建设用地呈集中性的趋势增加,植被和水域的变化相对不明显。并利用GM(1,1)模型预测2023年该县植被、水域、耕地和建筑用地面积值分别为70.3228 km^(2)、244.8718 km^(2)、924.6914 km^(2)、975.0727 km^(2)。

基于Landsat TM/OLI影像的哈尔滨市植被覆盖度与景观格局动态变化分析

以哈尔滨市为研究对象,依据2004、2010、2015、2020年Landsat TM/OLI遥感影像,利用归一化植被指数和像元二分模型方法提取该区域的植被覆盖度,结合植被覆盖度转移矩阵,分析植被覆盖度的时空动态变化。根据植被覆盖度分级结果,利用Fragstats4.2软件计算斑块面积、斑块个数、蔓延度与香农多样性指数4个景观格局指数,研究哈尔滨市景观格局的时空演变特征。结果表明,哈尔滨市2004—2020年高植被覆盖度和中高植被覆盖度的区域面积累计和分别占总面积的77.81%、72.54%、73.01%、83.31%,整体处于上升趋势。2004—2020年高植被覆盖度区域的景观百分比占据主导地位,其次是中高植被覆盖度区域,且大部分植被覆盖度区域斑块数量先增加后减少。从景观层次上,斑块聚合度降低、多样性略增加。探究哈尔滨市植被覆盖度和景观格局的动态变化,对城市规划设计和景观格局优化具有一定的指导和参考意义。

基于Landsat TM/OLI的福建省木兰溪流域生态系统格局及其变化评估

基于1994—2020年间的6期Landsat TM/OLI影像,分析木兰溪流域生态系统格局及其变化情况.结果表明:木兰溪流域最主要的生态系统类型为森林、农田与城镇三类生态系统,共占木兰溪流域总面积的92.87%.其中,森林生态系统占54.64%,面积为929.39 km^(2).1994—2020年,各类生态系统间存在不同程度的相互转化,基本为净转出,其中草地、灌丛生态系统转出量较大(分别为58.35%、33.13%),仅有城镇生态系统为净转入(257.28%),增加面积214.34 km^(2),主要来自农田、森林和草地生态系统.总体而言,1994—2020年木兰溪流域生态系统格局基本保持稳定,城镇生态系统的大量增加与灌丛、草地生态系统的减少,反映了木兰溪流域生态环境与城市化、经济社会发展之间的紧密联系,更加强调了在保护生态环境的前提下实现可持续发展的重要性.

Landsat 5 MSS和TM地表反射率和植被指数一致性分析与纠正

基于PROSAIL模型模拟数据,分析Landsat 5 MSS和TM地表反射率及4种植被指数(NDVI,EVI2,SAVI和OSAVI)的一致性并提出纠正方法,最后使用真实的MSS和TM数据进行验证。本文进一步讨论了大气因素对二者植被指数之间的一致性的影响。研究结果表明,对于地表反射率,线性回归模型和多元线性回归模型可以将基于模拟数据计算得到的Landsat MSS等效反射率数据较为理想地纠正至Landsat TM波段上,但对于真实MSS遥感数据,反射率纠正模型在MSS传感器的绿光、红光和近红外2波段上效果不明显;对于植被指数一致性和纠正问题,使用MSS红光波段和近红外1波段先计算植被指数再使用线性回归模型进行纠正不论在模拟数据还是真实数据上均取得了最好的效果;植被指数的一致性容易受大气参数中气溶胶光学厚度估算误差影响,而受到水汽柱浓度估算误差的影响较小。

基于Landsat TM/ETM+/OLI遥感大数据分析南京市1984—2015年大气能见度变化趋势

对南京市1984-2015年Landsat4／5／7／8卫星TM／ETM＋／OLI传感器获取的遥感数据，利用ENVI遥感软件的FLAASH大气校正模块，进行了区域大气能见度（VIS）遥感反演。结果表明，时间跨度达30余年的Landsat卫星遥感数据影像序列反演的VIS呈明显的下降趋势，20世纪80年代数值较高，“差”能见度（〈10kin）的观测率不到6％，21世纪以来VIS下降明显，“差”能见度的观测率为20％-25％。与2010-2015年南京市PM10、PM2.5监测数据进行了对比，在城市空气清洁及污染较轻时，星地监测结果有较好的一致性，但中到重污染天气时FLAASH算法反演VIS偏高，侧重于代表离主城区距离远的偏远乡野山林地区的能见度状况。

基于TM和OLI数据的近10年云南文山三七种植区遥感提取与变化分析

以云南省文山州2010、2015及2019年冬末春初的12景TM/OLI影像、DEM等为数据源,将遥感监督分类法与基于阈值的决策树分类法相结合,提取文山州多时点三七种植区的空间分布信息,在此基础上,使用探索性数据分析、地图分析等方法探索研究区近10年三七种植区在空间上的变化转移规律。结果表明:(1)基于TM/OLI影像、DEM等多源数据,综合考虑三七种植区特殊影像光谱特征、生境特征等,将监督分类法与基于阈值的决策树分类法相结合,可以快速对三七种植区空间分布信息进行提取,且结果的精度较高,能够满足研究、应用等的要求;(2)三七种植模式上,呈现由小规模农户零散种植模式向大规模连片集中产业化种植模式转变;(3)三七种植区在水平分布上呈现出了由西部向西北、西南部及中部等扩张的特征;在海拔分布上呈现出向1200 m以下低海拔、2000 m以上高海拔地区扩展的特征;在坡度分布上呈现逐步向地势起伏更大的区域扩展延伸态势;在坡向分布上则呈现由阴坡面集中种植向阳坡及半阴坡面集中种植转移的趋势;(4)近10年云南文山三七种植区分布所呈现的时空变化特征,主要是受到了三七种植连作障碍的影响。

基于Landsat TM/OLI影像的寿光市盐田信息提取与动态变化分析

寿光市是我国重要的海盐生产基地,亟需选取典型数据对其在体量及空间分布格局发生的显著变化进行分析与管理。以Landsat TM/OLI遥感影像及土地利用现状图为基础数据源,结合野外实地调查形成的专家先验知识,对研究区1985、1995、2005和2015年4期遥感影像图进行监督分类及处理,并利用土地利用转移矩阵监测寿光市30年间盐田面积动态变化,对影响其变化的主要驱动因素进行了分析与讨论。结果表明:研究区土地利用分类结果精度较高,总体精度高于85%,Kappa系数大于0.80。研究期间寿光市盐田面积增加19503.72 hm^2,年均增长率为3.68%,整体表现出先增后减的变化趋势。1985—1995年,盐田面积迅速增加,年增长率为12.13%;1995—2005年间,年增长速率急剧降低,仅为1.35%;2005—2015年间,盐田面积表现为负增长,年增长率为-1.63%。研究期内增加的盐田主要来源于滩涂、沿海水域和草地,而减少的盐田主要复垦为耕地和建设用地。研究结果可为寿光市乃至山东省滨海盐田的科学管理与利用、废弃盐田的复垦与湿地恢复提供理论与数据参考。

基于TM和OLI的鞍山城区南部土地利用/覆盖时空变化研究

以鞍山市城区南部为例,选取Landsat5 TM数据及Landat8 OLI数据,利用ArcGIS10.2和ENVI5.1软件,采用监督分类及GIS空间分析方法,并结合DEM及TM的派生数据,对其结果进行修正,分析2006、2010及2013年的土地利用/覆盖变化情况。结果表明,利用多时项的遥感数据的解译结果,有助于对矿山生态环境变化进行动态监测,同时能够反映出研究区各类用地面积的变化。

基于TM与OLI影像的石家庄市土地利用变化分析

为了了解近年来石家庄土地利用变化趋势,基于Landsat TM/OLI影像数据,运用ENVI空间分析与土地利用动态度模型对石家庄1987-2015年的土地利用时空变化特征进行了分析。结果表明,高密度建筑用地面积从1987年的24.51km^2扩张到2015年的168.44km^2,低密度建筑用地面积从92.22km^2减少到86.93km^2,绿地面积从250.78km^2下降到111.29km^2;各土地类型变化差异显著,石家庄单一土地利用动态度在-4%~14%之间,各时间段综合土地利用动态度分别为0.16%、0.32%和0.38%;人口增加、经济增长和人民生活水平提高是导致石家庄土地利用变化的主要原因。

基于TM和OLI数据山西省潞城市土地利用动态变化分析与预测

以1995年、2000年、2005年和2010年4期TM影像与2015年OLI影像为数据源,首先采用决策树分类算法(classification and regression tree,CART),提取山西省潞城市的土地利用信息,并进行精度评价;其次,利用土地利用变化幅度、单一土地利用动态度和土地利用程度变化综合指数等分析其土地利用的动态变化情况;然后,利用前4期数据预测2015年居民地面积,并与实际数据对比,验证GM(1,1)模型有效性;最后,利用GM(1,1)模型预测2020年的土地利用类型情况。研究结果表明,研究区土地利用动态变化情况中,林地与居民地面积增加,耕地与未利用地面积减少,水域基本保持不变;开发利用程度属于中等;土地利用结构基本保持不变;2020年研究区内耕地面积预测值为22 759.32 hm^2,居民地面积预测值为8 854.76 hm^2。

基于LandsatTM/OLI数据的吐鲁番绿洲土地利用/覆被变化研究

[目的]运用3S技术研究1990-2015年吐鲁番地区土地利用/覆被变化情况。[方法]以吐鲁番地区1990年landsat5 TM影像及2015年landsat8 OLI影像数据为基础，运用3S技术，基于光谱特征的最大似然监督分类法和人机交互式目视解译方法，获取1990、2015年吐鲁番绿洲土地利用类型数据。最后运用土地利用格局变化指标分析方法及空间转移矩阵方法，探讨了1990-2015年吐鲁番绿洲土地资源的结构特点和变化规律。[结果]吐鲁番绿洲呈扩大趋势，绿洲面积增加，未利用地减少。其中，耕地、草地、园林地面积增加显著，裸地和盐碱地面积减少，沙地面积小幅增加。绿洲区域内建设用地和水域面积增加，但绿洲外围的尾闾湖—艾丁湖却呈萎缩趋势。[结论]该研究为吐鲁番地区生态环境保护提供了基础数据与科学依据。

LandSat TM/OLI遥感影像在玛多县近30年小型湖泊面积监测中的应用

气候变化会引起一系列的生态问题,其中湖泊面积变化是其问题之一。采集1990~2018年近30年间的LandSat TM/OLI遥感影像,以玛多县小型湖泊星星海、阿涌吾儿马错、龙日阿错、阿涌该马错为研究区,利用改进后的归一化水体指数对玛多县小型湖泊进行水体的提取。借助湖泊变化幅度以及湖泊演变强度等指数,综合分析了玛多县小型湖泊面积的变化趋势。研究结果表明:玛多县小型湖泊无论是单独的湖泊面积还是年湖泊面积的总和,都遵循缓慢波动逐年减少的趋势,并且都是呈现先减少后增加最后又趋于减少的趋势。

1973-2013年红碱淖水域水质变化及驱动力分析

对1973-2013年8期Landsat MSS、TM、ETM^+、OLI影像进行了辐射定标、大气校正、辐射归一化和波段运算等处理;利用归一化差值植被指数(NDVI),分期提取了红碱淖水域面积,分析了湖水水质及红碱淖周围植被变化.研究表明:40 a间红碱淖水域面积呈阶段性萎缩趋势,1990s后萎缩速率加剧,水域面积总体缩小45.7%;湖区周边NDVI波动性增加显示了水退草进的变化趋势;湖面NDVI值的骤增,暗示叶绿素a或悬浮物浓度增加,间接表明湖区水质变差.根据40 a来水域面积变化,红碱淖的演变进程可依据湖泊面积动态度划分为稳定期(1973-1994年)和萎缩期(1994-2013年)两个阶段,气候暖干化是影响稳定期(1973 1994年)湖泊变化的主要因素,在萎缩期(1994-2013年)气候暖干化叠加人类活动是湖泊水量减少和水质变差的诱因,高强度的人为干扰如人工筑坝、灌溉耗水和煤炭开采是红碱淖水域面积锐减的主要原因.

基于影像光谱库的遥感波段模拟方法研究

针对常规的"影像-影像"多光谱影像波段模拟模型对研究区参考影像的依赖和随机性采样带来的模型不稳定问题以及"光谱库-影像"波段模拟模型中光谱库在类别、时间和空间上的不完善导致模型缺乏适用性问题,本文提出了基于影像光谱库的波段模拟方法。首先对与待模拟影像具有相似类别组成的参考影像进行光谱聚类,然后对各个光谱类别进行采样,形成影像光谱库,接着提取光谱库中的等量类别样本训练BP神经网络(BPN)回归模型,最后利用BPN模拟目标影像的波段。实验结果表明:该方法能够更为精确的模拟出TM蓝波段,其模拟均方根误差(RMSE)较"光谱库-影像"模型提高了1.3,较"影像-影像"模型提高了0.6,与"影像-影像"和"光谱库-影像"模型相比,该方法更加稳定可靠;该方法能够成功的应用到SPOT和MSS的蓝波段的模拟中并取到较好的效果。

基于多源数据的云贵高原湖泊水体提取方法对比研究

选取云南省内典型的高原湖泊——滇池、洱海为研究区,以TM影像、OLI影像与GF-1影像为数据源.对于TM和OLI影像,采用NDWI、MNDWI、EWI、NWI和AWEIsh指数法提取水体,结果表明五种方法均提取出水体轮廓,AWEIsh对滇池水体的提取效果最好,提取水体完整,并有效抑制了山体阴影,其总体精度为91.71%,Kappa系数为0.88;EWI与AWEIsh对洱海水体提取效果较好,水体边界清晰,周边细小水体没有漏提,并且有效抑制了阴影及云层,其总体精度达到90%以上,Kappa系数分别为0.87和0.88.对于GF-1影像,采用单波段阈值、多波段谱间关系、NDWI、SWI指数法提取滇池流域的水体,对四种方法提取结果进行对比,结果表明NDWI法的提取效果最好,水体信息提取完整、边界清晰,有效抑制了阴影的影响,其总体精度为90.36%,Kappa系数为0.82.

山地城市裸地时空变化的热环境响应特征研究

裸地被认为是导致城市热岛效应的下垫面之一,然而以往研究对于裸地在热岛效应中的贡献度仍缺乏定量刻画。以2005年、2011年和2017年3期Landsat TM/OLI遥感影像为数据源,以西南山地城市绵阳市为研究区,通过反演土地利用/土地覆被变化过程中地表温度响应特征,构建裸地热岛效应贡献度指数,分析了在城市化进程中裸地时空变化的地表热环境响应特征。主要结论有:①2005—2017年间,裸地占整个研究区面积最低为4.73%(即2005年的53.98 km 2),最高为6.34%(即2011年的72.28 km 2),12 a间总面积减少了5.54 km 2,城市开发区、城乡过渡带以及沿新建道路是裸地集中分布区;②2005—2017年间,随着裸地斑块的空间集聚,高密度区裸地地表温度显著高于低密度区,但地形(高程、坡度、坡向),斑块面积和形状等对裸地地表温度的影响不显著;③2005—2017年间,裸地与农村地区地表温度的绝对差由1.73℃增加到2.12℃,低于同时期城市不渗水面与农村区域的地表温度差(3.07~3.23℃),裸地对区域热岛效应的贡献度由34%(2005年)增长到37%(2011年),最后又下降至20%(2017年)。研究结果可为评估城市裸地要素的热场时空变化特征、缓解城市热岛效应提供科学依据。

湖北省四湖地区湖泊水域近期变迁的遥感应用研究

利用不同时期的ＬａｎｄｓａｔＭＳＳ和ＴＭ图像对本世纪５０年代以来研究区湖泊水域的面积变化进行了研究。结果表明，该区湖泊面积持续减少；５０年代初期至７０年代末期期间的减幅远大于８０年代以来的减幅。湖泊减少的原因，首推人类活动，自然因素也起到了重要作用。在调查研究的基础上，对合理利用与保护湖泊资源的对策进行了探讨。

吉林省大安市近50年土地盐碱化时空动态及成因分析

以GIS技术为支撑,基于地形图和MSS、TM影像,从数量、类型、空间分布及重心转移几个方面进行了大安市盐碱地景观的动态变化及成因分析。结果表明,近50年来,大安市盐碱地面积共增加了7 41×104hm2。在盐碱地的整个消长过程中,草地和盐碱地的类型转换最为频繁。由于盐碱地增长的区域差异,近50年来,大安市盐碱地重心向西南偏移了18 19km。大安市盐碱化的不断增加是自然因素和人类活动共同作用的结果,但不同影响因素对盐碱地增长的影响具有一定的区域差异性。南部对气候的敏感程度远大于北部,而人类活动在西北部盐碱化发展的过程中则起着越来越重要的作用。

Landsat卫星不同分辨率影像的分级几何校正比较研究

以快速、准确地对Landsat卫星的系列影像几何精校正为研究内容,以长江口附近为研究区域,先用地形图对高空间分辨率影像几何精校正,后用该影像对低分辨率影像进行校正。研究结果表明:用校正好的高空间分辨率影像ETM+-Pan对低空间分辨率影像进行校正,具有较好的效果;而相同空间分辨率的影像(如ETM+-MULTI和TM)之间一般不适宜相互进行校正。

基于长时间序列landsat数据的科尔沁沙地土地利用演变分析

以科尔沁沙地沙丘—草甸过渡带区域主要土地覆被类型为研究对象,以1987—2017年多时相Landsat TM/OLI遥感影像解译分类为基础,参考生态学植被演替研究方法,系统分析研究区30年来的土地利用/覆被动态演变规律,研究结果表明:(1)决策树法在复杂下垫面不同覆被类型的同步识别效果较好,所有影像分类精度均达到88%以上,分类效果较好,其中2017年分类精度最高为95.24%,达到了分类研究的要求;(2)研究区存在着"半灌丛-草甸地-灌丛"的植被结构特征,且整体表现为"南进北退"的变化趋势。结合土地利用动态度分析结果表明人类活动干涉下,研究区整体上遵循了半干旱区植被条件改善的一般规律,侧面反映该研究区域生态环境的持续不稳定性和脆弱性;(3)研究区覆被类型发生变化的总面积达到2623.59 hm^(2),总变化强度为63.76%。其中正向演替的比例为52.61%,以半灌丛面积的持续减小与沙地草甸面积的持续扩张为主要变化特征。但同时,半灌丛转为沙地的面积为184.95 hm^(2),表明以放牧为主的研究区同时发生着局部的逆行演变;(4)质心迁移结果反映了1987—2017年间,除人为影响较大的林地、草地以及耕地向北迁移外,其他植被类型的质心都有很明显的南迁,主要植被类型重心迁移距离依次由大到小为耕地>半灌丛>灌丛>沙地草甸>湿地草甸>林地。研究通过记录科尔沁沙地连续扩展的时空模式,展示了遥感—生态和时间序列影像在30 m分辨率下跟踪土地利用/覆被变化的潜力,为提高干旱半干旱区土地利用情况的动态监测效率,开展土地利用/覆被动态演变研究提供参考。