一种基于Landsat 8 OLI影像的水体信息提取方法研究

提出一种基于Landsat 8 OLI影像提取水体信息的斜率比值法(SR),比对不同方法、不同类型水体和不同季节影像的数据,结果表明:SR法相比归一化差异水体指数法(NDWI)和改进的归一化差异水体指数法(MNDWI),水体信息提取精度更高,且对阈值精确度的要求低,阈值一般设定为2.0;SR法适用于清澈水体、浑浊水体、浅水河滩等水体,对河流干流和较大支流的提取精度达到99%,细小支流、沟渠的提取精度为66%,面积较小的水体提取精度为65%;在冬季太阳高度角较低时,SR也能较好地去除阴影。

利用遥感技术提取水体面积时水体类型对阈值的影响

阈值法是利用遥感技术提取水体面积的主要方法。阈值的确定受多种因素的影响。利用归一化差异水体指数(MNDWI)结合阈值法,对淮河中游局部区域的ETM+影像进行水体提取实验。通过分析不同类型水体DN值-面积曲线变化,结果显示:①不同的水体,阈值不同;②面积较大,水陆界限明显的水体,阈值的取得是在曲线变化较平缓的区间;③水陆过渡不明显的水体和城市中面积较小的水体,DN值取阈值后,曲线仍然快速递增。表明通过遥感技术提取水体时,阈值法适用于面积较大,水陆界限明显的水体。

全卷积神经网络用于遥感影像水体提取

提出了一种全卷积神经网络模型用于遥感影像的水体目标提取的方法,介绍了全卷积神经网络的基本原理及构建3种网络模型的过程。为了分析模型效果,首先搜集带有水体的影像数据,并将这些数据标注为水体和背景两类,然后利用构建的全卷积神经网络模型进行推理和学习获取先验模型,最后对测试影像进行水体提取试验。通过与传统的基于影像光谱特征的阈值法和基于图论的Grab Cut算法提取结果进行比较,验证了本文方法的可行性。

基于ONDPI的海岸养殖池塘遥感影像提取研究

以Sentinel-2、Landsat-8卫星影像为数据源,以海岸养殖池塘为研究对象,针对养殖池塘的特点,提出了基于归一化差异池塘指数(NDPI)的面向对象结合法(ONDPI)。并以天津市某一海岸养殖区为例,与传统的水体指数结合直方图阈值分割法进行对比实验。实验表明ONDPI能够对遥感影像中的海岸养殖池塘进行有效提取,提取精度达到95%以上,优于其他方法,能够为海岸池塘养殖的规划管理提供参考数据。

不同指数法在地表水体提取中的效果比较

由于遥感技术能够快速、高效地获取地表水体的时空分布特征,目前基于影像提取内陆水体的方法很多,但针对不同类型的水域,哪一种方法提取效果更好,是值得探讨的问题。以天健湖、须水河和黄河郑州段3个水域为研究对象,基于GF-2,Landsat8,SPOT5卫星影像,采用水体、植被指数法等几种方法提取水域部分。通过分析提取效果,得出:对于水体较浅的天健湖,无论是GF-2还是Landsat8影像,提取效果较好的方法是水体指数法,提取效果较差的均为单波段阈值法;对于相对较深的须水河,无论是GF-2还是Landsat8影像,提取效果较好的方法是植被指数法,提取效果较差的均为单波段阈值法;对于含沙量较大、有细小水体的黄河水域,提取效果相对较好的是水体指数法,较差的是单波段阈值法和植被指数法。表明:在基于影像提取水体时,首先应弄清水域的情况,以采用相应的遥感指数。

1987～2016年红崖山水库面积时空变化分析

【目的】红崖山水库是亚洲最大的沙漠水库,对水库的水域变化进行监测与评估,目的在于保障水库调水能力和评估民勤绿洲水资源承载能力.【方法】利用收集的1987~2016年间95景Landsat TM/OLI影像和2景GF-1卫星遥感影像,选用基于阈值分割的改进归一化差异水体指数法(MNDWI),对红崖山水库近30a的水域动态信息进行提取.【结果】红崖山水库水域面积变化具有明显的季节性,水库水域面积总体呈现波动上升趋势,1987~1991年先下降,平均每年减少约2.1km^2;1991~1997年先上升后下降,期间水域面积总体增加,即由1991年的7.85km^2增加到1997年的11.44km^2,增加了3.59km^2;1997~2009年面积再次出现以2006年为转折点的先升后降的倒"V"型变化,即从1997年的11.44km^2增加到2006年的21.37km^2,再降到2009年的9.84km^2;2009~2016年间水域面积再次波动上升,上升了10.71km^2,其年际变化总体呈"W"型趋势.【结论】定期的农业灌溉、长期的扩建加固工程及人工增雨增雪是影响水库水域面积月际和年际变化的主要原因,人口数量下降和产业结构调整是间接影响因素.

基于天绘一号的匹配生长水体提取方法

以国产天绘一号01星多光谱4波段影像为数据源,针对大范围水体提取难度大的问题,提出基于归一化水体指数(NDWI)和单波段阈值法的匹配生长算法。采用NDWI水体指数法提取完整的海洋水体和内陆部分水体,将内陆部分水体与单波段阈值对应位置完整的水体做匹配,再通过连通区提取、掩膜运算获得完整的水体分割二值图。采用两景遥感影像(大连和芝罘)进行实验,并与经典水体提取算法进行对比分析。实验结果表明:该法总体精度在90%左右,Kappa系数在0.8左右,对经典提取算法有了显著改善。在大范围提取水体信息时效果较好,提取水体的同时能有效减少陆地阴影造成的干扰,在海陆边界处,陆地轮廓清晰,较好的将陆地和海洋分割开来。

基于高分一号卫星遥感数据的复杂水体信息提取方法研究

以山东省微山县为研究区,高分一号卫星遥感影像为数据源,基于单波段阈值法、归一化水体指数法与决策树法对复杂水体信息进行提取,采用人工目视解译的水体信息作为真值,统计3种方法的漏提率、误提率和提取精度;采用混淆矩阵验证3种方法对不同类型的水体的提取精度。结果表明,3种方法均可应用于水体信息提取,按提取精度由高到低的顺序是决策树法(98.7672%)、单波段阈值法(98.1526%)、归一化水体指数法(95.2977%)。

基于多源遥感数据提取密云水库水体的方法效果探究

遥感技术已在农业、林业、地质、海洋、气象、水文、军事、环保等领域得到广泛且深入的应用,利用遥感影像提取水体是其最重要的应用之一。本文以北京市密云区的密云水库为研究对象,基于Landsat8和Sentinel-2卫星影像,运用单波段阈值法、归一化水体指数法、改进后的归一化水体指数法、阴影水体指数法、归一化植被指数法5种提取方法,比较不同数据源与不同方法的提取结果。结果表明,基于Sentinel-2卫星影像的改进后归一化水体指数法提取效果最佳,基于Landsat8和Sentinel-2卫星影像的单波段阈值法和阴影水体指数法提取效果均较差。

基于高分遥感影像的水体面积真实性检验研究

高分系列遥感影像由于其高空间分辨率的特性,被广泛应用于各类服务中。文章基于高分可见光系列遥感影像(包括高分一号、高分二号以及高分四号)和无人机影像利用归一化水体指数(Normalized Difference Water Index, NDWI)进行实验,计算分析高分可见光系列影像水体提取准确度。结果表明:不同分辨率的相近时相影像分辨率越低,则水体提取的准确率越低,水体提取的准确性主要取决于水体边界范围的划取,不同时相同一分辨率的影像水体提取的准确率无明显差别,无人机影像与高分影像水体提取准确度相近。