利用最小交叉熵的多时相影像变化检测

针对目前多时相遥感影像变化检测中缺少有效的确定变化阈值方法的问题,文章提出一种基于最小交叉熵的方法:采用中值滤波方法分别消除两个时相遥感影像中的噪声;将比值法和差值法融合构造两个时相遥感影像的差异影像;通过最小交叉熵确定差异影像的最佳变化阈值,并对差异影像进行分割得到变化区域;最后对变化检测精度进行评估。实验结果表明,提出的方法具有较高的检测精度,是一种有效的多时相遥感影像变化检测方法。     

面向对象的多特征分级CVA遥感影像变化检测

变化矢量分析CVA方法在中低分辨率遥感影像变化检测中已得到广泛应用,但由于高分辨率遥感影像存在不同地物尺度差异大、不同类别地物光谱相互重叠的问题,因此对于高分影像的变化检测具有局限性。为提高高分影像变化检测精度,提出了一种面向对象的多特征分级CVA变化检测方法,首先,利用基于区域邻接图的影像分割方法分别对两时相遥感影像进行多尺度分割,提取分割图斑的光谱、纹理和形状特征;然后,在各级尺度下,分别运用随机森林方法进行特征选择,计算CVA变化强度图;最后,根据信息熵对多级变化强度图进行自适应融合,利用Otsu阈值法检测变化区域,并与仅考虑光谱特征的分级CVA变化检测方法、像元级多特征CVA变化检测方法以及仅考虑光谱特征的像元级CVA变化检测方法进行比较分析。实验表明:与比较方法相比,本文方法的变化检测精度较高,误检率和漏检率较低。     

联合显著性和多方法差异影像融合的遥感影像变化检测

针对高空间分辨率遥感影像地物复杂、传统变化检测方法漏检率高的问题,提出了一种联合显著性和多方法差异影像融合的多时相遥感影像变化检测方法。选取3组双时相高空间分辨率遥感影像作为实验数据,首先分别采用变化矢量分析(change vector analysis,CVA)和光谱斜率差异(spectral gradient difference,SGD)两种方法对两个时相遥感影像进行对应的差异影像构造;然后通过基于聚类的联合显著性方法分别获取两幅差异影像的联合显著性图;最后,将两幅联合显著性图进行融合得到联合显著性差异图,并采用大津法(OTSU)对联合显著性差异图进行阈值分割和闭运算得到最终变化图。实验表明,该方法的总体精度(overall accuracy,OA)、Kappa系数和F-measure精度优于传统方法,可靠性强,具有很高的准确性。     

结合变化向量分析和直觉模糊聚类的遥感影像变化检测方法

针对多时相遥感影像变化检测存在数据不确定性、检测精度不高等问题，提出了一种结合变化向量分析（CVA）和直觉模糊C均值聚类算法（IFCM）的多时相遥感影像变化检测方法. 首先通过CVA构建两个时相遥感影像的差异影像；然后采用直觉模糊C均值聚类算法对差异影像进行聚类得出变化区域和未变化区域；最后对变化检测结果进行二值化处理并进行精度评价. 选取两个时相的高分一号遥感影像和Szada数据集影像作为实验数据. 实验结果表明，采用提出的方法可有效解决传统方法存在的数据不确定性问题，变化检测精度达到了95.92%和92.70%，是一种可行的遥感影像变化检测方法. 研究结果可用于森林动态变化监测、土地复垦利用规划变化分析以及灾损评估.      

建筑物变化的多特征融和及随机多图综合检测法

针对遥感影像建筑物变化检测过程中存在构造的差异影像凸显建筑物效果不理想 、提取训练样本质量差及分类精度低等问题,本文从差异影像构造、高质量训练样本提取及分类方法等3方面进行研究,提出一种基于多特征融合及随机多图的遥感影像建筑物变化检测方法.首先,把通过CVA获取不同时相遥感影像光谱特征差异图、纹理特征(灰度共生矩阵法)差异图及通过求差获取不同时相遥感影像形态学建筑物指数特征差异图、最佳尺度分割后的形状特征差异图按照一定比例相加来构造差异影像,从而有效凸显建筑物变化信息;然后采用构造的变分去噪模型对差异影像进行去噪处理,利用频域显著性方法获取去噪差异影像的显著性图,通过模糊c-均值算法对显著性图选取阈值得到的粗变化检测图进行预分类,从而获取高质量建筑物及非建筑物训练样本;最后,把从遥感影像及特征影像上提取建筑物和非建筑物训练样本的邻域特征引入随机多图分类模型中进行标签训练,并利用训练好的随机多图分类器对粗变化检测图进行建筑物变化检测,从而得到高精度的建筑物变化检测结果.为了验证本文方法的有效性,选择同源及多源遥感影像进行试验分析.试验结果表明,本文方法可以检测出更多建筑物变化信息及较少的非建筑物变化信息,同时Com值、Cor值及FM值也明显高于其他比较方法.     

面向类型特征的自适应阈值遥感影像变化检测

为了实现两个不同年份单时相遥感影像之间的土地覆盖变化检测，提出了一种基于土地覆盖类型特征自适应确定阈值的遥感影像变化检测方法。以2015年土地覆盖数据为基础，综合2013年和2015年Landsat 8-OLI影像数据，首先，采用时相不变点群法TIC（Temporally Invariant Cluster）保证了两期影像辐射水平的一致性。其次，对两期影像进行多尺度分割，并在各级尺度下构建分割对象的变化向量。然后，采用最大类间方差的方法分别进行单一变化阈值变化检测以及基于土地覆盖类型的多阈值变化检测分析，并利用目视解译样点进行精度验证与评价。结果表明：（1）单一阈值变化检测结果的总体精度为79.6%，Kappa系数为0.601，多阈值变化检测结果的总体精度为87.2%，Kappa系数为0.741，多阈值变化检测具有更高的精度。（2）进一步逐土地覆盖类型精度评价可知，多阈值变化检测能在一定程度上减弱物候期的影响，具有更高的稳定性。该研究以土地覆盖数据为底图，逐类别的选取变化检测阈值，提高了变化区域检测的精度，在大范围高效更新土地覆盖数据的应用中具有一定的参考价值。     

基于遥感影像的土地利用变化检测

随着遥感科学技术的发展、各种遥感数据的累加以及遥感变化检测研究的深入,基于遥感影像的土地利用变化检测手段也日新月异。本文主要阐述利用不同的遥感影像处理方法对不同影像之间的土地利用变化进行检测,同时利用影像融合对比法、影像差值法、主成分分析法(PCA法),以及影像分类法等遥感影像处理方法,对同一地区前后不同时相的土地利用变化检测效果进行精度对比,并总结出不同检测方法在不同条件下的检测效果。     

粒子群算法及多阈值指数熵的遥感影像变化检测方法研究

在遥感影像检测中,一般采用多变化阈值来提高检测精度,但会导致运算量的增加。为解决该问题,提出利用粒子群算法及多阈值指数熵的遥感影像变化检测新方法。首先采用影像差值法构造差异影像;然后提出利用粒子群和多阈值指数熵的遥感影像分割方法,并将其用于对差异影像进行分割获取变化区域;最后对选取的实验数据进行变化检测,并与基于模糊C均值、双阈值指数熵、三阈值指数熵的非监督变化检测方法进行比较。实验结果显示,提出的变化检测方法其精度为94.77%,本案方法是一种有效地、可靠的遥感影像变化检测方法。     

奇异值分解和阈值分割的遥感自适应变化检测

针对传统遥感变化检测算法中差值影像构造方法不容易提取弱变化信息,以及变化阈值需要人工干预的不足,提出一种基于奇异值分解(SVD)和最大类间方差法(OTSU)阈值分割的遥感影像变化检测算法。首先计算两期遥感影像的多波段差值影像,对其进行矢量化后所构造矩阵进行奇异值分解,并计算差值影像的变化强度,选取奇异值分解主分量投影和变化强度作为表征两期影像变化的特征量;然后通过最大类间方差法对上述两个特征量进行阈值分割,得到变化检测结果;最后通过对比实验以及精度验证,证明了该变化检测方法相比传统方法能够更精确地提取出变化信息,而且能够自适应获取分割阈值。     

一种面向地理对象的遥感影像变化检测方法

根据高空间分辨率影像上变化区域呈聚集状分布的特点,提出了一种面向地理对象的遥感影像变化检测算法。在利用Mean-Shift分割算法的基础上,获得不同时相地理对象的灰度特征信息,结合变化矢量分析,采用最大数学期望算法自动提取变化区域。以QuickBird、SPOT、TM三组不同空间分辨率的影像进行算法验证并比较了该方法与单像素变化检测算法的差异。结果表明,三组影像中面向对象的变化检测算法的检测精度分别为91.1%,87.3%和84.3%,单像素的变化检测算法检测精度分别为86.41%,82.48%和81.02%。试验结果显示面向对象的算法检测精度高于基于单像素的变化检测算法,且对高空间分辨率的影像检测效果要优于对中低空间分辨率的影像的检测效果。该算法减少了变化阈值确定中的人工干预,克服了以像素为单位的变化检测算法中由于缺少空间邻域信息而产生孤立、离散、不连通变化结果的问题,能够满足在不同土地覆盖类型下的变化检测要求,在国土资源监测中具有一定的使用价值。     

Bias in GRACE estimates of ice mass change due to accompanying sea-level change

Observations of spatio-temporal variations in the geopotential using the GRACE satellites have been used to estimate recent mass fluxes from polar ice sheets and glaciers. However, these estimates have not considered the potential bias associated with the migration of water that accompanies the ice melt. This migration is driven by the diminished gravitational attraction of the melting ice reservoir, and this migration, as well as the crustal loading it induces, will contribute to the observed geopotential anomaly. The extent to which this contribution contaminates the ice mass flux estimates depends on how far the smoothing filters applied to the GRACE data extend beyond the ice margins into the ocean. Using the Antarctic Peninsula as a case study, we estimate the magnitude of this bias for a range of melt areas and Gaussian smoothing filter radii. We conclude that GRACE estimates of ice mass loss over the Antarctic Peninsula are systematically overestimating the loss by up to 10  $\%$ for filter radii of less than 500 km.     

海河流域湿地格局变化分析

利用遥感和GIS技术,制作了海河流域1980年、1990年、2000年和2007年4期湿地分布图,分析了湿地格局变化过程与区域气候变化以及人类活动的影响.结果表明:(1)流域内天然湿地面积萎缩趋势明显,由1980年的5360 km2降至2007年的4331 km2;人工湿地面积先增加后减小,由1980年的3492 km...     

动态监测变化信息提取

在土地利用遥感动态监测变化信息提取过程中,利用自动发现方法得到的变化图斑灰度值是分布在一定范围内的,为了能高效地提取出区域变化信息,利用Photoshop图像处理技术,将变化图斑及其背景二值化,并利用本文提出的似四邻域边界矢量化算法进行自动矢量化处理.然后,对比其它方法处理得到的变化信息对提取的矢量边界进行编辑处理,提高数据室内处理精度.     

Spatial and temporal change in landslide hazard by future climate change scenarios using probabilistic-based frequency ratio model

The aims of this study were to apply, verify and compare a frequency ratio model for landslide hazards, considering future climate change and using a geographic information system in Inje, Korea. Data for the future climate change scenario (A1B), topography, soil, forest, land cover and geology were collected, processed and compiled in a spatial database. The probability of landslides in the study area in target years in the future was then calculated assuming that landslides are triggered by a daily rainfall threshold. Landslide hazard maps were developed for the two study areas, and the frequency ratio for one area was applied to the other area as a cross-check of methodological validity. Verification results for the target years in the future were 82.32–84.69%. The study results, showing landslide hazards in future years, can be used to help develop landslide management plans.     

A framework for automated change detection system

To enhance the ability of remote sensing system to provide accurate, timely, and complete geo-spatial information at regional or global scale, an automated change detection system has been and will continue to be one of the important and challenging problems in remote sensing. In this paper, the authors propose a framework for automated change detection system at landscape level using various geo-spatial data sources including multi-sensor remotely sensed imagery and ancillary data layers. In this framework, database is the central part and some associated techniques are discussed. These techniques includes five subsystems: automated feature-based image registration, automated change finding, automated change feature extraction and identification, intelligent change recognition, change accuracy assessment and database updating and visualization.     

中国湿地变化的驱动力分析

在全球气候变化及中国社会经济迅速发展的背景下,为了解中国湿地分布的时空动态特征及演化规律,以4期(1978年、1990年、2000年、2008年)中国湿地遥感制图数据和3期(1990年、2000年、2005年)土地利用数据为基础,同时考虑到对湿地变化的影响程度和数据的可获取性,选取12个影响因子(平均温度、平均湿度、累计降水量、人口数量、地区生产总值、农林牧渔产值、耕地面积、粮食产量、有效灌溉面积、水库库容量、除涝面积、治碱面积)研究1978年—2008年这30年间中国湿地变化的驱动机制。考虑到地理现象的空间非平稳性,本文采用地理加权回归的方法分析驱动因子对湿地变化的影响作用。地理加权回归作为一种局部线性回归方法,能够直观地反映湿地驱动因子对湿地作用的地域差异。结果表明:不同类型的湿地变化的主要影响因素不同,内陆湿地与温度、降水以及农业耕作灌溉等密切相关;人工湿地与经济发展水平和水利设施兴建密切相关;滨海湿地与农林牧渔产业和人口等密切相关。同一类型湿地变化的主要影响因素随着时间推移也有所变化,并且影响程度在地域上也存在较为明显的南北和东西差异。本次研究结果基本反映了1978年—2008年中国湿地变化的特征规律。     

SAR polarimetric change detection for flooded vegetation

Abstract

Due to spatial and temporal variability an effective monitoring system for water resources must consider the use of remote sensing to provide information. Synthetic Aperture Radar (SAR) is useful due to timely data acquisition and sensitivity to surface water and flooded vegetation. The ability to map flooded vegetation is attributed to the double bounce scattering mechanism, often dominant for this target. Dong Ting Lake in China is an ideal site for evaluating SAR data for this application due to annual flooding caused by mountain snow melt causing extensive changes in flooded vegetation. A curvelet-based approach for change detection in SAR imagery works well as it highlights the change and suppresses the speckle noise. This paper addresses the extension of this change detection technique to polarimetric SAR data for monitoring surface water and flooded vegetation. RADARSAT-2 images of Dong Ting Lake demonstrate this curvelet-based change detection technique applied to wetlands although it is applicable to other land covers and for post disaster impact assessment. These tools are important to Digital Earth for map updating and revision.     

面向按需服务的变化检测领域知识表达模型

为了实现变化检测领域知识的有效建模与表达,继而支持变化检测处理服务链的按需灵活构建,该文在分析变化检测领域特征的基础上,借鉴超图模型对多元关系表达能力强的特点,提出了基于分层超图的变化检测领域知识表达模型。首先,将该模型定义以服务为结点,以服务关系为边的网络模型。然后,对结点集合和边集合进行了详细阐述,将结点集合分为数据服务结点和3种粒度的处理服务结点,将边集合分为无向简单边、有向简单边、无向超边和有向超边4种类型。最后,探讨了基于该模型的更新演化与按需服务组合方法,并以实际变化检测为例进行了案例分析。实验证明该模型具备很好的可扩展性,能够有效地支持变化检测按需服务生成。     

Projected climate change impact on oceanic acidification

Background  

Anthropogenic CO₂ uptake by the ocean decreases the pH of seawater, leading to an 'acidification' which may have potential detrimental consequences on marine organisms [1]. Ocean warming or circulation alterations induced by climate change has the potential to slowdown the rate of acidification of ocean waters by decreasing the amount of CO₂ uptake by the ocean [2]. However, a recent study showed that climate change affected the decrease in pH insignificantly [3]. Here, we examine the sensitivity of future oceanic acidification to climate change feedbacks within a coupled atmosphere-ocean model and find that ocean warming dominates the climate change feedbacks.     

A FRAMEWORK FOR AUTOMATED CHANGE DETECTION SYSTEM

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