基于Sentinel-2影像的围海养殖信息提取

为了能够利用遥感图像快速准确地提取围海养殖矢量信息,本文选取养殖水体、堤坝及育苗室等交错分布的海参围海养殖区域作为研究区域,根据研究区域Sentinel-2遥感影像的光谱特征,选用归一化差异水体指数（Normalized Difference Water Index,NDWI）、改进归一化差异水体指数（Modified Normalized Difference Water Index,MNDWI）和增强水体指数（Enhanced Water Index,EWI）三类水体指数,分别进行提取实验,利用同时期高空间分辨率的高分二号卫星（GF-2）影像作为参考,验证不同方法的提取精度,精度评价结果表明：相较MNDWI和EWI两类水体指数,NDWI的分类精度更高,且利用NDWI提取研究区域的围海养殖信息的效果更好,所以该方法可在养殖区域的动态监测和规划管理中发挥数据支撑作用。     

二次改进归一化差异水体指数(SMNDWI)提取海岸线的研究（英文）

由于快速的城镇化发展和工业化发展,对许多国家来说,海岸线的提取对于可持续发展和环境保护尤为必要。本文集中研究如何准确的在卫星图片上获取的海岸线—即瞬时水边线。基于归一化差异水体指数NDWI和二次改进的归一化差异水体指数MNDWI,本研究改变了波段组合并提出了二次改进的归一化水体差异指数SMNDWI。通过把新的指数SMNDWI和传统的水体指数应用到三种不同的海岸类型,来比较分析在不同的海岸类型下SMNDWI和传统水体指数的效果。结果显示SMNDWI适用于水边线的提取且分离水体和背景效果比传统水体指数要好。     

基于Landsat数据的黄河三角洲湿地提取及近30年动态研究

为深入了解黄河三角洲湿地近30a时空分布和动态变化特征,以山东省东营市为研究区,利用1986、1992、1998、2004、2010、2016年六个时期的Landsat遥感影像为数据源,综合利用光谱指数(MNDWI、NDVI)、目视解译、主成分分析(PCA)等方法,构建层次分类判别方法,提取研究区土地覆盖和湿地分类信息,分析研究区域近30a来的土地覆盖和湿地动态变化。结果表明:1)采用提出的层次分类判别方法提高了分类精度,6个时期的土地覆盖和湿地分类总体精度均高于85%;2)1986-2016的近30a间东营地区土地覆盖和湿地分布及面积发生了较大的改变,自然湿地退化现象严重,其中滩涂面积减少872.06 km~2,包括237.06 km~2转化为养殖池塘,114.79 km~2转化为盐田;沼泽湿地面积减少297.10 km~2,其中221.66 km~2转化为农田,河流面积基本变化不大。同时,盐田、养殖池塘、水库坑塘三类人工湿地面积分别增加了225.11 km~2、402.71 km~2,423.51km~2,呈现显著增加态势。自然与人工湿地总面积变化不大。     

海岸潟湖遥感信息提取与精度验证方法

潟湖是水陆交接的地貌体,结合遥感手段实现水陆的准确、快速分割对于潟湖岸线长度和面积信息提取具有重要意义.以山东半岛的海岸潟湖为研究对象,利用7景2010年左右覆盖研究区域的Landsat TM图像,在图像几何校正和信息增强的基础上,采用敏感波段组合的阈值分割方法,通过对比归一化植被指数(NDVI)、归一化水体指数(NDWI)和改进的归一化差异水体指数(MNDWI)方法处理潟湖边界信息的敏感性,确定了基于NDWI的潟湖水陆分割方法,并通过栅矢转换完成了潟湖边界范围的自动提取,为了避免由于栅格精度限制而导致的边界信息提取结果不圆滑,采用样条函数法的插补算法进行平滑处理.同时,为了验证潟湖信息自动提取的精度,提出了一种基于相同地理位置的斑块精度验证方法,利用人工目视解译的结果,从潟湖的形状、岸线长度和面积3个角度评价自动提取的结果,该方法可验证潟湖边界自动提取结果与真实潟湖边界的形状相似度,并对相似度较好的潟湖信息提取结果进行精度分析.     

1979—2017年泊江海子流域桃-阿海子湖泊面积变化及影响因素研究

本文以桃-阿海子湖泊为研究对象,利用Landsat遥感数据,通过水体指数法提取湖泊1979—2017年近40 a的NDWI水体影像,获取湖泊边界及湖泊面积变化情况,解释并分析了影响湖泊面积变化的气候及人为因素。结果表明：(1)1979—2017年桃-阿海子湖泊面积从12.84 km²下降到2.30 km²,减少了82%,其中2002—2003年是湖泊面积显著变化的拐点。(2)湖泊面积变化整体上划分为三个阶段：相对稳定阶段(1979—1999年);萎缩阶段(2000—2015年);恢复阶段(2015—2017年)。(3)呈暖干化趋势的气候因素是2000年之前湖泊面积变化的主要影响因素;水利工程、生态恢复工程及煤矿开采等人类活动,使得湖泊得不到有效的水源补给,是2000年之后导致湖泊面积萎缩的主要影响因素;引水工程的实施是2015年湖泊面积开始有所恢复的主要原因。     

杭州湾北岸上海段水域景观生态格局变化遥感研究

水域景观生态遥感对水域时空演变过程和趋势研究具有重要意义。本文基于Landsat系列卫星数据,利用归一化水体指数(Normalized Difference Water Index, NDWI)、归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)和近红外反射率相结合的规则,构建了杭州湾北岸上海段水域的决策树水体提取模型,然后基于景观要素特征和景观异质性特征共14个指标,对2011年、2014年、2017年和2018年的杭州湾北岸上海段水域景观生态格局变化进行了分析。研究结果表明,在2011年到2018年间,景观要素特征变化最大的是斑块分维数(Fract),从2.0369增大到3.4762,其次是斑块数量(NP)和斑块密度(PD),斑块数量(NP)从12156个增加至15125个,斑块密度(PD)从8.7486个/km~2增加至10.8853个/km~2,增加幅度在20%以上。在2011年到2018年间,水域景观异质性指标变化最大的是均匀性指标(EI),从2011年的37.98%增加至45.69%,增加总幅度为7.71%。景观指标数据变化表明该区域斑块分布趋于复杂,景观聚集性趋于分散。     

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。     

子牙河流域湿地动态变化特征分析

为了了解子牙河流域湿地的动态变化特征,本文使用2000、2004、2009和2014年间4景Landsat TM/ETM+/OLI夏季遥感影像,通过目视解译、改进的归一化差异水体指数、归一化植被指数、景观格局指数对湿地面积、水域、植被和景观格局变化等方面进行了研究。研究结果表明:2000、2004、2009、2014年间,子牙河流域湿地面积分别为1 861.99、1 890.42、1 823.19和1 885.43km~2;湿地水面面积分别为为463.14、629.74、562.69和796.69km~2;湿地植被面积分别为1 025.22、936.55、1 058.76和764.34km~2。景观格局指数方面,斑块密度(PD)逐年增加,最大斑块指数(LPI)在8.16~8.46之间;周长面积分维数(PAFRAC)基本处于1.46左右;香浓多样性指数(SHDI)随时间上升,香浓均匀度指数(SHEI)逐年提高。结果表明:湿地面积总体呈增加趋势,但增加的湿地面积主要是人工湿地,自然湿地面积还需要继续恢复;湿地水域主要分布在研究区域的东部和西部,中部较为缺水;湿地植被面积以2009年面积最大,生长状况最好,而到2014年面积、长势有所下降,还需要加强对植被的恢复;研究区域景观越来越破碎化,各类型景观分布越来越均匀,受到人类的干扰越来越大。人们在恢复湿地面积同时,还需要注意防止湿地破碎化,保护自然湿地。     

胶州湾遥感研究——Ⅰ.总水域面积和总岸线长度量算

本文以高分辨力卫星遥感资料(TM861105,TM881025)为依据,量算胶州湾现有总水域面积和总岸线长度,给出历史变迁趋势。结果表明,胶州湾现有(1988年,下同)总水域面积为(390±7)km~2,近60年(1928—1988年)来缩小170km~2;1971年以来缩小62km~2,其中1986—1988两年间急剧缩小13km~2。胶州湾现有总岸线长度为(207±1)km,20年来呈增长趋势,总增长20km,其中1986—1988两年间急剧增长15km。变化最大的岸段为西北和东北部。     

基于WorldView-2的冰面水体增强指数构建及精细化提取

冰面水体是冰盖物质平衡的重要组成部分,在全球气候及环境变化研究中发挥着重要的作用。本文以格陵兰岛北部为研究区,选取该研究区消融期内不同时相的WorldView-2影像,对区域内典型地物统计分析其光谱特性,构建了针对冰面水体的归一化水体增强指数NEWI（Normalized Enhanced Water Index。依据影像上地物分布规律和直方图图形特征,对冰雪混合物和冰面水体边缘地带灰度值相似的模糊区域定位,增强区域间地物对比度,提取出冰面水体的精细范围。实验结果表明,本研究所提出的指数有效凸显了冰面水体与非水体的反射率差异,与常用的水体指数NDWI等相比,在冰川环境下,提高区分度方面优势明显。通过精度评价可知,本文方法所提取出的冰面水体精细化程度高,提取结果完整,错误率低。本研究对冰面水体信息增强及精细化提取具有重要参考价值。     

新疆艾比湖湖面波动特征及其原因

艾比湖为西北内陆封闭湖泊,湖泊面积变化反映了区域气候环境的变化。通过艾比湖历史时期及近期湖面波动特征研究,对近期湖泊的演化趋势进行了分析。研究认为,近50年来艾比湖湖面经历了两次大幅度变化,20世纪60年代湖泊面积的大幅度萎缩与21世纪初湖泊面积的大范围扩张。近期艾比湖湖面扩展与流域降水增加密切相关,而20世纪60年代湖泊面积的萎缩主要受流域农业灌溉耗水等人类活动的影响。从气候历史演化的角度(没有人类活动作用)分析,类似目前的气候条件,艾比湖湖面以较稳定地保持在1000～1500km^2内较为客观。     

基于多期遥感影像的砂质岸线提取方法——以海阳沙滩为例

文章提出一种基于发展多期影像和归一化水体指数(NDWI)的砂质岸线自动提取方法,以山东半岛海阳沙滩为实验区,应用2005年多个月份的7景Landsat 5TM遥感影像为数据源,提取实验区砂质岸线。利用908专项修测岸线对提取的海岸线进行精度检验。结果表明,岸线偏差距离为20.9m、均方根误差(RMSE)为33.6m。该方法可为砂质岸线的提取与变迁分析研究提供参考依据。     

西藏纳木湖(错)底泥和阶地中的硅藻

西藏湖泊以其分布广、面积大、海拔高而闻名于世,为中、外学者所瞩目向往.从五十年代后期开始,我国科学工作者对这一地区的湖泊的形成、变异和湖泊中的生物进行了一系列的研究,为探索高原湖泊的奥秘提供了有价值的资料.1977年,我所韩同林同志在西藏进行野外地质调查过程中,对一些湖泊进行了观察、研究,采集了一些湖泊的底泥和毗邻阶地上的沉积物送作者进行硅藻分析.本文根据从纳木湖底泥和湖畔Ⅰ级阶地沉积物中分析所得的硅藻,对此湖泊的有关问题进行探讨.一、概况纳木湖位于青藏高原中部,念青唐古拉山的北侧,海拔4627公尺,湖面面积约1900多平方公里,湖水微咸,pH值为9.0—9.3,是世界上海拔最高的大湖.由于第四纪后期,该区降水量明显减少,蒸发量大,导致湖面水位不断下降,湖面面积日趋缩小,形成了如今湖畔的三级阶地(见图1).其中Ⅰ级阶地高出湖面约20米,为灰色粉     

1989-2021年粤港澳大湾区海岸线变迁及土地利用变化

利用1989-2021年7期Landsat TM/Sentinel-2 MSI遥感影像数据，借助Google Earth Engine(GEE)平台，使用改进归一化差异水体指数（Modified Normalized Difference Water Index,MNDWI）、Canny边缘检测算法、遥感解译分类方法等，完成了粤港澳大湾区7期海岸线信息的提取，并从海岸线长度、变化强度、岸线多样性、海岸带陆域面积变化以及海岸带土地利用变化等方面分析了海岸线时空变化特征和驱动因素。分析结果表明：(1)1989-2021年大湾区海岸线长度持续增加，岸线变化强度具有阶段性，2004年以前岸线增长缓慢，之后岸线增长较快，2004-2009年为岸线增长高峰期；(2)研究时期内，大湾区各个区域内的岸线都发生了一定的变化，其中珠海、香港、深圳、澳门岸线变化最强烈，其他地区相对稳定；(3)研究区内岸线类型变化明显，人工岸线逐渐取代自然岸线成为海岸线的主体，人工岸线增长达651.17 km，增幅较高，自然岸线减少407.89 km；(4)大湾区围海造地面积显著增加，增长速率较快，岸带土地利用类型由林地、草...     

MODIS图像湖泊水体信息的快速识别与制图

在可见光和近红外波段内,水体、植被、城市和土壤等地物的光谱反射率差异是利用遥感手段提取水体的基本原理。利用归一化植被指数(NDVI)提取MOD IS遥感影像上的水体,再将提取出的水体和MOD IS的空间分辨率为250m的2个波段进行假彩色合成,实现湖泊水体遥感影像的自动制图。结果表明,利用本文方法制成的水体分布图,既能保留MOD IS的较高分辨率,又能清晰地识别水体。     

中国湖泊水量分析与评价

我国是一个多湖泊的国家,湖泊主要分布在五大湖区。据统计,面积在1km~2以上的湖泊近2300个,湖泊面积为71787km~2,约占全国总面积8‰左右。据计算,湖水贮量为7088亿m~3,其中淡水贮量为2261亿m~3。湖泊水量在地区上分布不均匀,年内和年际间的变化也大。因此,要注意湖泊水量的合理利用,对已出现的问题应妥善解决。     

海口湾可见光遥感测深方法研究

以海口湾为研究区,利用Landsat资料进行可见光遥感测深方法研究。采用NDWI、MNDWI、EWI、NWI指数的阈值分割法进行水陆分离,结果表明NDWI指数更适合海口湾。选取与水深相关性比较好的反射率因子TM2、TM3、TM1/TM2、TM1/TM3,采用目前常见的可见光遥感测深方法,建立了线性、对数、幂指数、指数测深模型,与实测水深的比较结果表明TM1/TM3的指数测深模型在0-10 m水深的平均绝对误差为1.67 m,在实际应用中有参考价值。此外,建立了TM2、TM3、TM1/TM2、TM1/TM3的二次多项式测深模型以及对数二次多项式测深模型,建立了它们的二元和四元线性、对数测深模型,还建立了它们的分段函数测深模型,与实测水深的比较结果表明,二次多项式测深模型优于线性测深模型,对数二次多项式测深模型优于对数测深模型,分段函数测深模型优于非分段函数测深模型。     

基于植被物候特征的互花米草提取方法研究——以长三角湿地为例

互花米草自1979年引进我国以来迅速增长,呈现外来物种入侵势态,严重影响了滨海湿地生态系统平衡。通过遥感手段监测可以获取互花米草的时空扩展规律,为互花米草治理提供参考和依据。本文选取长三角地区3个主要湿地区域为研究区,依托Google Earth Engine (GEE)平台选取了2014—2019年Landsat 8 OLI时间序列数据,提出了一种基于物候特征的互花米草提取方法。首先,通过归一化差异湿度指数(NDMI)、归一化差异植被指数(NDVI)和归一化差异水体指数(NDWI)提取互花米草生长的高湿度区域;然后,通过植被指数构建表征植被物候特征的时间序列曲线,确定互花米草与其他植被的物候特征差异时相;最后,基于物候特征差异时相数据构建决策树提取互花米草。通过与现有的互花米草决策树提取方法和支持向量机(SVM)方法对比发现,本文方法在3个研究区的提取结果均为最优提取结果,表明本文的方法对提取互花米草具有较好的适用性。     

岛屿海岸线自动化提取及其时空变迁研究——以大连市獐子岛为例

海岸带是受人类活动和全球海平面上升影响的敏感地带,海岸线的提取和监测是海岸带生态系统研究和社会管理的重要内容。本文在遥感和地理信息系统的支持下,以修正的归一化水体指数(Modified Normalized Difference Water Index,MNDWI)为基础,结合遥感影像处理和直方图均衡化等技术,实现了大连市獐子岛1985—2016年海岸线的自动化提取。结果表明:(1)通过与三位专家目视解译的成果比对,本文提取海岸线的精度能满足后续研究的要求(相对误差分别为0.045%,0.032%和0.023%);(2)近30年来,獐子岛海岸线总体呈现蚀退趋势,岸线长度与岛屿面积分别呈现变短和变小的趋势,獐子岛(主岛)和大耗岛的岸线蚀退速率最大,褡裢岛次之,小耗岛最小;在人类活动较为密集的区域,海岸线呈现出较为强烈的增长趋势,海水养殖和圈海建坝是岸线增长的主要驱动力;(3)獐子岛海岸线具有显著的分形性质,分形维数随时间呈现增大的趋势,獐子岛(主岛)的分形维数最大,褡裢岛的分形维数最小。     

基于Landsat-8 的湛江东海岛地物分类研究

“宝钢湛江项目”的实施对近十年湛江东海岛的地物分布产生剧烈影响，尤其是工业用地。本文基于2013 年、2017 年和2021 年的陆地卫星8 号（Landsat-8） 数据对湛江东海岛进行地物分类，研究该区域近十年的用地变化趋势。以2013 年数据为参照：采用归一化水体指数（Normalized Difference Water Index，NDWI） 模型和谱间关系模型实现水陆分离，比对选择分离效果较优者以提取东海岛岸线；对比最大似然法、神经网络法和支持向量机法3 种监督分类方法，选择提取地物效果最优者应用于其余数据。基于Google earth 在线地图及无人机实测数据构建验证点集，使用混淆矩阵进行精度评价。结果表明：谱间关系模型的水陆分离效果较优，提取海岛岸线的精确度有明显提升；支持向量机法的分类总体精度和Kappa 系数最高，分类结果能较好地反映研究区的真实地物分布；汇总三年数据的分类结果，发现用于发展工业的土地面积增长突出且处于持续增长趋势。谱间关系模型与支持向量机法分别实现了对东海岛岸线和地物类型的准确提取，得出近十年研究区的用地变化趋势，能为研究区的用地规划提供参考。