基于夜光遥感影像的苏南城市群建成区提取方法

基于苏南地区2020年月平均NPP-VIIRS夜光遥感影像,构建了基于差值平方函数的城市群建成区提取模型,验证了模型精度,分析了苏南城市群建成区特征,并从面积、混淆矩阵和景观指数等方面对不同方法提取的建成区对比分析,具体结论如下：(1)构建了基于差值平方函数的城市群建成区提取模型,此法提取的建成区与苏南地区实际建成区分布结果具有高度的一致性;(2)实现了苏南城市群建成区的提取,苏州面积最大,无锡建成区占比最高;(3)差值平方法提取的城市建成区面积准确率高于阈值法,差值平方法与阈值法的总体精度相近,而差值平方法的Kappa系数高于阈值法,景观指数更接近实际情况,能够有效提高城市建成区的提取精度。     

基于TM图像的城市生态绿地格局分析与评价

通过对遥感图像的校正、增强、变换和相关性分析等预处理,实现了TM图像的信息提取和精度分析。结果表明,基于TM图像的遥感分析与评价方法能够准确描述城市生态绿地格局在宏观和微观方面的基本特征。     

遥感影像与POI数据相结合的城市建成区提取适用性研究——以沈阳市为例

城市建成区的发展状况是地理国情监测的重要内容，本文基于遥感影像数据和POI数据对城市建成区进行提取，针对二者的适用性问题进行了研究。试验以沈阳市为研究区域，在研究区域内选择2016年遥感影像数据和POI数据作为数据源进行对比分析。首先，对遥感影像数据和POI数据进行预处理；其次，通过监督分类的方法对遥感影像进行建成区的提取；然后，采用核密度估计法分析POI数据并提取出建成区；最后，利用叠加分析法对比分析这两种数据的适用性。试验结果表明：使用遥感影像数据作为数据源可以较为全面客观地反映城市建成区的发展现状；利用POI数据提取出的城市建成区具有较强的经济属性，能够很好地反映出城市中的经济活跃区。     

北京市城市扩展空间格局变化监测与分析

本文基于地理国情监测数据，结合同期城市经济、人口等统计数据，利用高分辨率卫星遥感影像数据提取北京市建成区边界要素。采用地理国情与城市空间扩展相融合的监测分析模型及相关评价指标开展空间格局变化分析研究，揭示北京市2000—2017年间城市扩展的空间格局及其变化规律，并对其变化原因进行分析。其成果可为北京市科学规划与可持续发展提供决策依据。     

多时相阴影轮廓差分辅助下的城市水体提取

如何避免水体提取中阴影信息与水体信息的混淆，是利用遥感数据提取城市水体信息需要解决的一个问题。本文以高分一号WFV图像及Landsat8 OLI图像为数据源，利用阴影轮廓的位置与形状在不同太阳高度角及太阳方位角下的差异性，提出一种基于多时相阴影轮廓差分的城市水体提取方法（WMSD）。以广州市天河区为试验区进行水体信息提取，同时运用NDWI、MNDWI及SWI指数法分别提取水体信息，进行精度对比分析。结果显示，本文所提出的WMSD方法分类精度超过88%，较NDWI法、SWI法及MNDWI法的水体提取精度分别提高了8.50%、9.50%及4.67%。说明基于阴影轮廓位置与形状的差异提取水体信息的方法能够较好地解决阴影与水体提取信息混淆的问题，为利用遥感数据提取城市地区水体提供了一个可行的处理方法。     

POI与NPP/VIIRS夜光数据空间耦合关系下的城市空间结构分析——以武汉市主城区为例

城市兴趣点（POI）和夜光遥感影像能够直观反映城市社会经济等实体要素的空间分布特征，在城市空间结构研究中发挥着重要作用。本文首先选取长江中游城市群的典型城市代表——武汉市作为研究区，选用研究区2016年POI和NPP/VIIRS夜光遥感数据作为基础研究数据，采用GIS分析工具对POI数据进行了空间核密度分析；然后分别对POI核密度分析结果和NPP/VIIRS夜光遥感数据进行了空间网格化处理；最后采用双因素制图和栅格叠加分析方法对两类数据的空间耦合关系进行了探讨，并在此基础上进一步分析了城市空间结构特征。研究表明，武汉市POI数据和夜光遥感数据的空间耦合性整体较好，空间耦合相一致区域占比为82.15%；但POI数据和夜光遥感数据的空间耦合性在长江沿岸地区也存在部分差异，如硚口区、汉阳区夜光遥感数据和POI数据多以低—中的空间耦合模式为主，而青山区、武昌区和汉口区则多以中—低的空间耦合模式为主。武汉市作为中原城市群的核心城市之一，其城市内部空间结构与长江经济带发展关联密切，通过对POI和夜光遥感数据的空间耦合关系探讨，能够对武汉市空间实体要素的空间结构特征有更加深入的了解。本文结果可为沿江城市内部空间结构的研究提供一种崭新的视角。     

基于卫星遥感的城市绿地景观格局变化研究进展

城市绿地景观是城市景观自然要素和社会经济可持续发展的生态基础,在城市景观结构、功能及其变化中起重要作用。利用卫星遥感技术开展城市绿地格局研究已成为热点。本文通过梳理相关研究成果,阐述了城市绿地景观遥感分类方法、景观格局指数的选择及城市绿地景观格局动态变化驱动力分析的具体内容,分析出基于遥感技术的城市绿地景观格局研究在数据源和景观格局指数选择时所存在的不足,并且从遥感数据源、分类方法、景观指数筛选和多学科、多角度交叉综合的研究方法等方面对城市绿地景观格局分析提出展望。     

基于北京二号与地理国情数据的林地提取

由于地理国情林地数据不包含实地面积小于400 m²的树木或四旁单排林,若仅利用地理国情的林地数据统计区域森林覆盖率,将对四旁树面积较大地区的林地统计结果产生较大误差。为提取区域内准确的林地覆盖与空间分布状况,本文借助地理国情地表覆盖数据,提出了一种基于北京二号高分辨率遥感影像的林地提取方法。首先,根据遥感影像光谱特征,将研究区按植被、道路、铁路、建筑用地进行地类划分,并基于遥感影像进行各地类的样本提取,通过可分离检验的样本利用最大似然分类提取研究区内植被覆盖范围;然后,借助地理国情地表覆盖数据,使用叠置分析剔除误分、错分地类,得到区域林地的空间分布。试验结果表明：(1)研究区内林地覆盖率为20.3%,尚未满足北京新一轮林地规划需求;(2)地理国情地表覆盖数据内林地面积占提取林地总面积的54.03%,说明在部分地区使用本文方法对地理国情林地数据进行补充是有必要的。通过将试验结果与遥感影像进行目视比对并结合外业调查结果发现,提取的林地空间分布情况与实际分布基本相符。本文为地理国情的应用提供了一种新方法,研究结果可辅助区域的绿色发展规划,有助于构建科学的生态空间格局。     

基于形态学序列和多源先验信息的城市建筑物高分遥感提取

城市建筑物自动提取是高分辨率遥感影像理解的重要研究方向,其对于城市基础地理信息更新和城市生态保护均具有重要的应用价值和实际意义。然而由于城市场景的复杂性和建筑物形态的多样性降低了空间特征的综合表达能力,成为了制约城市建筑物自动提取的瓶颈问题。为此,本研究在综合分析城市建筑物不同模式空间特征的基础上,提出了一种多模式形态学序列特征和多源先验信息协同的城市建筑物高分遥感自动提取方法。该方法在提取高分遥感多模式形态学序列特征的基础上,引入多源先验信息构建自适应分割模型对其进行自适应分割与信息融合,从而实现城市建筑物信息的自动提取。实验结果表明,本文方法能够准确且自动的提取城市建筑物信息,结果的准确性均优于DMPs和DAPs算法。     

太原市黑臭水体遥感识别与地面验证

城市黑臭水体整治是城市水环境治理的一项重要工作。本文通过构建黑臭水体遥感识别模型，解决城市黑臭水体整治过程中黑臭水体的识别问题，实现城市黑臭水体空间分布快速定位与排查。通过分析黑臭水体形成机理和试验数据，从光谱特征上构建反映水体清洁程度的光谱指数（WCI），从图像特征上构建水体颜色、次生环境、河道淤塞、岸边带垃圾堆放等解译标志，综合光谱指数和解译标志共同进行黑臭水体遥感识别。利用该方法对太原市建成区内黑臭水体空间分布进行排查识别，共得到疑似黑臭河段14条，长度为52.530 km。经验证，除去断流影响外，遥感识别黑臭水体点位精度为92.86%，遥感识别黑臭河段长度精度为78.19%。在精度验证基础之上，进一步分析了黑臭水体遥感识别光谱指数和各项解译标志在黑臭识别中所占的权重，其中光谱指数和水体颜色二者权重最大，分别占29.60%和27.10%，是构成遥感识别黑臭水体的主要特征标志。通过两时相影像识别结果比对表明，WCI指数能够明显反应黑臭水体变化特征。因此，利用本文方法进行城市黑臭水体遥感识别具有很高的精度，在城市水环境整治过程中具有重要的应用价值。     

高分辨率遥感影像建筑容积率提取方法研究

提出了一种基于建筑物阴影的高分辨率卫星遥感影像建筑物容积率提取方法。首先利用高分辨率遥感影像提取城市大范围建成区建筑物阴影,再通过阴影矢量化、阴影坐标转换,将大比例尺的卫星分幅图进行自动拼接,最终根据阴影与建筑物面积关系回归分析、建筑物朝向分析等进行建筑容积率的计算和半自动提取。对上海中心城区的建筑容积率的提取实验验证了所提方法的有效性。     

基于对应分析的湖泊围网养殖范围提取

为了提高基于遥感数据的湖泊围网养殖区提取精度,提出了基于对应分析的湖泊围网养殖区的提取方法,并以ETM+卫星遥感数据为基础,将其应用于漏湖围网养殖区的提取.研究结果表明:(1)基于对应分析的方法具有较高的提取精度,围网养殖区的提取精度达到了95.59%,总体精度为91.14%,Kappa指数为0.86;(2)提取结果表明,2001年漏湖围网养殖区面积为111.76km2,占湖泊总面积的76.29%.实验表明,基于对应分析的方法是遥感影像湖泊围网养殖区提取的一种新的有效方法.     

多源遥感数据的城市边界提取及动态变化研究

针对城市用地无序扩张,城镇结构不合理等问题,在生态文明建设背景下,国家和地方政府提出划定城市边界管控城市扩张.该文综合白天光学遥感和夜光数据各自的优势,提出一种快速、精确的城市边界提取方法.一方面解决白天光学遥感数据提取城市边界的不连续问题,另一方面提高了基于夜光数据提取城市边界的精度.通过构建VANUI夜光指数,建立...     

基于语义分割网络的高分遥感影像城市建成区提取方法研究与对比分析

城市建成区的提取对城市发展规划有着重要的作用。为了找出能兼顾效率和识别准确率的基于卷积神经网络的遥感影像城市建成区提取方法,从神经网络结构的原理出发,对多种语义分割网络的内部结构进行对比分析,并针对语义分割网络分别进行训练及结果比较。实验结果表明,ShelfNet-50网络能够在训练速度最快的同时保证很高的识别准确率,在训练时长仅需14 h的同时达到了77%的前景分割精度,且ShelfNet-50网络预测的结果也与相应的遥感影像数据高度吻合。实验说明ShelfNet-50网络可应用于高分遥感影像的城市建成区提取研究。     

双台河口国际重要湿地芦苇地上生物量遥感估算

基于多时相的Landsat8 OLI卫星遥感数据,采用面向对象的分类方法,提取双台河口国际重要湿地芦苇分布信息。通过对归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)等6个植被指数与野外实测芦苇地上生物量数据间的统计分析,比较不同植被指数对芦苇地上生物量的敏感性,构建双台河口国际重要湿地芦苇地上生物量遥感反演模型;应用该模型对芦苇地上生物量进行遥感反演以及空间格局分析。结果表明:双台河口国际重要湿地芦苇分布面积为4.39×104hm2,约占该研究区总面积32.96%;选取的6个植被指数均与芦苇地上生物量显著相关(p0.05),其中,以NDVI为变量的幂指数形式的估算模型为芦苇地上生物量遥感估算最优模型,模拟精度为79%,决策系数为0.76;双台河口国际重要湿地芦苇地上生物量呈东高西低和北高南低的分布格局,其平均地上生物量为4 785.5 g/m2,总地上生物量为2.06×106t;本研究结果可为双台河口国际重要湿地生态系统管理和生物多样性保护提供数据支持与科学指导。     

基于面向对象的河道信息提取及其季节性变化分析

准确提取河道变化信息可以为堤坝等防洪减灾设施建设提供数据支持。该文采用主成分分析与小波变换相结合的方法,对黄河下游花园口段的ETM遥感影像进行融合增强处理,而后利用面向对象的方法提取河道信息。对冬季、春季、夏季与秋季4期遥感影像分别进行处理,并结合GIS空间分析功能,选取河道水面面积、平均河面宽、心洲面积及心洲数量4个指标对区域内河道进行季节性变化分析。研究结果表明,利用遥感方法结合GIS空间分析功能可以直观准确地监测黄河下游河道的空间格局变化。     

集成多源遥感影像特征分量的城市建成区提取

城市建成区作为衡量城市发展的重要指标,是城市化研究中的重要数据源。针对城市建成区的提取,本文提出一种集成多源遥感影像的城市建成区提取方法。通过分析哨兵2A的光谱特性,构建了主成分第一分量PC1、归一化植被指数NDVI(Normalized Vegetation Index)和归一化建筑用地指数NDBI(Normalized Difference Built-up Index),与夜间灯光数据NTL(Night Time Light)构成特征分量集,对各特征分量进行归一化处理后综合分析,根据城市建成区形态特征构建规则集,实现面向对象的城市建成区提取。提取结果表明,本文方法具有较高的生产者精度和Kappa系数,且提取的城市建成区完整性好,与实际的城市建成区较为吻合。此方法可为使用多源遥感影像进行面向对象的城市建成区提取研究提供参考依据。     

应用遥感生态指数评价生态环境质量

遥感生态指数(RSEI)是一种可靠、高效的城市生态质量评价方法，本文利用Landsat8卫星数据提取湿度、绿度、热度以及干度信息，构建遥感生态指数评价模型，对宁波市生态质量进行研究。结果显示，宁波市2015、2017和2020年RSEI均值分别为0.84、0.83和0.78,评级在一般及以上的面积比例对应为85.94%、85.66%、85.19%,说明2015—2020年宁波市生态质量变化总体较为稳定，略微呈下降的趋势，RSEI类型变化检测以不变为主，变差为次。     

利用资源三号卫星影像的全国田径场遥感监测与分析

针对全国田径场空间分异格局未知的情况，该文以资源三号数字正射影像为数据源，采用Deeplab V3+语义分割模型，开展全国田径场遥感监测和空间格局分析，并解析田径场数量与社会经济因子、学生身体素质间的相关性。结果表明：共计提取了89 766个田径运动场，田径场提取个数的F1度量为91.43%;省域和市域尺度上田径场的数量、密度和聚集性都符合瑷珲-腾冲人口线，东南半壁省份的田径场数量更多、密度较高、聚集性更弱；整体上东西部城市区域田径场密度相当、乡村区域田径场密度差异显著，西部城市区域、东部平原乡村区域田径场更趋向于均匀分布；田径场分布受到经济与人口因素影响，田径场数量与跑步速度具有弱的负相关性。     

基于多尺度影像分割的面向对象城市土地覆被分类研究——以马来西亚吉隆坡市城市中心区为例

城市受人类活动影响比较大,结构组成比较复杂,对该区域进行分类研究存在一些问题。甚高分辨率遥感影像,以其丰富的细节信息为城市土地覆被分类研究提供了可能。本文结合使用甚高分辨率QuickBird遥感影像和激光扫描LIDAR数据,论述了利用多尺度、多变量影像分割的面向对象的分类技术对马来西亚基隆坡市城市中心区的土地覆被分类研究。针对特定地物选择合适的影像分割特征和分割尺度、按照合理的提取顺序逐步进行城市土地覆被信息提取。在建筑物的提取过程中构建了归一化数字表面模型nDSM,使用成员函数将建筑物信息提取出来。精度评价结果表明,利用该方法得到了理想的城市土地覆被分类结果,其分类总精度从常规面向对象分类方法的83.04%上升到88.52%,其中建筑物生产精度从60.27%增加到93.91%。