基于遥感影像的巢湖流域面状水体分维测算

通过对2000年2月的研究区ETM＋遥感影像光谱特征进行分析，利用修正的归一化差异水体指数（MNDWI）与谱间关系法提取研究区面状水体形态信息，使用小岛法计算面状水体的分形维数，得到巢湖流域全区面状水体的总体分维D0=1．2776，及以主要河流所划分的各子区的分维值：南区D1=1．2800，西区D2=1．3032，北区D3=1．2376。反映了研究区各子区地理环境与人类活动的差异。     

EMD与分形相结合的遥感影像水体信息提取方法

提出一种基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)和分形理论相结合的遥感影像水体信息提取方法,该方法尝试结合影像的光谱特征和纹理特征以提高分类提取精度。对影像进行主成分分析得到有效信息量最大的第一主分量,计算每个像元的分维数得到分维图,同时将第一主分量EMD分解得到有效信息量较大的前3个经验模态函数,再结合原有的波段信息作为研究数据,利用极大似然法分类器提取水体信息。该方法充分结合了EMD在降噪和区分相似光谱特征中的优势和分形理论在纹理信息提取中的优势。研究表明,该方法可有效提高水体信息的提取精度,Kappa最高到0.932 5。     

1975—2007年间三江源不同源区湿地变化特点及对气候变化的响应

利用32年来三江源地区1975、2000和2007年三期湿地遥感监测数据,详细分析了1975—2007年间三江源不同源区湿地面积的变化特点;依托于全气象资料(包括平均气温、最低气温、最高气温、20-20时降水量以及平均日照时数数据),对30多年来各个源区的气象气候因子变化规律进行了研究。采用分形分维方法,通过计算各个源区湿地景观分形分维值,定量分析了三江源不同源区的湿地资源分形结构特征。最后,采用传统统计学和地统计学相结合的方法,通过对32年来三江源不同源区湿地面积、湿地资源镶嵌结构与气象因子所反映的各源区气候变化趋势的相关性综合剖析,总结了各源区湿地面积和湿地资源镶嵌结构随气候变化的响应规律。     

1994-2015年若尔盖湿地水体空间变化分析

针对高原湿地的退化及其相关生态环境问题的发生源于湿地水体退化,该文首先利用1994-2015年的TM影像,采用归一化水指数和改进的归一化水指数提取了3个不同年份夏季的湿地水体信息;其次,选取斑块平均面积、景观斑块形状破碎化指数和分维度3个指标,分析了不同时期湿地水体的斑块面积和形状破碎度变化.研究结果表明:若尔盖湿地水体20年来总体呈明显萎缩趋势,水体斑块的形状破碎化程度以2001年为拐点,分维数和斑块平均形状破碎化指数先升后降,但面积加权形状破碎化指数先降后升.     

共轭面状特征的快速提取与遥感影像精确配准

使用数学形态学的"膨胀算子"对影像进行预处理,提出了一种改进的基于高斯拉普拉斯算子的面状特征提取和细化方法,并利用边界代数快速标注边界封闭的面状特征。在提取面状特征的基础上,利用奇异值分解算法,实现了基于面状质心的遥感影像匹配,进而完成精确配准。实验结果表明,与传统方法相比,此方法在速度与准确度上具有明显优势。     

地形图要素辅助下的影像面状地物提取

针对遥感影像与地形图变化检测中影像面状地物的提取问题,该文提出了一种地形图要素辅助下的影像面状地物提取方法。该方法首先利用配准后落在影像面状地物内的地形图面状要素中心进行区域生长,然后以人工选取的各类地物的初始样本和上述区域生长出影像上的各类地物作为训练样区进行监督分类,最终实现影像面状地物提取。实验结果表明,该方法能够有效地提取影像面状地物,并且自动化程度较高。     

基于DEM的南水北调中线水源区水系分维估算

分形理论是现代数学的一个分支,常被用来研究自然界中具有自相似性的复杂地理对象。本文以丹江水库的DEM为数据源,利用ArcGIS 9.3软件提取流域水系,根据集水面积阈值与水系分维的相互关系,将分形理论、GIS技术相结合,用基于网格法的分维估算方法计算了南水北调中线水源区水系分形维数,经计算得出该流域水系分维值为1.253。与传统方法相比,这种方法计算水系分维具有简便、高效等优点。     

分形几何在影像纹理分类中的应用

本文基于分形几何中的分维值对影像纹理进行分类。系统地介绍了以影像分维值为依据，采用多分辨率分维值，以及本文提出的利用已有空隙概念的拟合回当法，对影像纹理进行分类的全过程。试验表明该方法对标准纹理和航空影像纹理的分类都能取得较好的效果。     

基于分形分维和数学函数的南流江流域河网信息提取

利用南流江流域30 m分辨率的DEM数据,介绍了Arc GIS中进行河网提取的一系列过程,并利用其图解建模工具,提取南流江流域的不同汇流累积面积的水系河网,实现了提取过程的流程化处理。分别统计河源密度和沟壑密度,并分别计算它们与汇流累积面积的几何函数关系,并对其进行二阶求导,确定其二阶导数关系,得到合适的汇流累积阈值,并借助分形分维理论对河网的分维值进行了验证。利用函数关系和分形分维确定汇流累积面积提取水系河网的方法有效地避免了人工选择汇流累积面积的主观性,提高了研究结果的准确性和可靠性,在知道研究流域河网分维值的前提下,可快速获取准确的汇流累计面积阈值。     

U-net模型在高分辨率遥感影像水体提取中的应用

选择安徽省巢湖流域为研究区,采用U-net模型和随机森林模型,对高分一号(GF-1)高分辨率遥感影像进行水体信息提取,并对比分析了2种模型的水体提取结果和效率。结果表明:①对于大面积水体,2种模型的水体提取结果均具有较高的精度;②对于小面积水体,随机森林模型水体提取结果存在较多细碎图斑,U-net模型水体提取结果和人工目视解译结果更加符合;③对于遥感影像中城市建筑物阴影和山体阴影,U-net模型能较好地消除阴影影响,正确提取水体,而随机森林模型存在较多将阴影误分为水体的现象;④总体来看,在复杂地表覆盖类型条件下,U-net模型提取水体的总体精度为98. 69%,Kappa系数为0. 95,均高于随机森林模型,在2种模型漏分误差相当的情况下,U-net模型错分误差远小于随机森林模型。U-net模型避免了人工提取分类特征的过程,自动化程度更高,训练效率较高,适用于遥感影像中水体高精度提取。     

渝西地区多时期地表覆盖遥感信息提取

近年来,随着遥感技术的不断发展,利用遥感技术开展土地覆盖信息的提取工作已经变得越来越普遍。本文主要利用遥感技术进行土地覆盖信息的提取,为后续土地信息的分析调查提供了有利的数据。此次研究选取了渝西地区作为研究区,使用TM／ETM遥感图像作为基础数据。在提取覆盖信息之前,首先,采用遥感图像处理技术,对研究区进行了图像预处理;接着,对研究区四种地类进行采样处理,利用得到的采样数据,对研究区的遥感图像进行了光谱分析;最后,进行监督分类得到覆盖信息的明显特征,可以看出建筑用地在明显增多。并对分类结果进行精度评价,得到最后结论,可以看出每一时期的总分类精度都在85％以上,符合分类要求。     

遥感尺度内涵及遥感像元尺度效应分析的改进分形方法

本文首先分析了遥感影像尺度的三层次内涵。重点针对遥感像元尺度,分析了遥感像元尺度效应及其分形机理,由于现有分形方法没有考虑影像本身尺度(空间分辨率),造成尺度间分形维数的比较时像元尺度效应变化难以有效反映,本文针对此问题提出了基于表面积的加窗分形布朗运动和加窗双层地毯两种改进分形方法。为验证改进分形方法的可靠性,采用了不同像元尺度下系列监督分类进行验证。试验结果表明,每种地物的分维数都随着空间分辨率的降低或像元尺度的缩小,呈总体下降趋势,在某些特征尺度上会出现预示着某些地物结构的拐点,这些拐点对观测该区域地物具有一定指示意义。系列监督分类精度也一定程度上证明了以上两种改进分形方法在分析尺度效应中的可行性。因此本文的方法对于分析遥感像元尺度效应和探索地物尺度聚合规律具有一定的理论意义。     

高盖山隧道区线性构造空间分形特征分析

本文以福建省高盖山隧道区线性构造为研究对象,对其进行了分形特征研究。应用GIS和RS技术对该区的SPOT遥感影像进行线性构造信息的提取,利用线性构造分布图,使用盒计维数法计算该区线性构造的分维值。结果表明,高盖山隧道区线性构造具有分形特征,根据岩体工程质量标准,研究区应属"好"的级别,对于铁路隧道的建设较为有利。分形理论为线性构造的研究提供了定量化的技术手段,并可为相关工程地质评价提供一个量化的指标。     

分形在岩性分类及蚀变信息提取中的应用

为了推进多重分形思想在遥感地质找矿领域的应用,以新疆西准噶尔地区为实验区,通过分析该区的成矿特点与遥感影像特征,构建分形维数谱,并将其与图像光谱特征相结合进行岩性分类与含黄铁矿矿化蚀变信息提取,在现有矿点统计资料与专家经验知识的支撑下,确定找矿靶区.实践证明,基于遥感图像的分形理论并结合图像的光谱特征,建立相应的找矿模型和找矿标志,能更好地为区域矿产勘查提供决策支持.     

Study on estimating the evapotranspiration cover coefficient for stream flow simulation through remote sensing techniques

This study focuses on using remote sensing techniques to estimate the evapotranspiration cover coefficient (CV) which is an important parameter for stream flow. The objective is to derive more accurate stream flow from the estimated CV. The study area is located in the Dan-Shuei watershed in northern Taiwan. The processes include the land-use classification using hybrid classification and four Landsat-5 TM images; the CV estimations based on remote sensing and traditional approaches; comparison of stream flow simulation according to the above two CV values. The result indicated that the study area was classified into seven land-use types with 88.3% classification accuracy. The simulated stream flow using remote sensing approach could represent more accurate hydrological characteristics than a traditional approach. Obviously integrating remote sensing technique and the SEBAL model is a useful approach to estimate the CV. The CV parameter estimated by remote sensing technique did improve the accuracy of the stream flow simulation. Therefore, the results can be extended to further studies such as forest water management.     

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。     

遥感地质学中若干问题的分形探讨

本文介绍了分形和分维的一些基本概念,对分形理论在遥感地质学中的应用作了较为详细的阐述,尝试性地把该理论应用于遥感环形构造分析。     

航空高光谱遥感区域成矿背景研究——以甘肃柳园-方山口地区为例

高光谱遥感是当前地质遥感研究的前沿和热点,国内外的相关研究集中在数据处理、矿物填图、模型构建等方面,利用航空高光谱遥感技术进行区域成矿背景的研究较少。然而,要解决好高光谱遥感找矿问题,首先必须研究区域成矿背景,特别是找矿方向和有利的找矿区段,否则构建的找矿模型将不能充分发挥作用。本文以核工业北京地质研究院国家级遥感重点实验室装备的航空高光谱成像系统在甘肃柳园—方山口地区获取的可见光-近红外(CASI),短波红外(SASI)高光谱遥感数据为数据源,利用矿物填图方法所填的区域矿物分布图,探讨了柳园—方山口地区的区域成矿条件,厘定了找矿要素,构建了区域成矿构造格架,分析了区域已知矿产的空间分布规律,探索了该区的区域找矿方向和最佳找矿地段。在此基础上,利用建立的高光谱遥感找矿预测方法,新发现了7处找矿靶区,取得了显著的地质找矿效果。该成果不仅对指导柳园—方山口地区进一步找矿有重要作用,而且提出的一套高光谱遥感技术研究区域成矿背景的思路、途径和方法,对其他地区的高光谱遥感地质应用也具有重要的借鉴价值。     

基于遥感和GIS的区域生态环境分类研究

本文以石羊河流域为例,研究了基于卫星遥感数据与数字高程模型的区域生态环境分类方法。其研究 机理是:利用遥感技术获取相关生态环境专题信息,运用GIS空间分析技术自动生成流域范围的生态环境边界, 形成了一种科学的区域生态环境分类方法。