融合Sentinel-2红边波段和Sentinel-1雷达波段影像的扎龙湿地信息提取

以黑龙江流域中的扎龙湿地及其上游区域为研究区,将Sentinel-2红边波段和Sentinel-1雷达波段影像数据相结合,根据面向对象原理,采用随机森林算法,对研究区的湿地进行遥感分类和信息提取;利用3种特征变量集,进行实验对比,研究红边波段反射率和雷达后向散射系数对湿地信息提取的作用。研究结果表明,红边波段反射率和雷达后向散射系数对土地覆盖分类精度的提高起到了重要作用,两者结合得到的分类结果的总体精度达到了88.72%,Kappa系数为0.87,其中,水体、水田和沼泽的用户精度分别为100%、98.18%和91.37%。利用红边波段和雷达波段影像数据,分别使土地覆盖分类总体精度提高了5.26%和2.51%,红边波段影像数据对沼泽提取精度的提高贡献最大,使生产者精度提高了12.5%。     

基于多维度遥感影像的洪河国家级自然保护区沼泽湿地分类方法研究

以洪河国家级自然保护区为研究区,选取了多时相的Sentinel-1B和Sentinel-2A影像为数据源,制定出9种多时相主被动遥感数据组合方案,用于沼泽湿地遥感分类;分别对根据9种方案整合的多维数据集,进行基于尺度继承的多尺度分割,得到面向对象的分割影像,建立与不同方案对应的特征数据集;采用随机森林机器学习算法,对多维特征数据集进行特征优化,并进行参数调优,构建沼泽植物的最优遥感识别模型,实现对沼泽湿地中地物的识别与分类。研究结果表明,采用递归特征消除(recursive feature elimination,RFE)算法的变量优选和采样随机森林的参数调优,可以优化随机森林模型,显著减少数据冗余,整合多时相主被动遥感数据方案九的随机森林模型的最佳参数mtry和ntree分别为4和1500,模型训练精度为93.06%,Kappa系数为0.916,其模型训练精度在所有方案中最高;经过变量优选得到最佳特征变量组合,交叉极化方式的后向散射系数(Mean_VH)对于沼泽分类的重要性比同向极化方式的后向散射系数(Mean_VV)高;光谱特征是遥感图像分类的最主要特征,其中,红光和绿光波段(Mean_R和Mean_G)、多光谱红边波段(Mean_REG1和Mean_REG2)、近红外波段1(Mean_NIR1)、红边植被指数(CIgreen和CIreg)都对分类具有较高的重要性;纹理特征熵(GLCM_Entro、GLCM_Ent2)和位置特征像元坐标(X_Min_Pxl和Y_Max_Pxl)对沼泽湿地分类也起到重要作用,相对于其它特征,形状特征对分类的贡献性较小;利用方案九的数据得到的分类结果的总体分类精度为94.42%,主被动遥感数据的特征变量和不同时相的特征变量都对分类做出重要贡献,其中,6月的多光谱特征变量的贡献大于9月的变量;9月的SAR特征变量的贡献大于6月的变量;对分类贡献最大的9月的特征变量为多光谱红边波段2(Mean_REG2),对分类贡献最大的6月的特征变量为绿光波段(Mean_G);融合多时相主被动遥感数据源,可以将不同数据源、不同时相对分类具有较大贡献的特征变量集合在一起,充分利用光谱信息和雷达数据反映的结构信息,构建多维度最佳特征变量组合方案,有效提高沼泽湿地分类精度。     

湿地

世界湿地现状： 据世界保护监测中心的估测，全球湿地面积约为570万km^2（也有人估计为850万km^2），占地球陆地面积的6％，其中湖泊占2％，藓类沼泽占30％，草本沼泽占26％，森林沼泽占20％，洪泛平原占15％。世界红树林的面积约24万km^2，珊瑚礁约60万km^2。     

塔里木胡杨自然保护区湿地景观季相分析

湿地景观变化是区域生态环境的一个重要指示器，其扩张和萎缩对区域生态环境将产生重要影响。为了准确评估新疆塔里木胡杨国家自然保护区湿地景观在枯水季与丰水季的变化规律，研究采用遥感手段，通过分析同一年份枯水期与丰水期二期遥感数据，对保护区湿地景观格局进行分析。研究得出：（1）保护区湿地面积约为13万ha，沼泽湿地是研究区湿地的主要类型，约占湿地总面积的74%，河流湿地与人工湿地占比约为13%。（2）丰水期与枯水期相比，湿地各类型面积（除人工湿地外）均呈现增加趋势。河流湿地变动最为剧烈，其中永久性河流变动幅度最大，达84.37%；沼泽湿地面积变化幅度较小，人工湿地面积基本没有变化。造成湿地面积年内变动主要是由于塔里木河中游来水量季节分配不均，洪、枯悬殊以及农业用水时段的差异造成的。（3）丰水期与枯水期相比，共有7791.25 ha发生了类型转化，其中其它类型转化为湿地占50.55%，草本沼泽面积发生转化占26.24%。季节性或间歇性河流变动最为激烈，有94.2%的面积发生转化。研究得到了保护区湿地景观格局在同一年内不同时间和空间上的变化，揭示了湿地景观季相变化动因，为保护区湿地保护政策的提出提供科学依据。     

广州市森林景观格局分析

在GIS支持下利用FRAGSTATS软件,以2005年广州市林业现状数据库为数据源,基于17个景观类型,分别用6个斑块级指数和8个景观级指数分析了广州市2005年森林景观分布格局.结果表明,广州市的森林景观总面积为2 961 km2,森林景观以阔叶混交林为主,占广州市森林总面积的40.83%.其中,森林景观面积最大的是从化市,达到1 396.65 km2,占该市土地总面积的70.73%.其次是增城市,其面积为864.08 km2,占53.45%.属于广州市区的天河区、黄埔区、萝岗区、番禺区、白云区和花都区的森林景观总面积占其各区总面积的比例<40%,南部的番禺区所占比例仅6.66%.广州市各县级行政区域间的森林景观分布格局差异性较大,同时,城市化水平与森林景观的破碎化程度有很大关系.但是,在景观级水平上,森林景观多样性在各县级行政区间的差异不大,各森林景观斑块的分布较为均匀,同质性较大.     

基于面向对象方法和多时相HJ-1影像的湿地遥感分类——以完达山以北三江平原为例

以中国东北地区完达山以北三江平原(下简称小三江平原)为研究对象,利用2010年多时相HJ-1A卫星和HJ-1B卫星CCD影像作为分类数据源,结合野外调查数据,应用多尺度分割算法,根据影像的丰富信息和物候、时相等特征,采用面向对象的分类方法,进行小三江平原的湿地遥感分类。结果表明,湿地二级分类的总体精度为85.45%,总体Kappa系数为0.81。小三江平原湿地主要分布在低洼地区,总面积为9084.16km2;其中,天然湿地面积为2635.09km2,人工湿地面积为6449.07km2。集中分布的水田是小三江平原最主要的景观类型;天然湿地主要分布在自然保护区、河岸附近和国界周围;其中,草本沼泽面积最大。本研究表明,面向对象的分类方法能够有效利用遥感影像提供的丰富信息,产生较高的分类精度;对于中分辨率遥感影像不同分割尺度的组合使用有利于湿地信息的提取。降雨量较多、较少月份影像的选取和物候规律的利用是提取湿地信息的关键。多时相遥感影像数据的使用,改善了洪泛湿地和森林沼泽的分类效果,尤其是水田边界的划分;同时可以提高湿地分类精度。基于面向对象的遥感方法,利用多时相的中分辨率遥感影像,能够获取较高精度的湿地分布信息,是一种成本较低且行之有效的技术手段。     

Sentinel-2影像红边谱段对不同生长期区域优势树种识别的影响

以中国东北赤峰市美林地区5种典型优势树种为研究对象,采用与当地森林植被生长期相对应的5景Senti-nel-2影像,借助支持向量机模型(SVM)与递归特征消除算法(RFE),根据可见光-近红外波段(VNIR)与不同红边谱段(RE)及红边指数(REVI)组合条件下的森林优势树种可分性测度及结果精度差异,探讨Sentinel-2影像不同红边谱段及其指数特征对区域优势树种遥感识别的影响.结果表明:Sentinel-2影像红边谱段的不同组合方式对不同生长期优势树种识别影响存在显著差异(P<0.05),其中VNIR+B5+B6为生长盛期的最佳组合方式,能够在VNIR基础上将生长盛期的识别精度均值提升约7.71％;叶全变色期是进行优势树种识别的最佳时期(P<0.05),该时期基于VNIR波段的识别精度均值达71.28％,在叠加红边波段B5+B6后提升至75.41％.此外,采用SVM-RFE算法构建适用于不同生长期的最佳REVI组合,其平均识别精度能够在全年5个生长期达到72.00％～84.31％,相比同时期基于RE+VNIR组合的最优识别结果平均提升了10.77％;在此基础上,构建适用于全生长期的优选植被指数PSRI+mSAVI+CIred-edge时间序列,可实现89.03％的平均识别精度,比单时相最佳REVI组合提升了4.72％～17.03％.研究证明Sentinel-2影像红边谱段及其衍生指数特征在区域森林优势树种识别中具有较高的应用价值,可为快速、准确地提取不同生长期森林植被信息提供技术方法参考.     

RS和GIS支持下的三江平原沼泽湿地动态变化研究

以景观生态学理论为基础，采用遥感（RS）和地理信息系统（GIS）相结合的方法，探讨了三江平原沼泽湿地的动态变化特征。结果表明，三江平原沼泽湿地主要分布在富锦、同江和抚远三个县（市），其总面积占全区总面积的51.42%;1980-2000年间三江平原沼泽湿地的分布面积显著下降，1980-1996年间沼泽湿地面积减少了51.33%，1996年之后减少速度明显下降。同时沼泽湿地景观的破碎化显著，斑块数量增加了46%，斑块密度净增加两倍。1980年、1996年、2000年景观的分维湿地面积变化较之全区变化不显著外，其它地区均发生较为显著的变化。     

基于多时相环境卫星数据的南瓮河流域湿地信息提取方法研究

选取位于大兴安岭林区的南瓮河流域作为研究区,以多时相、中等分辨率的环境卫星影像为数据源,采用面向对象方法,通过多尺度分割、特征提取、决策树建立等步骤,实现湿地信息的快速提取;系统分析了面向对象方法在森林地区湿地信息提取中的有效性.研究表明,在面向对象湿地信息提取过程中,采用不同等级的分割尺度,使分类更具层次性;利用光谱、空间、形状等多种属性特征,通过多时相遥感数据的融合,可以更好地识别复杂多样、界限模糊的湿地景观,其中,草本沼泽的生产者精度达到了91％.结果显示,南瓮河流域内,湿地类型多样,以草本沼泽和灌丛沼泽为主,且其主要分布于河流两侧和中下游宽阔的河谷地带.     

云南省第一、二次全省湿地资源调查结果比较研究

第一次湿地资源调查,云南省有100 hm2以上各类湿地总面积23.53×104hm2,以河流湿地和湖泊湿地占绝对优势;第二次调查云南省湿地总面积56.43×104hm2,其中自然湿地39.31×104hm2,占湿地总面积69.66%,人工湿地17.12×104hm2,占湿地总面积30.34%。与第一次相比,第二次全省湿地资源调查湿地面积增加32.50×104hm2;第二次调查增加了季节性河流、喀斯特溶洞湿地、洪泛平原湿地、灌丛沼泽、森林沼泽、淡水泉、运河/输水河及水产养殖场8种湿地型,增加湿地面积2.34×104hm2;全省湿地类型自然保护区无论数量还是面积都呈现增加态势,数量共增加12个。     

珠穆朗玛峰国家级自然保护区湿地分布研究

利用2000～2009年覆盖珠穆朗玛峰国家级自然保护区的MOD09A1和MOD13Q1数据集的相关数据,该保护区1：5万DEM,并结合2008年9月采集的野外湿地数据,进行了基于增强型植被指数（EVI）、改进型调整植被指数（MSAVI）、地表水分指数（LSWI）、海拔和坡度5个参数的保护区湿地分布特征研究。结果表明,珠穆朗玛峰国家级自然保护区的湿地类型主要为河流、湖泊、沼泽和沼泽化草甸;湿地主要分布在海拔4100～4700m且坡度≤4&#176;的佩枯错、浪强错、多布扎等湖泊密集的高原湖盆地区、佩枯错与浪强错之间的平原地带和保护区中部及北部坡度较缓的河谷地区,大部分湿地分布在保护区的实验区内;2000～2008年保护区湿地以季相变化为主,6～9月（湿季）湿地面积约占保护区总面积的11．2％;6～9月湿地面积年际变化幅度小于保护区总面积的0．1％;坡度和海拔是影响保护区湿地空间分布的关键因素和提取该地区湿地空间分布范围的有效参数。     

基于Sentinel遥感数据的红树林信息提取研究——以广西茅尾海为例

基于2018年的Sentinel-1雷达影像和Sentinel-2光学影像数据,采用面向对象技术获取影像的光谱、几何、纹理、自定义特征和多极化后向散射系数5个种类的90个特征变量,基于随机森林算法进行特征选择,并构建多种特征组合方案,利用随机森林分类器对保护区内的地物进行识别并提取红树林信息。结果表明:多特征耦合优化模式的分类效果最好,总体精度为89.60%,Kappa系数为0.8756,其中,红树林的制图精度与用户精度分别为96.39%、97.56%;识别出的茅尾海红树林面积为19.2km2,占整个研究区的2.67%。该研究揭示了Sentinel-1和Sentinel-2数据在红树林监测中的应用潜力。     

两个时期若尔盖高原沼泽湿地景观格局的对比研究

以若尔盖高原为研究区,选择1977年的Landsat MSS影像、2007年的Landsat TM影像和研究区90m分辨率的数字地形图为数据源,利用景观生态学方法及遥感和地理信息系统技术,对若尔盖高原1977年和2007年两个时期的沼泽湿地(包括沼泽和沼泽化草甸)景观格局进行了对比研究。结果显示,与1977年相比,2007年研究区沼泽与沼泽化草甸的面积比(沼泽面积/沼泽化草甸面积)发生了明显变化,沼泽与沼泽化草甸的面积比由1977年的1/3减少到2007年的1/7;2007年沼泽面积明显减少,其面积只占沼泽湿地总面积的13%;两个时期,研究区沼泽湿地景观都集中连片分布,聚集度均高于90;与1977年相比,2007年沼泽湿地景观的斑块数减少,景观类型趋于单一,而平均斑块面积和聚集度都在增加;研究区沼泽湿地90%以上分布在坡度小于5°的空间范围内,随着坡度的增大,沼泽湿地的退化程度显著增高;与1977年相比,2007年研究区沼泽湿地景观分布质心发生了一定的空间位移,沼泽质心向西南偏移了3.88km,沼泽化草甸质心向东北偏移了12.35km。     

河南新乡黄河湿地鸟类国家级自然保护区景观格局动态分析

以河南新乡黄河湿地鸟类国家级自然保护区为研究区,利用遥感和地理信息系统技术,综合分析了1990年、2000年和2014年该保护区景观格局的时空变化。研究结果表明,1天然湿地面积不断减少,人工湿地面积大幅增加,农田面积占保护区总面积的50%以上;2斑块密度增加,而最大斑块指数和平均斑块面积显著减小,景观破碎化程度较严重;3景观多样性不断降低,景观格局向均衡化、单一化方向发展;4保护区景观格局变化是自然与社会经济等因素综合作用的结果,黄河径流量、降水量、气温、人口和社会经济发展是影响保护区景观格局变化的主要因素。     

面向对象的长江源区当曲流域高寒湿地信息提取(英文)

长江南源当曲流域是我国高寒沼泽湿地的集中分布地区之一,是青藏高原腹地重要的水源涵养地。对该地区湿地资源及分布的正确把握直接关系到当地牧民的生产生活及下游地区的经济社会发展。由于湿地光谱特征复杂,易于其他地类混淆,传统的遥感信息提取方法很难保证湿地信息提取的精度。本文运用面向对象的图像信息自动分类方法,对当曲流域内的湿地信息进行提取。在对各类型湿地的光谱特征、纹理特征及空间特征进行分析的基础上,充分结合DEM及其衍生数据(坡度、坡向), 归一化植被指数 (NDVI), 归一化水体指数 (NDWI) 及缨帽变换(Kauth-Thomas transformation)得到的湿度图层等参数,设置各参数阈值,建立各湿地类型的信息提取知识规则,并结合野外实地调查对信息提取精度进行验证。经检验,湿地信息提取的总体精度达到89.00%。     

1980年以来5个时期洞庭湖区国际重要湿地景观动态研究

国际重要湿地是中国乃至全球湿地保护体系的重要组成部分,研究国际重要湿地景观动态对于湿地保护和管理具有重要意义。以洞庭湖区3处国际重要湿地为研究对象,利用1980年、1990年、2000年、2010年和2015年的Landsat MSS/TM/ETM+/OLI影像数据,采用面向对象的遥感影像分类方法,解译出5个时期洞庭湖区3处国际重要湿地的土地覆被信息,提取各处国际湿地的土地覆被类型分布信息;结合景观指数和人为干扰度指数,探讨5个时期洞庭湖区湿地面积动态及其景观格局动态特征。研究结果表明,从1980年到2015年,洞庭湖湿地总面积减少了232.60 km^2;南洞庭湖面积减少的最多,湿地面积减少了218.54 km^2,损失率高达20.30%;3处重要湿地中的湿地斑块数量增多,湿地趋于破碎化,景观间连通度降低;西洞庭湖景观破碎化程度最高,湿地景观连通度差,聚集度指数(CONTAG)相对最小;洞庭湖区湿地仍然受到强度较高的人类活动干扰,其中,耕地扩张是造成湿地损失的主要原因。     

近20年广西北部湾滨海湿地时空格局变化研究

基于面向对象的信息提取方法,利用1990、2000和2010年Landsat TM遥感影像数据,提取北部湾滨海湿地信息,并对其空间分布及其变化进行研究。结果表明:基于面向对象法提取出的研究区3个时期滨海湿地分类总精度分别为91.02%、89.06%和89.84%,kappa系数均达到0.80以上;3个时期自然湿地在湿地类型构成中占绝对优势,其面积占湿地总面积的比例分别为66.96%、65.65%和64.90%;1990-2010年,研究区滨海湿地面积呈平稳增长态势,其面积由3 138.08km2增加到3 165.77 km2;湿地类型中养殖水面增幅最明显,其面积比重由1990年的3.19%增加到2010年的6.15%。1990-2010年,研究区滨海湿地变化明显,湿地之间、湿地与非湿地之间的相互转化频繁,受人为活动影响干扰突出。     

20世纪60年代以来6个时期盐城滨海湿地变化及其驱动因素研究

利用遥感和地理信息系统技术,对盐城滨海湿地20世纪60年代地形图和1980年、1990年、2000年、2010年、2015年遥感影像进行数字化和遥感解译,得到盐城滨海湿地分类信息;采用GIS空间分析方法和景观分析方法,分析了各时期盐城滨海湿地的景观特征;利用滨海湿地遥感分类和土地利用数据,研究盐城滨海湿地时空变化及其驱动因素分析。研究结果表明,20世纪60年代研究区主要湿地类型为泥质海滩和盐水沼泽,其面积分别占研究区总面积的48.5%和10.5%,2015年,研究区主要湿地类型为养殖池和水田,其面积分别占研究区总面积的20.6%和14.18%,盐水沼泽面积占7.8%,泥质海滩面积所占比例锐减到不足0.03%;20世纪60年代以来,研究区泥质海滩、盐水沼泽、淡水沼泽在不断萎缩;水田、养殖池和水库/坑塘在不断扩张,围填海活动导致研究区的陆地面积明显增加;研究区滨海湿地景观破碎化程度加重,斑块形状变的越来越复杂,稳定性变差,各类景观斑块呈均衡化趋势发展,随着经济发展,研究区滨海湿地受人类活动干扰的程度在不断加强;围填海、人口增长、生态环境污染和物种引入是盐城滨海湿地变化的主要驱动因素,泥沙淤积侵蚀和土壤性质变化是次要驱动因素。     

基于3S技术的长白山自然保护区湿地分类及分布研究

利用3S技术与实地调查相结合对长白山自然保护区的湿地系统进行了分类,从ALOS卫星影像提取土地覆被信息,将其与研究区的地貌、地形、水系等环境因子进行空间叠加分析,把该地区的湿地划分为2个系统、5个子系统和14个类型,并绘制出湿地分布图,研究湿地分类及空间分布特征.研究表明:1)从水平分布上看,湿地受地貌和水文影响较为明显.北坡坡度较小,易积水,沼泽湿地分布较多;南坡地势起伏较大,河网稀疏且多季节性河流.2)从垂直分布上看,沼泽湿地在山体上垂直分布特点较明显,沼泽以各种森林沼泽为主.河流湿地以长白山火山锥体为中心呈放射状分布,随海拔降低、坡度变缓而加宽.3)从景观破碎度上看,长白山自然保护区湿地总体景观破碎度较小,森林沼泽和高山苔原景观破碎度较大,受人为干扰明显.     

高原湿地若尔盖国家级自然保护区景观变化

以1990年和2000年及2007年landsat5 TM影像解译出的景观格局图为主要数据源,应用FRAGSTATS软件对景观斑块数、斑块面积百分比、Shannon多样性指数和Shannon均匀度等7个景观格局指数及景观类型转移矩阵定量,分析近20年来若尔盖保护区景观格局动态变化及其驱动因子.结果表明:17年来,若尔盖国家级自然保护区的斑块数、斑块面积百分比、聚合度、Shannon多样性指数和Shannon均匀度都发生了较大变化,景观尺度下退化沼泽为景观基底占优势的景观类型,2007年占全区总面积比例48.05%,该区在人类活动影响下,景观破碎度和异质性先降低后期增加,优势度增加后降低.1990～2000年,湖沼和河流水面积减少,沙地治理,退化沼泽、草甸和灌木面积分别增加了1 978.60 hm2、2 559.09 hm2和824.27 hm2,2000～2007年,湖沼水面积仍在退缩,退化沼泽、草甸类的草场面积持续增加,沙地显著增加1 945.90 hm2.气候变暖叠加人为排水疏干、过度放牧、无序旅游、管理局的保护管理及基础建设等是保护区湿地景观格局变化的主要驱动因素.