基于NDWI分割与面向对象的水体信息提取

基于OLI融合影像,运用面向对象的目标提取方法对龙羊峡水体信息进行了提取。先将NDWI作为一个波段叠加到融合后的多波段影像中参与多尺度分割,再结合隶属度函数分类方法,选定NDWI的阈值范围提取水体信息,最后与基于像元的NDWI水体提取方法进行了比较。结果表明,两种方法受冰雪影响均较小,但面向对象的NDWI水体提取方法受山体阴影和薄云的影响较小,能完全消除基于像元的NDWI水体提取方法出现的"零星水体"现象。     

综合水体指数的创建

在对NDWI和MNDWI等传统水体指数进行分析的基础上,本文提出了一种创建水体指数的新思路:将多光谱图像进行LBV和HSV等复合变换,综合利用变换前的多波段信息和变换后的新波段信息绘制地物光谱曲线,寻找水体的光谱特性,进行水体指数的创建.本文利用ETM+图像HSV变换后的Sat波段以及LBV变换后的V波段,创建了综合水体指数(SWI),并利用SWI进行了遥感影像水体信息自动提取实验.实验表明:利用SWI能准确提取水体信息,有效减少水体提取结果中的误提取像元.     

融合随机森林模型和6种水体指数的上海市水体信息提取

为快速、准确地掌握水体分布信息,本文以上海市为研究区,基于多时相Sentinel-2卫星数据构建水体提取特征集,并采用效率高、稳健性好的随机森林模型,对研究区内的水体进行提取。水体提取特征集在现有光谱波段特征的基础上加入6种水体指数,分别为NDWI、MNDWI、AWEI_sh、WI₂₀₁₅、SWI和RWI,旨在提高水体提取精度。针对10个光谱波段特征及6种水体指数,设计了8种试验方案探究加入水体指数对于水体提取的作用。结果表明,将6种水体指数全部加入的方案精度最高,为97.910%;NDWI和RWI能提高水体提取精度、降低漏提率和误提率。     

改进分水岭方法下的遥感图像水体提取

针对当下全球的水域环境监测中水体提取不完整、与周围地物区分错误等问题，以山东潍河为研究对象，提出了一种改进分水岭分割方法。首先提取目标水体的光谱信息分量作为前景图，然后将膨胀后的水体对象作为背景图，利用前景图与背景图叠加生成标记图，最后利用标记图通过分水岭变换对原图像进行分割以实现水体信息的自动提取。本文将试验结果与OpenCV中手动标记种子点的分水岭算法、基于Canny边缘的分水岭算法、结合形态滤波和标记的分水岭分割方法结果进行了对比。结果表明，本文算法比用种子点手动标记的方法更加自动化，提取的水体更加完整准确；相比于Canny边缘方法又避免了过度分割；比结合形态滤波标记的方法也更加完整准确，目标水体明显，对于水体提取是一种自动化的有效方法。     

基于局部自适应阈值的GF-3 SAR影像洪涝水体提取

针对全局阈值法在大场景SAR图像水体提取时存在的局限性以及山体阴影对水体提取的干扰,提出一种DEM辅助下基于自适应阈值的SAR影像洪涝水体提取方法.首先结合DEM和SAR卫星轨道参数去除山体阴影产生的辐射失真区域,利用K-means聚类算法得到初始的水体分布图;然后在初始水体信息基础上,通过窗口提取局部区域的水体和非水体,并采用KI算法对局部区域进行自适应阈值的计算,实现自适应阈值水体信息的快速提取.利用湖南省东北部GF-3精细条带2成像模式(FSII)SAR影像进行洪涝水体提取实验,研究表明该方法既保留了水体的细节信息,又能减弱噪声、山体阴影等的影响,F-Measure指数高于全局阈值法,其查准率较全局阈值法提高了7.97％,尤其适用于含山区影像的大范围洪涝水体快速提取.     

Sentinel-2和Landsat8影像的四种常用水体指数地表水体提取对比

利用卫星影像快速准确地提取湖泊等地表水体范围一直是一个重要的研究课题,其对洪涝灾害监测、水资源管理与利用等具有重要意义。Sentinel-2 MSI和Landsat8 OLI数据是目前主流的开放获取的中高空间分辨率遥感影像。以鄱阳湖区为研究对象,首先,分别使用归一化差异水体指数(normalized difference water index,NDWI)、改进的归一化差异水体指数(modified normalized difference water index,MNDWI)、自动水体提取指数(automated water extraction index,AWEIsh)和基于线性判别分析的水体指数(water index,WI2015)等4种常用的水体指数从2种影像中提取湖泊水体的分布信息;然后,分析了在同种水体指数之下2种影像提取结果的差异性和同一幅影像中4种水体指数提取结果的不同;最后,利用同期的高分一号影像目视解译的结果对水体提取结果进行了精度验证。结果表明,对于2种遥感影像,4种水体指数均能成功地提取出研究区的大部分水体; AWEIsh和WI2015的提取精度最高,在Sentinel-2和Landsat8影像上分别达到了98%和94%以上,MNDWI次之,NDWI的提取精度最低;相对而言,Sentinel-2影像提取的水体细部信息更为明显,整体提取效果优于Landsat8影像。     

高分一号卫星遥感影像提取冰川堰塞湖水体方法比较

快速准确地从遥感影像提取冰川堰塞湖水体信息,是研究冰坝遥感监测与应急监测的核心热点问题。以GF-1卫星遥感影像为主要数据源,采用归一化差分水体指数(NDWI)、改进阴影水体指数(ENDWI)和面向对象(SVM)对克亚吉尔冰川堰塞湖水体进行定量提取。比较分析3种水体判识方法,3种方法均可以提取完整的水体边界,并且抑制了90%以上的非水体信息。NDWI法和ENDWI法可应用于GF-1地表水体提取,能够满足冰坝水体监测与应急监测需求,但面向对象法最适宜GF-1影像的水体信息准确提取。     

一种改进光谱角匹配的水体信息提取方法

快速、准确地从卫星遥感影像上获取水体信息已成为水资源调查及监测、湿地保护、洪涝灾害评估等领域的重要技术手段。本文以GF-4卫星的PMS传感器影像为数据源,提出了一种改进光谱角匹配（MSAM）的水体信息提取方法,以内蒙古中东部和长江中下游两个试验区为研究对象,对比分析了MSAM与单波段阈值法、NDWI阈值法、支持向量机和光谱角匹配等传统方法的水体信息提取结果,并进行了精度评价。试验结果表明,本文提出的MSAM方法不仅能准确地提取水体信息,而且能很好地区分水体与云阴影,对细小水体的提取也具有很好的效果。在内蒙古中部和长江中下游两个试验区的水体提取精度分别达到99.86%和98.37%,在5种水体提取方法中的精度最高,可以有效地提取水体信息。     

基于多源遥感数据的水体信息提取研究

卫星遥感技术已被广泛应用到水体信息提取中,但目前基于遥感技术的水体信息提取多采用单一的遥感数据源,而没有充分利用多源数据的信息复合优势,因此,提取结果经常受天气气候或空间分辨率限制。本文研究了不同尺度、不同平台的多种遥感数据源的水体信息提取方法。首先,基于波谱间关系决策树分类算法对Landsat ETM+图像进行水体提取,利用其分辨率优势较准确地提取出水体范围;其次,在Radarsat SAR图像上利用阈值法粗提取水体信息后,结合DEM剔除阴影得到水体信息;最后,利用灾前Landsat ETM+图像水体信息提取结果和灾中Radarsat SAR图像水体信息提取结果,进行差值处理,得到洪水淹没范围。研究结果可以为洪水灾害监测与评估提供信息依据。     

基于GF-1遥感数据的城市水体信息提取方法研究

水体信息的高精度提取是水资源监测、调查与管理等研究领域的关键问题。本文选取国产GF-1卫星影像作为数据源,根据影像中典型地物光谱特征采用归一化水体指数法(NDWI)、多波段谱间关系法对研究区进行了水体提取,并通过结果分析提出了基于主成分分析与多尺度分割技术的综合水体信息提取方法。对以上4种方法进行对比分析,验证结果表明:归一化水体指数法易受阴影信息影响;改进的多波段谱间关系法能较为完整地提取水体信息,但受小范围阴影信息影响;主成分分析综合法总体精度较高;多尺度分割提取法能有效地分离水体信息与非水体信息,水体信息提取的效果最佳。     

澳大利亚水资源和水权管理

澳大利亚以州为主,对水资源采取联邦、州、地方三级管理的架构;同时实行流域管理与行政区域管理相结合的体制,水资源(包括地下水)、水体环境、水权市场进行全面治理.维多利亚州是该国水权登记和水权交易制度建立最早的一个州,经过20世纪60年代的水权改革,该州水权类型主要有:水源份额、供水份额、用水许可证、(水源)取用许可证、水源限额、协议供水、工程许可证、登记许可证、环境用水权,构成了该州现代水权分类的基本体系;该州水权登记具体由州水务登记局负责.澳大利亚在水资源及水权登记管理的做法为我国自然资源统一确权登记提供借鉴与参考.     

基于山地水体指数的水体边界提取方法

对水体进行准确快速的监测是环境研究的重要需求,也是水资源管理的重要工作.山地水体所处位置地形地貌复杂多变,人工实地调查难度更大,更加需要利用遥感方法来自动提取水体.在分析Landsat8多波段影像中岩石和土壤光谱反射特性的基础上,改进了归一化差分水体指数,提出了山地水体指数.相较于其他水体指数,该指数能有效抑制山地中土...     

基于水污染差异指数(WPDI)的水污染监测研究

相对于传统的采用定点定剖面采样进行水污染研究的方法,利用遥感数据对水污染进行监测的遥感手段具有视野广、研究周期短、数据获取快速、成本低廉、反映的信息客观真实等优点。基于此现状,本文提出水污染差异指数,通过多时相遥感影像计算水污染差异指数以量化正常水体和污染水体之间的波谱特性差异,以西南交通大学(犀浦校区)及周边区域的水污染监测为例验证其可行性。     

数字水利到智慧水利的构想

摘要：数字水利和智慧水利是水利信息技术不同的发展阶段。论述数字水利的概念、产生与发展,以及数字水利已取得的成就;阐述智慧水利产生的背景、特点、与数字水利的关系,以及从数字水利到智慧水利跨越的重大意义;通过对水利信息技术的发展进行理性思考,指出建设智慧水利必须依据科技发展的自身规律,结合地区社会经济的实际情况,量力而行。     

智利水资源管理及水权登记制度

本文对智利水权管理历史发展的四个阶段,即宽松获得水权、政府加强控制、市场机制主导到社会与环境利益综合协调进行了回顾,对政府和市场作用进行了分析,对智利水权设置进行了介绍,对水权登记制度中登记部门与水资源管理机构职能分工及衔接特点进行了分析,以期对我国相关制度建设有所借鉴.     

基于SD-GIS的突发水污染事故水质时空模拟

将一维河流水质系统动力学模型用于水质模拟,建立了系统动力学(SD)和GIS关联的概念框架,并基于组件式GIS和SD模型开发了水污染事故水质模拟实验系统.以2005年11月发生的松花江水污染事故为例,对特征污染物硝基苯浓度的时空变化进行了动态仿真模拟.结果显示,通过建立SD和GIS的关联,能够实现水污染事故中污染物的时空分布模拟,以及基于模型参数的模型调控与情景分析,为突发水污染事故应急方案的优选提供科学、可行的依据.     

积水沉陷区水体的表观光学特性参数测量与分析

通过实际测量试验区的积水沉陷区水深值,了解水体光学特性随水深不同而引起的衰减特征变化,建立水深与光谱特性响应间的关系表达式,确定获取水深信息的最佳波谱范围;揭示了叶绿素、悬浮物质、CDOM等水体组分与水体光谱特征变化的关系,探讨因水体各主要组分变化而引起的水体光谱吸收光谱、散射光谱的变化规律.     

南非水资源管理及其确权登记

本文通过对南非水资源相关立法的梳理,总结了南非水资源所有权所经历的非洲本土习惯法、罗马法传统、河岸权制度,水权阶段、水资源国家所有等不同阶段.对南非用水类型以及水权来源进行了描述.在此基础上,对南非的水权登记目的、登记的情形、登记义务人、登记内容、登记效力等进行了综述.同时对南非水权确权的内容、程序、支撑手段等进行了分析.以期对我国水权登记制度的建设有所启发.     

水功能区水环境功能区建库方法及实现

水功能区水环境功能区是水资源开发利用与保护、水污染防治和水环境综合治理的基础,其数字化建库是生态环境保护综合协同管理的重要工作.结合浙江省水功能区水环境功能区建库介绍了功能区建库的技术路线,通过功能区划定、空间数据采集、质量检查等工作,解决了功能区划分采集、拓扑关系处理、功能区长度确定、集水区范围划定等问题,实现了功能...     

Water Quality Monitoring to Support the European Commission's Water Framework Directive Reporting Requirements

This article aims at providing a simple way for water quality monitoring in a set of reservoirs using an earth observation‐based approach and the assessment of the use of this technique for a monitoring network in order to meet the requirements and objectives of the Water Framework Directive (WFD) by the Member States of the European Union. The study carried out was preformed in 42 reservoirs of the Ebro River Basin, in the northeast of Spain. The proposed methodology is based on the development of an algorithm for the estimation of water quality by means of LANDSAT TM band reflectance. Some band ratios were used in the model as well. Trophic State Index (TSI), calculated by means of Secchi Disc Transparency data, was estimated using a forward stepwise multiple regression analysis and the TM2 band and TM1/TM2 ratio. The final results showed a large variability in water quality across reservoirs. Moreover, substantial spatial heterogeneity was also observed in the water bodies. These results demonstrate the likelihood of developing a monitoring network based on remote sensing techniques for the implementation of the WFD.