分步迭代的多光谱遥感水体信息高精度自动提取

以LANDSAT卫星遥感数据为信息源, 在归一化差异水指数(NDWI)计算的基础上, 采用“全域—局部”的分步迭代空间尺度转换机制, 将全域分割、全域分类、局部分割与分类等计算过程有机地结合起来, 分阶段地融合了水体信息提取所需的不同层次知识, 并建立迭代算法实现了水体最佳边缘的逐步逼近, 获得了高精度的水体信息提取。通过对青藏高原试验区湖泊信息提取的实验表明, 该方法除了能够实现对复杂多样的水体信息进行高精度自动提取外, 还可有效避免与阴影等信息的混淆。     

高山冰川多时相多角度遥感信息提取方法

提出一种多角度遥感影像的冰川信息提取方法。通过"全域—局部"的阈值分割方法获取短时期内不同时相的遥感影像的冰雪边界,结合地形信息和多时相遥感影像的太阳角度信息,联合消除山体阴影对冰川的遮挡,并以多期影像的最小冰雪边界作为最佳冰川边界。以托木尔峰西侧冰川为研究对象,采用2009—2010年4个时相的遥感影像提取冰川信息。结果表明多角度遥感提取的冰川边界效果好,能有效地排除积雪与山体阴影的干扰。     

面向对象的山区湖泊信息自动提取方法

传统的水体信息提取主要利用水体反射与吸收光谱特征构建各种光谱指数模型,进行全局像元级的提取。然而,不同水体类型的光谱、空间形态与空间分布特征均有显著差异。对于山区图像而言,山体阴影、冰雪、裸岩等地物的干扰使全局性水体光谱指数模型难以取得很好的提取精度。面向对象的图像分析方法通过对遥感图像进行分割,从全域—局部上耦合分析水体的光谱、空间形态、空间分布与空间关系等特征,构建了通用性强的湖泊信息提取规则集,最终实现湖泊水体信息的自动化提取。通过eCognition软件对Landsat TM图像的实验结果表明,该方法可以完全避免像元级阈值水体信息提取中出现的一些错误的"零星水体",自动且高效地提取出了山区湖泊水体信息,在无云情况下提取精度达95%以上。     

高分一号遥感影像在青藏高原湖泊的提取方法

基于高分一号影像,选用归一化差异水体指数(NDWI)阈值法、LBV变换法、"全域-局部"水体自动分割法,分别提取了布若错、赛布错和雅根错的边界。分析对比3种方法,结果显示NDWI阈值法与LBV变换法从整张影像中提取湖泊边界,影像中的非湖泊范围的区域如阴影区等,会误判为湖泊的像元;"全域-局部"水体自动分割法将提取范围从全域转为局部,减少了非湖泊范围内地物信息的干扰,并对每个湖泊的NDWI阈值独立判断,实现了湖泊边界的精细提取。     

DEM 辅助下的河道细小线性水体自适应迭代提取

提出了一种河道细小线性水体自动识别方法。该方法综合应用了空间知识、光谱计算和全局--局部迭代模型算法。首先,利用全球30米ASTER DEM数据,生成流域的水系分布矢量图;然后,以DEM水系分布图作为先验知识,通过空间分析形成信息提取目标区,为后续信息提取提供了目标靶区;再次,通过水体光谱指数计算和NDWI全局阈值分割,得到靶区水体分布的初步信息;最后,在水体指数全域分割的基础上,通过局部水体指数物理特征分析、自适应阈值选择和迭代计算,实现局部河道水体精确提取。试验采用ETM+数据对伊犁河上游的支流河道进行信息提取,结果表明该方法能够快速准确地完成大流域范围内的河道水系制图,并能够最大程度地降低细小河道水体识别中背景光谱信息混杂的干扰,提高了遥感信息提取的针对性和计算的效率。     

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.     

基于阈值分割与决策树的SAR影像水体信息提取

目前我国的GF-3 SAR数据可实现全天时全天候的对地观测,已服务于海洋、减灾、水利、气象等多个领域。改进了基于阈值分割法与决策树的GF-3 SAR影像水体信息提取方法,首先对GF-3 SAR影像进行基本处理;再采用KI二值化阈值分割法进行图像分割;然后通过构建知识决策树模型来提取水体信息,为了提高精度,采用GDEM数据进行地表建模,提取山体阴影;最后利用空间分析功能将地形建模阴影图与提取的水体范围进行匹配,去除山体阴影,进而获得水体信息的精确范围。通过混淆矩阵计算得到水体信息提取的总体精度为89.22%,Kappa系数为0.71,精度优于基于光学GF-2号影像的水体指数法提取结果。整个流程人工干预少,具有自动化更强、效率更高的优势。     

Landsat影像冰川提取的上下文感知语义分割网络法

针对冰川提取存在云阴影、山体阴影、结冰湖泊等同物异谱、同谱异物导致难以有效区分的问题,设计了一种用于冰川提取的上下文感知深度学习语义分割网络。首先引入resnet50作为基准编码网络,以实现冰川特征提取的精度和效率平衡,其次针对现有语义分割网络存在上下文信息学习不足方面,设计了包括空洞卷积组块和最大池化组块的上下文信息提取层,以便更好地提取冰川的上下文信息。选择多景样本数据和验证数据的多源遥感影像进行试验,与现有基于特征指数的冰川提取方法、其他深度学习语义分割网络方法进行定性和定量对比,结果表明本文网络方法在结冰湖面等误提取,阴影的漏提取,以及提取结果完整性等方面,具有较好的效果,验证了本文方法的有效性与稳健性。     

基于光谱角匹配算法的水体信息提取研究

针对水体信息提取时,传统算法不能较好地解决山体阴影被误提为水体的问题,引入多用于高光谱数据处理的光谱角匹配算法,以Land-sat8 OLI(band1-band7)为数据源,以黄河小浪底水库周边区域为实验区,开展水体信息提取研究,结果显示:水体指数法和波段关系提取的结果中有大量的山体阴影信息,提取精度不超过30%,而光谱角匹配法提取结果受阴影的影响较小,提取精度在99%以上。     

基于SPOT-5图像的城市水体自动提取模型研究

以南京市主城区为对象,研究基于SPOT-5图像的城市地区水体信息的提取方法.分析表明,对SPOT-5的SWIR波段进行简单的阈值处理,可以清晰地将水体与阴影提取出来.在分析水体和阴影光谱特征和空间特征（形状指数等）的基础上,建立了基于SPOT-5图像的城市地区水体的自动提取决策树模型.精度验证表明,该模型的水体提取精度较监督分类的提取精度提高2.5%,尤其在具有许多建筑物阴影的局部区域,本模型的水体提取精度提高11.6%.此外,本模型还具有很好的移植性,只是在阈值大小的确定上会有部分差异.     

Mapping urban growth of the capital city of Honduras from Landsat data using the impervious surface fraction algorithm

This study developed an impervious surface fraction algorithm (ISFA) for automatic mapping of urban areas from Landsat data. We processed the data for 2001 and 2014 to trace the urbanization of Tegucigalpa, the capital city of Honduras, using a four-step procedure: (1) data pre-processing to perform image reflectance normalization, (2) quantification of impervious surface area (ISA) using ISFA, (3) accuracy assessment of mapping results and (4) change analysis of urban growth. The mapping results compared with the ground reference data confirmed the validity of ISFA for automatic delineation of ISA in the study region. The overall accuracy and Kappa coefficient achieved for 2001 were 92.8% and 0.86, while the values for 2014 were 91.8% and 0.84, respectively. The results of change detection between the classification maps indicated that ISA increased approximately 1956.7 ha from 2001 to 2014, mainly attributing to the increase of the city’s population.     

Classification of glacial lakes using integrated approach of DFPS technique and gradient analysis using Sentinel 2A data

It is important to identify and locate glacial lakes for assessing any potential hazard. This study presents a combination of semi-automatic method Double-Window Flexible Pace Search (DFPS) and edge detection technique to identify glacial lakes using Sentinel 2A satellite data. Initially, Normalized Difference Water Index (NDWI) has been used to identify water and non-water areas, while DFPS and Edge detection technique has been used to identify an optimum threshold value to distinguish between water and shadow areas. The optimal threshold from DFPS process is 0.21, while threshold value of gradient magnitude using edge detection process is 0.318. The number of glacial lakes identified using the above algorithm is in close agreement with previously published results on glacial lakes in Gangotri glacier using different techniques. Thus, a combination of DFPS and edge detection process has successfully segregated glacial lakes from other features present in Gangotri glacier.     

基于DEM的平缓地区水系提取和流域分割的流向算法分析

本文以地势较为平坦的秦淮河流域为实验样区,以高精度DEM(5m分辨率)和地形图水系为基础数据,对比分析了单流向算法(D8算法)、多流向算法(Dinf法)以及添加数字化河道信息后的单流向算法(AgreeD8算法)3种算法下水系提取和流域分割的结果。实验结果表明,提取得到的水系更逼近于实际河网,该算法既有效提高了水系提取和流域分割的精度,又保留了D8算法模型简单、稳定性强、运行效率高等优点。     

基于圆增长特征的点状要素群选取算法

控制点、独立地物等在地图上呈点群状表达,如何高效、合理地实现此类要素的自动综合是地图多尺度表达的重要问题。文中在前人研究的基础上,提出一种基于圆增长特征的点状要素群结构化选取算法,实现点状要素群的自动选取。其基本原理是：根据一个点与其周围点重要性程度的比较来确定该点删除与否,从而确保其拓扑关系和几何信息的正确性。实验证明：该算法实用、有效。     

基于色彩空间转换及模糊约束聚类的地形图自动分色

针对彩色地形图的自动分色问题，提出了一种新的模糊聚类算法。该方法首先对地图的色彩空间进行转换，使其支方图的峰谷特性更加明显，然后对模糊C—均值(FCM)聚类算法进行模糊约束，并把此算法扩展到2维空间，从而较好地解决了地图的自动分色问题。此算法已编程实现，效果比较理想。     

基于几何规则的车载近景立体影像道路交通标线自动提取

道路交通标线信息是道路导航地图中必不可少的数据，对于制作精度更高、道路细节信息更加丰富清晰的高精度导航地图具有重要的作用。本文以车载近景立体影像中的道路交通标线信息自动提取为研究目标，针对道路交通标线快速、精确采集的应用需求，提出了基于几何规则的车载近景立体影像道路交通标线自动提取方法。该方法首先分析了道路交通标线的几何特征；其次，构建了基于几何特征的交通标线信息提取规则；最后，以标线种子点为基础，结合前述规则，实现了道路交通标线三维空间信息的自动采集。以南京师范大学的车载移动测量系统拍摄的实际近景立体影像为数据进行了试验，试验结果证明，本文方法相比传统人机交互采集方法，在交通标线特征点采集效率、标线几何相似度等方面有较大的优势，可为高精度导航地图的生产提供一种可借鉴的技术支撑。     

像元与对象特征融合的高分辨率遥感影像道路中心线提取

提出了一种融合像元-多尺度对象级特征的高分辨率遥感影像道路中心线提取方法。首先在像素级上提取影像的纹理和形状结构特征,在构建的多尺度分割集影像上提取对象的区域光谱特征。然后,将像元级特征与多尺度对象特征进行决策级融合,完成道路网的粗提取。最后,结合本文所提出的非道路区域自动去除算法和张量投票算法,实现道路中心线的精提取。不同场景、不同分辨率数据下开展的试验结果表明,该方法可有效改善传统道路提取方法易产生的"盐噪声"和非道路地物粘连现象。     

Using Sentinel-1A DInSAR interferometry and Landsat 8 data for monitoring water level changes in two lakes in Crete,Greece

Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar (DInSAR) methodology has been successfully employed to detect water level changes and produce corresponding water level variation maps. In this study, Agia and Kournas lakes, located in Western Crete, Greece, were used as pilot areas to monitor water level change with means of SAR interferometry and auxiliary Earth Observation (EO) data. The water level variation was monitored for the period 2015–2016, using Sentinel-1A imageries and corresponding stage water level data. Landsat 8 data were additionally used to study vegetation regime and surface water extent and how these parameters affect interferograms performance. The results highlighted the fact that the combination of SAR backscattering intensity and unwrapped phase can provide additional insight into hydrological studies. The overall analysis of both interferometric characteristics and backscattering mechanism denoted their potential in enhancing the reliability of the water-level retrieval scheme and optimizing the capture of hydrological patterns spatial distribution.     

Automated Production of Schematic Maps for Mobile Applications

The advent of high‐end miniature technology, together with the increasing availability of large scale digital geographic data products, has created a demand for techniques and methodologies that assist in the automated generation of maps specifically tailored to mobile GIS applications. This paper concerns itself with the problem of automatic generation of schematic maps. Schematic maps are diagrammatic representations based on linear abstractions of networks. In the context of mobile mapping they are seen as being a particularly useful means of displaying transportation networks. This paper describes an algorithm that automates the production of schematic maps. The algorithm makes use of the simulated annealing optimisation technique. An implementation of the algorithm is also presented, together with experimental results.     

基于ArcGIS Objects的简易找矿模型分析的研究与实现

目前大部分找矿模型的实现,大多只能借助现有的地图资料,根据经验,人为手工圈定找矿靶区,利用计算机实现自动计算靶区仍是一个新鲜话题。本文借助ArcGIS Objects二次开发的手段,分析现有地质资料数据,依据专家简易金矿找矿模型,研究并实现计算机生成专题图、自动框选采矿靶区,计算专题图中每个要素的金矿成矿可能性大小,最终以金矿赋值度的形式展示,并以实际钻孔数据对模型分析的结果进行验证。