基于归一化指数分析的居民地遥感信息提取

以无锡市作为研究区域,采用2000年Landsat ETM+影像数据,通过对居民地的遥感机理分析,利用植被指数、水体指数、城镇指数相结合的方法提取居民地信息。分析遥感影像的谱间结构特征,通过试验,建立二值逻辑运算式,得到居民地遥感信息提取结果。并用该方法在不同时相不同地区的Landsat TM/ETM+影像上进行了进一步的验证。研究结果表明:该方法可以将居民地信息提取出来,并且效果较好。     

矿区水体变化遥感监测方法研究

采用遥感技术对矿区生态环境进行动态监测,对于人类健康和资源合理开发利用具有重要意义。本文以临沂苍峄矿区为研究区,采用多时相Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像,运用单波段法、谱间关系法、水体指数法等多种方法提取水体信息。在此基础上提出一种新的水体变化信息提取流程,即运用RGB彩色合成法对不同时相影像进行合成,根据不同色调反映像元的不同变化趋势,发现并提取变化信息,实现了矿区水体信息的变化监测。     

基于移动窗口分析法的西安市热岛效应研究

本文利用西安市两期Landsat5 TM影像,提取了西安市土地利用变化信息、NDVI指数、MNDWI指数和地表亮温,并基于移动窗口分析法进行了热岛效应边界的定量研究,旨在为陕西省地理国(省)情监测中环境监测部分探索一些可行的研究方法。研究结果表明:11年间,西安市热岛效应的发展趋势与城市扩张情况基本一致;地表亮温与植被指数和水体指数存在负相关关系,因此增加植被和水体面积有助于调节城市热岛效应的强度。     

面向不同环境背景的Landsat影像水体提取方法适用性研究

快速、准确地从卫星影像中提取水体信息一直是遥感应用的热点问题,在水资源管理、水环境监测和灾害应急管理等领域极具应用价值。虽然目前已有多种针对Landsat系列影像的水体提取方法,但由于地理位置、地形和水体形态等环境背景因素的影响,导致同种方法在不同的环境背景中呈现出不同的提取效果。本文针对人为影响严重、影像明暗对比强烈的城区（北京怀柔县城周边）以及地形起伏明显、水体细小的非城区（北京密云水库周边） 2种典型背景环境,选择波段设置略有差异的Landsat 5（2009年）和Landsat 8（2019年）卫星影像,对比了常用的指数法（NDWI和MNDWI）和分类法（最大似然法和支持向量机）在水体信息提取方面的优势和不足。结果表明：在城区背景中,SVM的准确性最高（总体精度>97%）;在非城区背景中,MNDWI与SVM的精度相当（总体精度>95%）,前者更适用于水体的快速提取,而后者提取的山间细碎河流更完整,且在Landsat 8中应用的效果更好。该研究为不同环境背景下水体提取方法的选择提供了参考。     

基于遥感监测方法的湖泊面积变化成因分析

利用近24年来不同时期的Landsat-8 OLI_TIRS卫星遥感图像作为数据源,本文对武汉市东湖水域进行了研究,分析得出近年来东湖水域面积动态变化情况,运用改进的归一化差异水体指数法(MNDWI)对水域面积进行提取,并结合历年各项气象数据、城市发展数据等影响因子进行相关性分析,研究结果表明:东湖近年水域面积变化与城市发展改造和人类利用方式变化具有很大相关性。     

近50年来刁口废弃亚三角洲海岸线变迁速率分析

刁口亚三角洲自废弃以来海岸地貌发生了巨大变化, 监测海岸线的变化对于保护和开发海岸带具有重要意义。本文以1976—2021年间典型年份的Landsat遥感影像和Google Earth高分辨率影像为数据源, 通过RS、GIS技术对刁口废弃亚三角洲地区的岸线进行提取, 最后用数字岸线分析系统对1976—2021年间的海岸线变迁进行定量分析。结果显示: 1976—2021年间海岸线以均值–23.24 m/a的速率向陆蚀退, 侵蚀程度逐年减弱, 且海岸线时空变化特征显著。就侵蚀程度而言, 刁口河口及东侧烂泥湾地区侵蚀强度最大(–165.49 m/a), 挑河口—刁口河口岸段次之(–127.61 m/a), 东北侧防海大堤岸段最小(–80.66 m/a)。1976—1986年研究区岸段处于快速侵蚀状态, 蚀退面积达102.7 km²; 1986—2006年处于持续侵蚀后退状态, 蚀退面积约为88.79 km²; 2006—2016年基本达到冲淤平衡状态, 2016年面积和2006年相差不大; 自2016年呈现缓慢蚀退状态, 年均蚀退速率为仅2.51 km²。岸线长度总体上表现为减少趋势, 但在1996年成为最低点后有所增加。刁口废弃亚三角洲海岸线变化主要受入海水沙、人类活动和海洋动力作用侵蚀的影响。     

基于谱间特征与多种指数分析的居民地信息提取方法

本文在分析现有居民地提取方法的基础上,提出将归一化建筑指数(NDBI)、改进归一化差异水体指数(MNDWI)、土壤调节植被指数(SAVI)、比值居民地指数(RRI)相结合进行居民地信息提取的方法。以浙江省宁波市为例,通过光谱采样及各类地物在4种指数上的取值分析,建立模型进行居民地信息提取及精度验证,结果表明:利用该模型可以实现居民地信息的自动提取,能提高居民地与裸地的可分性,减少背景地物的影响,总体精度为91.08%。     

基于数字化海岸分析系统(DSAS)的海岸线变迁速率研究:以黄河三角洲和莱州湾海岸线为例

海岸线变化对海岸带生态环境改变、滨海土地侵蚀有着极其重要的影响,海岸线的提取和监测对海岸带生态系统的保护和管理具有重要意义。本研究基于数字化海岸线分析系统(DSAS,Digital Shoreline Analysis System),研究了黄河三角洲和莱州湾的海岸线时空变化规律。研究结果表明:通过提取1985-2015年6期的Landsat影像,发现近30年来黄河三角洲和莱州湾地区海岸线均呈现显著的向海方向扩张的趋势,且增长速率逐渐加快。黄河三角洲的终点变化速率(EPR,End Point Rate)约为73.0 m/a、线性回归速率(LRR,Linear Regression Rate)约为75.5 m/a,黄河港-大咀沟增长速度最快(129.2 m/a),受黄河泥沙输送的影响,黄河口和老黄河口岸线的几何形态呈现平滑的变化趋势;莱州湾岸线的EPR和LRR约为139.5 m/a和144.3 m/a,淄脉河河口-白浪河河口段增长速度最快(197.6 m/a),岸线变化较为显著的区域主要集中在港口、圈海堤坝、海水养殖等的地方。DSAS模型在海岸线定量化分析中具有显著优势,利用EPR和LRR指标能够科学有效地模拟岸线在时间和空间上的变化速率。     

Evaluation of NDWI and MNDWI for assessment of waterlogging by integrating digital elevation model and groundwater level

Accurate information on the extent of waterlogging is required for flood prediction, monitoring, relief and preventive measures. The rule-based classification algorithms were used for differentiating waterlogged areas from other ground features using Resourcesat-2 AWiFS satellite imagery (Indian Remote Sensing Satellite with spatial resolution of 56 m). Two spectral indices normalized difference water index (NDWI) and modified normalized difference water index (MNDWI) were used for extracting waterlogged areas in Sri Muktsar Sahib district of Punjab, India. These indices extracted the waterlogged areas (cropped areas inundated with water) but the water features were less enhanced in the NDWI-derived image (when compared with MNDWI-derived image) due to negative values of NDWI and, mixing of water with built up features. The water features were more enhanced with MNDWI and the values of MNDWI were positive for water features mixed with vegetation. The overall accuracy of waterlogged areas extracted from the MNDWI image was 96.9% with the Kappa coefficient of 0.89. The digital elevation model (DEM) was extracted from ASTER-GDEM. The relationships among depth to the water table recorded before the incessant rain in the region, DEM and classified MNDWI images explained the differences in the extent of waterlogging in various directions of the study area. These results suggest that MNDWI can be used to better delineate water features mixed with vegetation compared to NDWI.     

水体信息遥感自动提取与演变分析——以南京城区为例

随着社会经济的快速发展,并伴随着人口增多、运输压力增大、洪涝灾害频发等一系列现实问题,水体的分布和面积变化越来越受到重视。如何快速、精确、有效地提取水体成为了亟待研究和解决的重大现实问题;水体的变化情况对居民日常生活、农田灌溉、航运、旅游及周边产业以及地区工业的发展都存在着直接的影响。同时,水体的质量以及分布情况也对验证当前地区的建设、环境保护情况以及帮助日后的地区规划建设有着重要的参考价值。遥感图像凭借其覆盖面积广、易获取、获取时间覆盖全面的优点,在水体提取和演变分析中起着重要的作用。本文基于1995年南京市主城区的Landsat TM遥感影像研究了监督分类法、MNDWI指数法、NDVI指数法和谱间关系法等4种水体方法的性能,以选取最佳的自动提取方法。实验部分选择包含TM影像第2、第3、第4、第5波段的谱间关系法作为研究南京市主城区20年间水体演变的提取方法。基于谱间关系法提取水体,对南京市主城区两个实验区域,统计各年份水体面积并结合社会经济建设发展规律、自然变化等方面的因素,对每间隔10年的水体情况进行演变分析,总结演化规律。实验表明,基于谱间关系法的研究成果,南京市面积变化呈波动(先升后降)。谱间关系法相对于监督分类方法、NDVI指数法、MNDWI指数提取在城市湿地上表现良好,但在一定程度上还存在错分的现象。