GF-1卫星WFV影像间匀色方法

影像匀色方法是决定拼接后影像能否进一步用于遥感定量化应用的重要环节之一。本文针对我国高分辨率对地观测系统的首发星——GF-1卫星宽覆盖WFV传感器4相机拼接成像特点,提出了一种基于交叉辐射定标的影像间匀色方法。该方法首先利用传统的交叉定标方法获取某一台WFV相机在轨绝对辐射定标系数,然后采用统计分析和仿真模拟方法建立了相邻相机影像间DN值、表观辐亮度的相关模型,在完成相机间绝对辐射性能传递的同时,实现了影像间匀色处理。试验结果表明利用本文获取的交叉辐射定标系数能够有效地消除相邻相机影像重叠区域辐射不一致性的问题,实现WFV影像间匀色。该匀色方法可为其他类似卫星传感器影像间匀色提供参考依据。     

GF-1 WFV影像的翅碱蓬植被指数构建

目前大部分植被指数主要针对绿色植被构建,缺乏针对其他颜色特别是红色植被的指数。此外,面向湿地或潮间带植被识别提取的植被指数也相对较少。为拓展针对红色植被指数构建的研究,结合翅碱蓬植被的红色特征,基于高分一号（GF-1）卫星宽覆盖影像（wide field of view,WFV）,通过对比翅碱蓬及其周边地物在GF-1 WFV影像中的光谱反射率特征,构建了翅碱蓬植被指数（suaeda salsa vegetation index,SSVI）。为评估SSVI提取翅碱蓬的精度,以辽宁双台子河口湿地自然保护区为研究区,采用各种植被指数分别提取了不同年份的5景GF-1 WFV影像翅碱蓬信息,并对提取结果精度及错分像元数进行统计分析。结果表明,SSVI平均提取精度为88.6%,平均错分像元占研究区比例为5.1%,在5个指数中提取翅碱蓬精度最高、效果最好。此外,5期影像间较大的时间跨度也证明了SSVI的鲁棒性较强,具有较好的适用性,受时间影响较小。综上,构建的SSVI可有效用于翅碱蓬的识别与提取,并监测其时空变化。     

GF-1卫星WFV影像几何定位稳定性研究

针对GF-1卫星WFV传感器高分辨率与大视场相结合的特点,本文将ZY-3卫星传感器校正产品作为参考,通过分析同名点对的地理信息,对北京地区WFV传感器4台相机影像相对几何定位精度进行长时间序列评价,分析其误差特征。试验结果表明,单景影像均出现了明显的系统几何定位误差,但是不同时相影像的几何定位误差方向并无明显规律。针对该现象本文基于相机成像原理,从理论上证明了仅利用某一时相影像的有理函数模型补偿参数是无法有效消除其他不同时相影像系统误差的。     

利用Landsat 7与GF-1 WFV影像反演地表温度

地表温度在地气循环系统中具有重要作用,是目前地理学研究的重点。然而目前的国产高分辨率影像缺少热红外波段,且具有热红外波段的影像分辨率较低。基于此,本文利用低分辨率影像降尺度方法反演高分辨率影像的地表温度。首先通过Landsat 7影像的热红外波段,提取典型地物的地表温度;对GF-1 WFV影像进行预处理后,利用全约束最小二乘法对高分辨率影像进行混合像元分解;根据平均温度模型,得到高分辨率影像的地表温度,并进行降尺度,通过Landsat 7影像进行精度验证。验证结果显示,均方根误（RMSE）为1.40℃,平均绝对误差（MAE）为0.44℃,精度较高。     

不同大气校正模型对GF-6 WFV影像清晰度的影响评价研究

为探讨不同大气校正模型对高分六号(GF-6)WFV影像清晰度的提升,利用主客观相结合的方法对大气校正后的影像清晰度进行评价。结果表明:1)不同大气校正模型对影像清晰度提升的效果不同。从基于地理视觉要素的主观评价来看,大气校正后的GF-6 WFV影像纹理特征更为明显,清晰度得以提升。2)基于影像特征的定量评价结果表明,不同的大气校正模型对GF-6 WFV影像清晰度提升程度不同,快速大气校正对影像提升效果最为明显。3)从基于色彩保真度的定量评价结果可知,不同大气校正结果对不同地物反射率影响较为明显,FLAASH大气校正结果更适合于植被遥感应用研究,快速大气校正模型的适用范围更广。     

面向GF-7影像的绿波改正归一化水体指数构建

针对高分辨率的GF-7卫星影像水体指数构建,本文以南京市浦口区为研究区,提出了一种绿波改正归一化指数（GNDVI）,并用单波段阈值法、NDVI、NDWI、CWI及SBI等方法与其进行精度比较。结果表明,GNDVI指数法总体精度高于其他方法,达97.26%,水体信息更加完整,对山体及建筑物阴影的抑制较好,效果最优。为GF-7遥感影像在水资源保护应用和研究提供了可用的技术参考。     

月尺度农作物提取中GF-1 WFV纹理特征的应用及分析

农作物种植结构包含农作物种类、数量结构和空间分布特征等信息,是农业科学管理的基础.在不考虑农作物时间序列最佳窗口期的前提下,以石津灌区为研究区,基于高分一号(GF-1)WFV影像计算并分析纹理特征在农作物分类识别中的能力.并在纹理特征分类效果相对较差的时相内引入植被指数,从而弥补纹理在农作物表达上的缺陷.经过对比各组分...     

基于GF-1卫星数据的新增建设用地监测试验与分析

选择内蒙古包头市石拐区和江苏省徐州市贾汪区分别作为典型山地、平原试验区,开展了GF-1卫星数据的新增建设用地监测能力试验与分析。试验结果表明,基于GF-1卫星数据的新增建设用地监测图斑属性精度,新增建设用地占用耕地、非耕农用地图斑面积精度,以及最小可监测图斑面积,满足土地利用动态遥感监测业务相关规范要求。     

利用GF-1 WFV影像和FY-3D MERSI火点产品提取过火区的方法

利用遥感技术获取过火区信息对生态环境监测具有重要意义,其中高分辨率数据更适合提取小范围过火区。目前已有多种利用国外火点产品结合遥感影像提取过火区的研究。为了增强国产遥感数据火情监测能力,提高小范围过火区的提取效率和精度,基于过火前后2幅GF-1 WFV影像和多时相FY-3D MERSI火点产品开展过火区提取研究。2处研究区分别位于四川省凉山彝族自治州木里藏族自治县和西昌市。首先根据火点与过火区形成的关系,结合火点的时间、空间和光谱特征,筛选并扩充火点像元,确定过火区粗略范围;然后确定每种地表类型的分割阈值,分类过火像元和非过火像元;最后剔除周边小斑块,得到过火区提取结果。以人机交互方式获得的过火区参考真值作验证,并与神经网络分类法提取过火区的结果作对比。结果表明本文方法的过火区提取结果精度要明显高于神经网络分类法,Kappa系数达到0.82。该方法可以充分结合GF-1 WFV影像和FY-3D MERSI火点产品数据的优势,降低样本像元选择时间成本和不确定性,快速准确地提取小范围过火区。未来可考虑通过选择更高精度的火点产品,结合实地考察验证对该方法改进完善。     

构建面向城市建设用地的空间数据仓库

本文旨在解决从多源异构、多维的城市建设用地空间数据中深入挖掘有效信息的难题,从城市建设用地空间数据仓库构建的需求出发,对空间数据仓库的相关概念进行了分析探讨,包括数据立方体、维、度量、事实等。同时,以城市建设用地利用为主题,建立了多维数据模型,提出了构建城市建设用地空间数据仓库的具体流程与方法。并以北京市中心城区的建设用地利用为例,从建设高度、建筑基底面积等角度研究了北京市城市建设用地的利用强度特征。     

基于综合指数分析的城市建筑用地信息提取研究

以西安市长安区TM影像为例,研究关于城市建筑用地信息快速、准确提取的方法。通过对归一化差异型指数构成原理的分析,选取土壤调节植被指数（ SAVI ）、归一化水体指数（ NDWI ）和归一化差异型建筑指数（ NDBI ）来提取植被、水体和城市建筑用地专题影像,并将其构建为一幅新影像,分析新影像谱间特征,运用逻辑运算将城市建筑用地信息提取出来。本文方法总体提取效果十分有效,尤其是对于面积较大的城市建筑用地,总精度高达85．3％。综合指数法弥补了单靠某一指数提取城市建筑用地信息的不足,提取结果客观可信,是一种不经人为干预、快速有效的提取城市建筑用地的方法。     

面向GF-1影像的比值建筑用地指数构建

针对GF-1影像缺少短波红外波段的问题,根据建筑用地信息在缨帽变换(Kauth-Thomas transformation,KT)前2个分量具有高对比度的特征,提出了一种比值建筑用地指数(ratio build-up index,RBI)。在不同的时空条件下,利用该指数分别提取了湖北省钟祥市和襄阳市樊城区的建筑用地信息,并将其结果与常规分类器和建筑用地指数等方法提取的结果进行了比较。结果表明,RBI方法提取的建筑用地信息总精度和Kappa系数均较高,且对裸地信息具有较好的抑制能力。     

基于影像与GIS数据的现状建设用地精细化提取

利用POI、建筑物等基础地理信息数据,基于高分辨率的遥感影像,借助Arc Map软件平台,对重庆市长寿区的现状城市建设用地分类情况进行了精细化提取,用以辅助城乡规划实施管理和违法建设情况监管。     

基于多特征的GF-1影像阴影检测研究

针对高分影像阴影检测精度易受水体、偏蓝色地物影响的问题,结合GF-1影像自身特点,提出一种集主成分变换、图像特征计算、逻辑非运算和形态学闭运算于一体的阴影检测方法。对GF-1影像多光谱数据、全色数据进行正射校正和信息融合,可实现光谱与分辨率信息的最大化利用,并最大程度地突出阴影信息,增大阴影与其他地物的差异。其次,建立基于主成分变换的阴影检测方法 PC1/NIR和图像特征计算Rg_nir,得到初始阴影信息和水体信息;用初始阴影信息与水体信息作逻辑非运算,剔除水体,并利用形态学闭运算使得阴影区域更加连续、饱满。实验表明,该方法既能准确地检测出GF-1影像中的阴影信息,又能有效削弱水体、偏蓝色等地物的影响。     

高分一号WFV影像的深圳市水库CODMn浓度时空分布特征

COD_Mn是反映水体有机污染程度的一个重要水质参数。地表水有机污染遥感监测主要面临两个挑战：技术方法大多基于经验模型,依赖大量实测数据;有机污染评价的综合性指标,水质参数不明确。针对上述问题,本文从辐射传输机理出发,基于研究区水体特征,考虑悬浮泥沙、叶绿素、耗氧性有机物3大水质因子,提出一种反演机理清晰、参数意义明确的像元反射率与COD_Mn浓度的物理模型。通过深圳市3大水库COD_Mn浓度反演与验证,决定系数R²达到0.832,模型方法可靠明。对3大水库COD_Mn浓度时空分布特征研究,结果表明：(1) 3大水库总体COD_Mn浓度不高,受到轻度有机污染。(2)浓度高值区多在库角居民区附近,水库连接处未出现污染扩散。(3) 2018年3月—2019年5月,库区水质改善,与2018年深圳市治水专项活动背景保持一致,建议水库水质保护核心是控制外源污染,避免丰水期污染源的输入。本文的模型方法是基于广东省典型水体光学参数,而水体固有光学特征具有季节差异,未来将进一步研究...     

构建城市建设用地规划管理信息系统

论述了建设用地规划管理系统的建设方法,建立了完整的规划管理数据库,实现了满足建设用地规划管理的项目选址、用地结构分析、存量建设用地分析等分析功能,为建设用地规划管理提供了信息支持。     

基于多光谱遥感影像的城市建设用地提取及扩张分析

随着经济的快速发展和城市化水平的提高,城市空间扩展已然成为国内外城市发展研究中的热门问题,城市建成区变化监测是对城市扩展最为直观的分析方式。本文选用了2001、2009年Landsat 4-5/TM以及2016年Landsat 8/OLI 3个时相的多光谱遥感影像,采用OSTU算法结合修正归一化水体指数(MNDWI)、归一化裸露指数(NDBI)和归一化不透水面指数(NDISI),自适应地确定最佳阈值提取地物信息,以分层分类的方法对福州市市辖区建设用地进行提取。根据建成区提取结果,定量研究了城市建成区的扩展速率以及城市重心的移动等,并从人口、经济与规划等方面对福州市的城市扩张进行了分析。     

基于TM影像的城市建筑用地信息提取方法研究

本文选用金华市Landsat TM影像为研究的数据源,在归一化裸露指数基础上,利用归一化植被指数提取出非植被信息,通过图像二值化、叠加分析以及掩膜处理去除了低密度植被覆盖区域的噪音信息,自动提取了金华城市建筑用地信息。研究结果表明,归一化裸露指数和归一化植被指数相结合的方法弥补了单一利用归一化裸露指数来提取城市建筑用地信息的不足,提高了提取精度,而且结果客观可信,是一种不经人为干预的、快速有效的提取城市建筑用地方法。     

城市建设用地遥感信息提取方法研究

本文利用CBERS-02B影像,通过分析各个地类的光谱特征,发现了长沙市城市建设用地和其他背景地物的区别,并在此基础上选取了土壤调节植被指数(SAVI)、归一化水体指数(NDWI)和比值居民地指数(RRI)作为三个指数波段,重新进行波段组合,从而减少了波段数据的冗余,最后采用最大似然法分类,提取出城市建设用地信息,其正确率达到85.6%。     

利用国产GF-1卫星数据实现山区细小河流河宽的自动提取

以国产GF-1卫星影像为数据源,选取皇甫川流域内山区细小河流密集的上游1421 km²作为研究区域,针对因山区河流河道狭窄、形态复杂等导致的河流边界提取难度大、精度差、河宽无法自动提取的难题,首先利用改进的变异系数法筛选水体指数,再采用改进的决策树法结合DEM河网精确获取河流边界,最后通过自动化河宽提取算法实现对山区细小河流及其河宽的自动提取。结果表明,本文方法对山区河流判别的总体精度为89.5%,有效地排除了山体阴影等地物的干扰。对河宽为0～10 m的极细河流,本文方法提取河宽的误差为18.54%; 10～30 m的细小河流,提取误差为12.07%。