ASTER和TM/ETM+遥感数据融合监测土地覆盖变化

在人们纷纷选择IKONOS、QUICKBIRD、SPOT-5等高分辨率影像监测土地利用/覆盖变化之际,以北京海淀区为例,尝试采用Brovey变换和主成分分析(PCA)法融合ASTER、TM/ETM+中等分辨率影像,充分利用ASTER、TM/ETM+数据的多光谱和较高空间分辨率特性,挖掘其在土地覆盖变化监测中的潜力,为大规模监测土地利用/覆盖变化提供科学参考。研究将2003年ASTER多光谱3N、2、1波段与1999年ETM+PAN波段进行Brovey变换;1992年TM543与1999年ETM+PAN波段进行PCA融合,快速发现土地覆盖变化信息。经验证,变化发现精度达92.50%,符合项目精度要求。试验表明:在缺乏高分辨率影像的地区,选择价格相对便宜的AS-TER和TM/ETM+数据,采用Brovey变换和主成分分析(PCA)法进行融合,可有效监测土地覆盖变化,节约动态监测成本,二者具有很大的应用价值,值得推广。     

基于TM/ETM+影像的不同水体指数对比研究

本文以草海国家级自然保护区为例,基于Landsat ETM+影像从区分度、水体错提率和面积精度3方面对比研究了NDⅥ植被指数和NDWI、MNDWI、RNDWI、NWI、NEW 5种归一化水体指数提取湿地水体信息的准确度.结果表明,NDⅥ提取水体效果较差,5种水体指数均能对水体进行有效提取,其中NWI法综合精度最高,其次是MNDWI、NEW,较差的是RNDWI和NDWI,从而为水体的快速提取提供了参考.     

基于多时相Landsat TM/ETM的阿尼玛卿山冰川变化监测

采用遥感及地理信息系统技术,利用多时相Landsat TM/ETM影像和数字高程模型(SRTMDEM),结合中国冰川目录,获得阿尼玛卿山地区不同年份的冰川范围,进行冰川变化监测。综合分析该冰川的变化情况,计算冰川进退变化速率,并对其中4个变化较大的冰川进行详细的分析统计。结果表明:从1991年至2009年,阿尼玛卿山地区既有退缩冰川也有前进冰川,其中冰川退缩面积为15.30km2,前进面积为4.46km2。总体面积持续退缩,其中退缩最大的冰川长度缩短了900m,其它冰川也存在不同程度的变化。     

基于TM/ETM+影像的不同水体指数对比研究

本文以草海国家级自然保护区为例,基于Landsat ETM+影像从区分度、水体错提率和面积精度3方面对比研究了NDVI植被指数和NDWI、MNDWI、RNDWI、NWI、NEW 5种归一化水体指数提取湿地水体信息的准确度。结果表明,NDVI提取水体效果较差,5种水体指数均能对水体进行有效提取,其中NWI法综合精度最高,其次是MNDWI、NEW,较差的是RNDWI和NDWI,从而为水体的快速提取提供了参考。     

TM/ETM+影像大气校正产品质量评价方法研究

对TM/ETM+的大气校正产品质量进行评价是改进影像质量的必要手段。提出采用已有高质量TM/ETM+表面反射率产品作为参考影像评价TM/ETM+的大气校正产品质量的方法。该方法设计了面向产品质量评价的影像光谱采样方案和多时相遥感影像PIFs(pseudo invariant features,PIFs)样本自动识别方法,能对多时相/季相TM/ETM+大气校正产品质量进行评价。试验表明该方法能准确识别PIFs地物,评价结果真实反映了遥感影像大气校正结果准确度。方法具有快速和低成本等特点,能开展规模化应用。     

基于TM影像的南京市土地利用遥感动态监测

基于南京市1988年和1998年两期TM影像,首先用辐射水准归一化法将1998年影像校正到1988年影像的辐射水平上,再经过几何校正、训练区纯化等预处理,对两期影像分别用最大似然法进行分类,然后在Arc/Info的GRID模块中编写AML语言,对得到的两期土地利用分类图进行叠置运算,提取出土地利用动态变化信息。分析结果表明,10 a间南京市耕地面积大量减少,林地面积有所增加。     

北京城市地表温度的遥感时空分析

运用Landsat TM/ETM+和Terra ASTER数据,对北京市1990~2007年夏季的地表温度进行了反演,并对地表温度的空间分布、时间变化作出了分析。对Landsat TM/ETM+数据的温度反演采用了普适性单波段算法,ASTER数据的温度反演采用了劈窗算法。通过对地表温度数据的直方图均衡处理以及综合对比分析,总结出北京地区历年来夏季地表温度的空间分布格局及该格局随北京城市发展的变化规律,分析了研究成果的不足,提出了下一步要努力的方向。     

Landsat TM/ETM+与HJ-1A/B CCD数据自动相对辐射处理及精度验证

全球地表覆盖遥感制图与关键技术研究项目要求对两个基准年度(2000年,2010年)的全球覆盖30 m分辨率遥感数据进行辐射处理,转换到地表反射率,数据以Landsat TM/ETM+为主,HJ-1A/B CCD数据为补充。海量数据中有些不适宜进行绝对大气校正,为了保证全球覆盖,对这些数据设计开发了一套自动的相对辐射处理及精度验证流程算法,利用相邻数据重叠区域进行相对辐射校正的方式,将数据由Oigital Number(DN)值直接转换为地表反射率,精度验证以MODIS地表反射率产品MOD09GA作为参考,比较对应波段数据的相对一致性,算法采用了图像分块处理技术及OpenMP加速技术提高效率,实际应用结果表明该算法流程可以满足项目对辐射处理精度、速度及自动化程度的要求。     

基于多时像TM/ETM+影像的兖州市土地利用/覆盖变化

本文利用多时相Landsat TM/ETM+影像分析了兖州市1998年和2002年的土地利用/覆盖变化。综合考虑波段间相关系数和OIF指数,选择最佳波段组合进行图像解译,并在此基础上运用最大似然分类器(MLC)和支持向量机(SVM)的分类方法对遥感影像进行分类。进而利用SVM分类结果进行土地利用遥感动态监测,获取兖州市土地利用/覆盖变化信息,并与社会经济统计资料的统计结果进行比较。最后提取TM/ETM+影像的RDVI,基于线性混合像元分解模型分析了植被覆盖的变化。结果表明,基于多时相TM/ETM+影像分析的土地利用/覆盖变化与实际统计数据较吻合,适合动态监测土地利用变化,且精度较高。     

生态环境典型治理区5年期遥感动态监测

1998年以来中国在生态环境脆弱区实施了一系列生态建设工程，为了评估工程的效益，监测工程实施地区的生态环境变化趋势，在生态脆弱区选择了具有代表意义的5个典型区，采用遥感与地理信息系统技术结合的方法，对这些地区在1997-2002年5年内的生态环境变化进行了动态监测。监测结果表明，这5年来，退耕还林还草、天然林保护、防护林建设和小流域治理等生态环境建设工程已经取得较大进展，各治理区的环境正在逐渐改善。     

MODIS数据在广西生态环境监测及评价中的应用方法

利用MODIS数据广西遥感影像,用监督分类法做出了地物覆盖分类图,用主成分分析法做出了土壤侵蚀强度图和生态环境质量综合评价指数图。     

Evaluation of directional normalization methods for Landsat TM/ETM+ over primary Amazonian lowland forests

Biodiversity mapping in extensive tropical forest areas poses a major challenge for the interpretation of Landsat images, because floristically clearly distinct forest types may show little difference in reflectance. In such cases, the effects of the bidirectional reflection distribution function (BRDF) can be sufficiently strong to cause erroneous image interpretation and classification. Since the opening of the Landsat archive in 2008, several BRDF normalization methods for Landsat have been developed. The simplest of these consist of an empirical view angle normalization, whereas more complex approaches apply the semi-empirical Ross–Li BRDF model and the MODIS MCD43-series of products to normalize directional Landsat reflectance to standard view and solar angles. Here we quantify the effect of surface anisotropy on Landsat TM/ETM+ images over old-growth Amazonian forests, and evaluate five angular normalization approaches. Even for the narrow swath of the Landsat sensors, we observed directional effects in all spectral bands. Those normalization methods that are based on removing the surface reflectance gradient as observed in each image were adequate to normalize TM/ETM+ imagery to nadir viewing, but were less suitable for multitemporal analysis when the solar vector varied strongly among images. Approaches based on the MODIS BRDF model parameters successfully reduced directional effects in the visible bands, but removed only half of the systematic errors in the infrared bands. The best results were obtained when the semi-empirical BRDF model was calibrated using pairs of Landsat observation. This method produces a single set of BRDF parameters, which can then be used to operationally normalize Landsat TM/ETM+ imagery over Amazonian forests to nadir viewing and a standard solar configuration.     

基于MODIS数据的内蒙古草地植被退化动态监测研究

以内蒙古自治区为研究区,利用卫星遥感、GIS和GPS技术,在实地调查和样方测定的基础上,选用群种自然生殖枝高度、草地植被覆盖度和草地生物量3个评价指标,并将其加权综合得到草地植被退化指数(GDI).将GDI与提取的各种植被指数进行相关分析,选出最能反映草地退化趋势且与植被退化指数线性拟合最好的植被指数--修正的土壤调节植被指数(MSAVI).采用线性回归方法建立草地植被退化的遥感监测模型,分析了研究区2002年~2006年草地植被退化的时空分布规律和变化趋势.研究表明,与2002年相比,2006年内蒙古地区草地植被退化状况呈现整体改善、局部恶化的情况.     

基于GIS的北京市生态环境质量监测与分析

以2006年TM、SPOT 4及QuickBird遥感影像为信息源,在地理信息系统与遥感技术的支持下,结合野外调查及其它辅助数据,运用生态环境状况评价技术规范,对北京市2006年的生态环境质量进行评价,并对2000年与2006年北京市生态环境变化进行动态分析.结果表明: 2006年北京市生态环境质量评价指数为59.707,处于良好等级;2000～2006年间,北京全市生态环境状况稳定保持在"良"的状态,总体变化不大,但北京市耕地面积减少了339.09 km2,城镇建设用地增加了285.24 km2,水域面积减少了118.98 km2,其主要原因是降水量的减少、城市化扩张以及人为因素影响.     

地形抹平与半经验模型的Landsat TM/ETM+地形校正方法

地形校正可以减小地形起伏对地物光谱的影响,提高计算机分类在山区的精度。设计了针对全球土地覆盖分类的Landsat TM/ETM+数据地形校正方法 SCOS(Smoothed COS余弦),首先对地形的坡度角进行抹平处理,很大程度上削弱了地表非朗伯性对地形校正的影响,然后利用简单有效的余弦校正去除地形效应。该方法与其他常用地形校正算法的对比分析是通过对全球不同区域、不同地表覆盖的有代表性的6景Landsat TM/ETM+数据的试验,采用统计分析与目视判读的方式,从过度校正和类内均一性两个方面进行的。结果表明,该方法在目视效果和统计结果上优于常规方法,并且更加简单有效,无需复杂的大气参数及传感器参数,满足全球地表覆盖分类对地形校正的需求。     

长江三峡工程库区生态环境遥感动态监测

长江三峡工程库区人类活动频繁,生态系统脆弱,三峡工程对库区生态环境的影响一直是人们关注的焦点。运用遥感、地理 信息系统、全球卫星定位系统、计算机网络技术,采用DEM 、影像正射校正、多源影像数据融合、多层次信息提取等技术方法,对整 个库区20世纪80年代中期、90年代末期生态环境、草地资源进行了全面的动态监测,并在此基础上利用ArcGIS软件开发完成了“长江 三峡工程库区生态环境遥感动态监测GIS系统”。     

基于TM影像的闽江口湿地信息提取及其动态变化研究

以分形理论为基础,借助GIS和RS技术,利用1986年和2002年两期TM遥感影像,提取获得了这两期闽江河口湿地资源的空间信息,根据分形理论中分形维数和稳定性指数的物理意义,揭示了闽江河口湿地资源动态变化情况.研究表明,1986～2002年间,闽江河口区有大量湿地转变为非湿地,总体上看,各湿地类型斑块的形状较为复杂,稳定性差,并且未来有加快演变的趋势.福州市在实施"东扩南进"的城市发展战略过程中对湿地资源的直接占用,是导致闽江口湿地减少,稳定性差的主要原因.今后在闽江南、北港的开发过程中,需要在积极发展经济的同时,加强湿地生态保护.     

基于ASAR和ETM影像的洪水淹没分析

利用了星载的雷达系统ENVISATASAR汛期数据,结合汛期前的ETM图像,得到了不同时期水体的变化范围,实现了洪水淹没范围的研究。