基于高分一号宽幅多光谱影像的鄱阳湖湿地分类研究

典型湿地类型分类对于湿地生态环境保护和生态环境建设具有重要意义。本研究以高分一号宽幅多光谱影像数据作为数据源,以鄱阳湖典型湿地作为研究对象,进行典型湿地类型分类。研究采用主成分分析、归一化植被指数、比值植被指数和归一化差异水体指数等方法对不同湿地类型进行光谱特征分析,结果表明:高分一号宽幅多光谱影像反演的归一化植被指数和归一化水体指数能够较好地区分水体、泥滩、挺水植物和湿生植物等常见湿地类型。通过归一化植被指数将湿地类型分为植被和非植被,归一化差异水体指数将植被类型进一步分为挺水植物和湿生植物,将非植被分为水体和泥滩。构建决策树对典型湿地类型进行自动分类,经过精度评价和分析验证,该方法针对高分一号宽幅数据进行典型湿地分类总体精度能够达到82.28%,Kappa系数0.7346,优于常规的监督分类和非监督分类。     

基于高分二号卫星数据的农作物分类方法研究

针对目前高分二号卫星数据(GF-2)有较高的空间分辨率而在农业领域应用较少和农作物分类普遍存在"同谱异物"和"同物异谱"的现象,以辽宁省沈阳市苏家屯区以西的新开河村周边为试验基地,利用最佳波段组合指数法(OIF)对所选取的高分二号(GF-2)卫星数据的纹理特征和植被指数以及波段信息进行筛选,选取最佳的波段组合,以增加分类信息、减少数据冗余。最后,针对筛选后的数据,使用最大似然法进行分类,得到农作物的分类结果。结果表明,利用该方法对农作物进行分类,分类精度得到了一定程度的提高,为目前大规模农作物种植面积的精确、迅速统计提供了一套可行的方案。     

融合像元形状和光谱信息的高分遥感图像分类新方法

在高空间分辨率(简称"高分")遥感图像分类中,由于存在"同谱异物"等现象,仅依靠光谱信息进行分类的误差较大。为提高图像分类精度,提出一种融合像元形状和光谱特征信息的高分多光谱遥感图像分类新方法。首先利用像元及其邻域的关系来描述其空间结构,计算并提取像元同质区域(pixel homogeneous regions,PHR);然后以所提取的同质区域为基础,分别计算中心像元的长/宽比(length-width ratio,LW)和面积/周长比(area-perimeter ratio,PAI)这2个像元形状特征;最后将归一化后的像元形状特征和光谱特征融合,并利用支持向量机分类方法进行分类。以2个区域的Quick Bird高分遥感图像对该算法进行验证,将实验结果与仅利用光谱信息分类和仅使用像元形状指数(pixel shape index,PSI)分类的结果进行比较。结果表明,所提出的方法得到的分类精度最高,该方法能有效地提高高分遥感图像的分类精度。     

基于Relief F与卷积神经网络的湿地植物群落精细分类

湿地是陆地生态系统和水生生态系统之间的重要过渡带,准确高效地获取湿地植物群落分布信息对于保护湿地具有深远的意义。本文以无人机多光谱影像为数据源,首先构建包含光谱特征、植被指数和纹理特征的多维特征数据集,并采用Relief F算法进行特征优选,确定最优特征数据集;然后构建基于特征优选的卷积神经网络(CNN)分类模型,对最优特征数据集进行分类,并与基于原始多光谱影像的CNN和随机森林(RF)分类方法进行对比。结果表明：(1)随着特征个数的增加,分类精度先增加后下降,当特征数为32时分类精度最高;(2)窗口为13×13的GLCM提取的信息熵和同质性等纹理特征及GNDVI、MSAVI2、RVI等多光谱植被指数重要性较高;(3)基于最优特征数据集的CNN分类模型,能够有效提取空间光谱信息,抑制“椒盐现象”的产生,分类效果最佳,总体精度达93.40%,与未进行特征优选的RF和CNN分类模型相比分别提高了9.80%和7.40%。     

高分遥感影像样本的结构特征分析

空间结构特征是高分影像最显著的特征之一,高分影像的各种地物类型都表现出不同的结构特征,这些结构既包括纹理的、几何的,也包括空间关系的,有效地利用高分影像的结构特征可以弥补光谱特征进行分类的不足.本文以高分影像的空间结构特征建模与信息的提取为主题,主要研究了空间自相关统计量的计算和利用空间自相关统计量对图像进行处理,以及基于空间半变差函数高分影像样本的空间结构信息提取,最后以空间自相关统计量与空间半变差函数所提取得空间结构信息为特征进行神经网络分类.     

黄河三角洲地区GF-3雷达数据与Sentinel-2多光谱数据湿地协同分类研究

黄河三角洲湿地的动态变化监测对湿地资源合理利用、开发保护具有重要意义。采用C波段全极化高分三号（GF-3）合成孔径雷达数据与欧洲空间局哨兵二号（Sentinel-2B）多光谱数据,分析了黄河三角洲湿地7类地物的光谱、指数、极化散射以及纹理等特征信息,分别基于最大似然法（maximum likelihood,ML）、决策树（decision tree,DT）、支持向量机（support vector machine,SVM）方法实现了有监督分类,评估了两者协同与单独应用于湿地地物分类与识别的能力,结果表明,两者协同分类时,其总体精度分别可达90.4%、95.4%、95.7%,均明显高于两者单独分类的结果,证明了GF-3雷达数据与多光谱数据在湿地协同分类方面的可靠性和应用潜力。     

国产卫星数据在黑龙江省湿地调查中的应用

基于2015年度国产卫星数据(高分一号、高分二号、资源一号、02C卫星、资源三号、天绘一号等系列卫星),通过全分辨率遥感解译方式,获取黑龙江省各区域、各类型湿地资源具体分布面积,同时依据其分布情况,采用定性分析和定量分析相结合的方法,对大兴安岭区域、小兴安岭区域、松嫩平原西部区域、松嫩平原东部区域、东南部山区区域、三江平原区域等6大区域湿地的生态等级进行评价分析,得出黑龙江省湿地实际生态效果评价为"良好"。草本沼泽湿地、森林和灌丛湿地在湿地生态系统中发挥重要作用。     

高分一号多光谱遥感数据的面向对象分类

文章针对高分一号(GF-1)高分辨率遥感数据,提出了一种基于多特征的面向对象遥感图像分类算法:首先,对GF-1卫星数据进行分水岭分割,并利用仿射不变矩形状特征算子获得遥感图像的几何特征;其次,利用主成分分析和灰度共生矩阵获得遥感图像的纹理特征;然后,基于多特征数据进行均值漂移滤波,并利用自动标记分水岭分割方法实现遥感图像分割;最后,结合基于像元的最大似然监督分类结果做投票分类处理,从而实现面向像元与面向对象相结合的遥感数据分类.以高分一号遥感数据进行分类实验,结果表明:本文方法可有效地提高遥感图像分类精度.     

基于决策树的洪泽湖湿地信息提取

湿地是地球的重要组成部分,快速而准确地提取湿地信息,是湿地动态监测和可持续发展的一项基础而重要的工作.以洪泽湖淡水湿地为研究对象,采用2006年8月19日的Landsat5 TM遥感影像为数据源,采用经K-T变换光谱增强后的数据及利用灰度共生矩阵分析影像第一主成分的纹理统计量作辅助分类变量,基于地物光谱特征、纹理特征和形状特征,运用决策树分类法提取洪泽湖湿地植被信息,将其分类结果与最大似然法的分类结果进行比较.结果表明:1)洪泽湖地区的湿地植被比较丰富,面积约占全湖的10.74％,其中以浮水植物为主.2)基于决策树的分类结果的精度有了明显的提高,总精度由77.33％提高到86.33％,Kappa系数由0.7292提高到0.8354,证明基于决策树分类方法是提取淡水湿地植被信息的有效手段.     

基于随机森林算法和知识规则的国际湿地城市精细湿地分类——以常德市为例

获取精细湿地资源信息对国际湿地城市湿地修复保护、管理利用以及区域可持续发展至关重要，目前面向国际湿地城市的湿地精细分类研究较为缺乏，尤其是针对湿地中水体的详细类别划分较少。本研究以全球典型国际湿地城市常德市为案例研究区，基于Google Earth Engine (GEE)云计算平台和2020年Sentinel-1/2时序遥感影像以及地形数据，首先采用最小冗余最大相关算法和递归梯度提升树算法进行湿地分类特征集优选，进而构建集成基于像元的随机森林和面向对象的知识规则决策模型的城市湿地精细分类智能模型，以实现常德市湿地资源精细分类。结果表明：(1)湿地分类特征优选前后特征数由63减少为16，总体精度下降0.9%，其中旱期的水体指数、植被频率和建成区指数的特征重要性较大，特征优选可以减少特征数据信息冗余、提高分类效率；(2)常德市湿地精细分类结果包括河流、湖泊、水库、养殖池/坑塘、运河/水渠、泥滩地、草滩地和芦苇湿地8种湿地类型，总体精度达91.53%,Kappa系数为0.89，可以满足国际湿地城市精细湿地分类的需求；(3)常德市湿地主要分布在东部西洞庭湖平原区域，呈现出东多西少的空间格局。...     

面向对象与卷积神经网络模型的GF-6 WFV影像作物分类

GF-6WFV影像是中国首颗带有红边波段的中高分辨率8波段多光谱卫星的遥感影像,对于其影像及红边波段对作物分类影响的研究利用亟待展开.本文结合面向对象和深度学习提出一种适用于GF-6 WFV红边波段的卷积神经网络(RE-CNN)遥感影像作物分类方法.首先采用多尺度分割和ESP工具选择最佳分割参数完成影像分割,通过面向对...     

GF-2影像城市地物分类方法探讨

GF-2影像具有较高的分辨率和丰富的光谱、几何及纹理信息。为了深入探索GF-2影像城市地物分类方法,本文以四川省隆昌县城为研究区,提出了一种基于最优尺度和规则的面向对象分类法。在影像分割的基础上,通过构建评价函数,并结合最大面积法选取最优尺度,进而构建分层体系,提取影像的光谱、几何及纹理特征建立规则并分类,且将其与单尺度下的面向对象和基于像素分类法进行对比分析。结果表明,本文方法的总体精度和Kappa系数分别为93.33%和0.92。     

高分六号宽幅多光谱数据人工林类型分类

高分六号(GF-6)卫星于2018年成功发射,2019-03正式投入使用。由于GF-6宽幅相机的WFV(Wide Field of View)影像较GF-1的同类影像新增2个红边波段,将会提高对农业、林业、草原等资源监测能力。为了分析GF-6的WFV影像在人工林分类方面的能力,促进高分数据在林业领域的应用,本文选取广西高峰林场为研究区,以最新的GF-6 WFV影像为数据源,结合地面实测类型数据,进行广西南宁高峰林场的桉树,杉木等人工林类型提取。主要运用随机森林(random forests)的分层分类法:首先计算6种植被指数,并利用随机森林法进行植被指数的特征优选,然后确定4种波段组合数据集的分类方案,4种数据集分别为(1)无红边的前4个波段,(2)有红边的8个波段,(3) 8个波段加上未优化的植被指数特征组合,(4) 8个波段加上优化的植被指数特征组合。再进行WFV影像4种数据集的随机森林分类,随机森林采用分类回归树(CART)算法来生成分类树,结合了bagging和随机选择特征变量的优点,是一种有效的分类方法。最后比较4个方案的分类结果并进行精度验证。结果表明:方案2比方案1精度提高了4.99%,Kappa系数提高了0.058。说明包含红边的8波段数据比4个波段数据精度有大幅提升。方案4的8波段加上优化植被指数特征组合的分类精度最高,达到了85.38%,比方案2包含红边波段组和方案1无红边波段组的精度分别提高了3.98%,8.97%,Kappa系数分别提高了0.046,0.104。说明WFV影像加入红边波段比无红边波段精度明显增高。由结果可知,红边指数的引入,增强了植被信息,能够较准确地反映人工林类型特征差异,明显提升了人工林的分类精度。本研究方法可以有效改善广西人工林类型信息提取效果,为GF-6影像质量的评价及其在林业应用潜力提供科学参考依据。     

利用Sentinel-2A影像的面向对象特征湿地决策树分类方法

苏州市湿地众多、类型多样化、周围环境复杂,使用传统的遥感分类方法很难得到精度较高的湿地分类结果。研究了面向对象特征的湿地决策树分类方法,以苏州市澄湖地区为研究区域,使用欧空局的Sentinel-2A影像,先将研究区域分为湿地水体、植被和非植被3大类型,再分别构建鱼塘、河流、湖泊、农田和裸地等面向对象特征,据此实现湿地遥感分类。研究结果表明,该方法能够有效利用遥感影像提供的光谱特征、几何特征和纹理特征等多种丰富信息,产生较高的分类精度,总体分类精度可达80.67%,Kappa系数为77.80%。与传统的基于中低分辨率遥感影像的分类方法相比,该方法可以有效提取湿地不同地物对象的几何结构和纹理等特征,在提高湿地分类精度的同时实现对大面积湿地的快速动态监测。     

高光谱遥感影像多级联森林深度网络分类算法

高光谱遥感技术在环境监测、应急保障、精细地物提取等方面有着广泛的应用,随着高分五号高光谱数据的正式发布,高光谱遥感技术将发挥更重要的作用。遥感影像分类作为高光谱遥感影像信息处理的重要部分,已成为当前研究重点。本文针对传统多级联森林深度学习中模型复杂、无法利用基分类器差异信息、对类间差异较小的样本无法正确区分等不足,提出了一种改进的多级联森林深度学习模型,在模型框架中,分别采用了随机森林和旋转森林作为基分类器,并引入逻辑回归分类器作为判别器用于训练层扩展。相较于传统的深度神经网络,改进的多级联森林深度网络超参数较少且能够自适应确定训练层,更方便进行模型优化。实验采用了高分五号数据集及两个公开的高光谱数据集(Indian Pines数据集及Pavia University数据集)进行精度评定,同时选择了传统分类器支持向量机、深度置信网等模型作为对比分析。实验结果表明,改进的多级联森林深度学习模型能有效地进行高光谱遥感影像分类,且较传统的分类方法精度有所提升。     

多特征流形鉴别嵌入的高分辨率遥感影像分类

针对高分辨遥感影像同谱异物、同物异谱导致单一特征分类结果精度较差的问题,本文提出了多特征流形鉴别嵌入的高分辨率遥感影像分类方法。该方法首先提取高分辨率影像数据的光谱特征与LBP纹理特征;然后通过样本数据的联合光谱、纹理特征的空间距离及对应的类别信息,构建影像对象的类间图与类内图,用于学习高分辨率影像上的鉴别流形结构,保证在嵌入空间上尽可能不同地物特征分离、相同地物特征紧聚,确保相同地物光谱、纹理特征的相似性,完成光谱、纹理鉴别特征的有效提取,以充分挖掘影像特征,有效提高影像的分类精度。在GF-2遥感数据集上进行试验,结果表明本文算法可实现多特征的有效融合,分类精度均优于传统方法,可达93.41%。     

高分辨率影像融合算法对滨海湿地土地利用分类精度的影响

针对融合算法对影像分类精度具有明显影响的问题,本文选择连云港海岸带埒子河口滨海湿地为研究区,以GF-1卫星影像为数据源,首先分别使用Gram-Schmidt算法、PCA算法及Brovey算法进行影像融合。然后在eCognition软件平台上,基于面向对象多尺度分割技术,利用随机森林算法对影像进行土地利用分类,并对分类结果进行精度评价。试验结果表明,不同融合算法影像融合效果明显不同,其中,Gram-Schmidt算法融合后的影像质量最好,且分类精度最高;Brovey融合算法对植被和水体有较好的光谱保真性,并且改变波段组合后分类精度有明显提高;PCA算法在3种融合算法中精度最低。     

基于卷积神经网络的高分遥感影像内陆盐沼湿地信息提取

本文以宁夏盐池Landsat 8影像、高分二号影像、LiDAR数据插值生成的DEM数据、地理国情普查数据等为数据源,首先利用一年多期的Landsat 8影像确定提取内陆盐沼湿地的最佳时相;然后对最佳时相的高分二号(GF-2)融合影像等数据进行多尺度叠置分割,获取NDVI、DEM、穗帽变换等特征,采用最邻近分类器提取内陆...     

基于高分六号红边特征的面向对象桉树人工林信息提取

有效监测桉树林空间分布对区域生态环境保护及有关部门的统筹决策具有重要指导意义.本文在现有研究的基础上,以国内首个提供红边波段的多光谱高分六号(GF-6)卫星影像为数据源,选取广西鹿寨县为典型研究区域,结合光谱特征、植被指数特征和红边特征,设计不同特征组合分类方案,采用面向对象多尺度分割方法,对不同尺度层分别构建隶属度函...     

利用面向对象分类方法提取冬小麦种植面积的研究

应用陆地卫星TM数据和遥感图像处理软件eCognition5.0和ENVI4.3软件,以面向对象的方法和监督分类波谱角法分别提取泰安市2005年冬小麦种植面积及其分布信息。逐像素分类的结果存在"椒盐"效应,而且很难克服同物异谱、同谱异物现象,面向对象的分类方法可以有效的集成专家知识和各种辅助数据,克服逐像素分类的弊端。分类结果表明,利用面向对象的分类方法可以获得比传统的像素级分类方法更高的分类精度,为冬小麦种植面积的自动提取提供了广阔的前景。