基于随机森林和Landsat8 OLI影像的脐橙果园种植信息提取

针对从中分辨率遥感影像中提取果园种植信息所面临的特征维数高、提取精度低等问题,采用随机森林算法进行特征优选,进而提取脐橙果园种植信息.以重庆奉节为研究区,首先选取春、秋、冬3季Landsat 8 OLI遥感数据生成光谱特征、植被指数特征和纹理特征,并结合地形因子构建初始特征集;再通过随机森林算法确定优选特征集;最后基于随机森林分类器,利用初始特征集和优选特征集进行脐橙果园的提取实验,并对各实验结果进行了精度评估和对比分析.研究结果表明,基于随机森林算法构建的优选特征集能在降低特征维度的情况下获得较高的精度,总体精度和Kappa系数分别为90.71％和0.89.     

WorldView-2影像与OLI影像协同岩性模糊分类

Landsat系列、ASTER等中等空间分辨率遥感数据（中分数据）覆盖了碳酸盐矿物、粘土矿物、铁氧化物矿物等矿物的诊断光谱区间,广泛应用于矿物、岩石信息提取,但受限于空间分辨率,混合像元现象明显,严重制约了其岩性分类精度。WorldView-2、QuickBird等高空间分辨率遥感数据（高分数据）提供了岩石地层表面丰富的空间结构信息,同时空间分辨率的提高也是缓解混合像元效应的最有效途径,但高分数据覆盖的光谱区间往往较窄,难以满足大多数特征吸收谱段位于短波红外、热红外区间的矿物、岩石信息提取。在岩性自动分类方法上,前人研究中仍以采用基于像元的分类方法为主,分类结果的“椒盐现象（Salt-and-pepper,出现在分类结果图中大量孤立的错分点或小图斑）”严重。为结合中分数据的光谱信息优势和高分数据的空间结构信息优势,同时减少基于像元的岩性分类方法中的“椒盐现象”,提高岩性自动分类精度,本文以Landsat 8 OLI数据和WorldView-2数据为例,提出了一种协同中、高分遥感数据进行面向对象的岩性模糊分类的方法。首先通过“结构协同”和“光谱协同”方案对WorldView-2数据和OLI数据进行信息协同,利用主成分变换对协同后数据的纹理信息和光谱信息进行压缩和增强,然后将增强后的纹理信息和光谱信息进行波段绑定,并进行多尺度分割。根据岩性单元间的光谱特征和纹理特征的差异,构建各岩性单元的模糊逻辑隶属度函数,实现对研究区岩性的模糊分类。实验结果表明,该方法成功划分了岩性单元的分布,总体岩性分类精度为89.35％。     

唐山市区土地利用的Landsat 8影像分层分类

针对土地利用遥感分类方法多样、分类精度高低不一等问题,该文以土地利用变化明显的唐山市路南区、路北区为研究区域,并以中分遥感影像Landsat 8OLI为信息源,在对地类样本进行可分离性分析的基础上,建立研究区土地利用分层分类体系。通过监督分类实验,选择分类效果最好、分类精度最高的最大似然分类器进行地类初分;通过绘制归一化植被指数(NDVI)、归一化建筑指数(NDBI)、两指数差值(NDVI-NDBI)的曲线及地类光谱特征曲线,建立决策树分类规则,进行地类再分。该方法可以较好地完成多种土地利用二级地类的划分,有助于提高中分影像土地利用分类效率。     

北京地区Landsat 8 OLI高空间分辨率气溶胶光学厚度反演

卫星气溶胶光学厚度(AOD)反演中,传统暗目标方法在反射率较低的水体、浓密植被覆盖区域取得了较好效果,在反射率较高且结构复杂的高反射地表上空目前多采用深蓝算法,但存在空间分辨率较低,对细节分布描述性较差等问题。为解决这一问题,本文首先以5年(2008年—2012年)长时间序列MODIS地表反射率产品为基础,采用最小值合成法建立500 m分辨率逐月地表反射率产品数据集,然后利用地物波谱库中典型地物波谱数据,分析建立MODIS与Landsat 8 OLI传感器蓝光波段反射率转换模型,最后北京地区AERONET地基观测数据确定了气溶胶光学物理参数,并反演获取了北京地区上空500 m分辨率的AOD分布。为验证反演算法的精度,分别将反演结果同AERONET及MODIS/Terra气溶胶产品(MOD04)进行交叉对比,同时利用相关系数R,均方根误差RMSE,平均绝对误差MAE以及MODIS AOD产品预期误差EE共4个指标进行衡量。结果表明:算法反演获取的AOD与AERONET观测值具有较高的一致性,各指标分别为R=0.963,RMSE=0.156,MAE=0.097,EE=85.3%,稍优于MOD04产品(R=0.962,RMSE=0.158,MAE=0.101,EE=75.8%),并且有效的对比点数也高于MOD04。通过与地基观测相比,卫星遥感获取的高分辨率城市地区AOD精度可作为定量评估城市空气质量的有效依据。     

基于长时间序列Landsat影像的嘎龙错冰湖变化特征分析及溃决风险评估

冰湖溃决灾害是我国青藏高原地区最严重的自然灾害之一。作为聂拉木县最大的冰川终碛湖,嘎龙错冰湖溃决风险直接威胁着下游居民的生产生活。利用1991—2011年Landsat-5/TM、2012年Landsat-7/ETM+、2013—2017年Landsat-8/OLI近27年的遥感影像、降水量和气温资料对嘎龙错冰湖变化特征进行了研究,对其溃决风险作出评估。结果表明:嘎龙错冰湖明显扩张,面积呈现显著增长趋势,由1991年的2.209 4 km^2增长到2017年的5.465 7 km^2,增幅为147.38%;同时,发现聂拉木气象站年平均气温和年降水量在波动中上升,其中气温上升较为显著,气温和降水量的增加对冰湖扩张有重要影响,特别是气温上升导致的冰川融水增多是造成冰湖面积增加的重要原因。嘎龙错冰湖在遇到冰崩或者冰湖面积持续扩张情况下,湖水会瞬间大规模外泄,形成山洪、泥石流灾害,给下游造成严重的人员伤亡和财产损失。     

深度置信网络算法反演Landsat 8 OLI气溶胶光学厚度

传统的气溶胶遥感反演算法在地表反射率较低、结构较为均一的海洋及浓密植被等区域的气溶胶反演可以达到较高的精度,而在城市、矿区等高亮度、高异质性区域的气溶胶反演中仍面临较大的挑战。当地表反射率较高时,卫星传感器获取的对气溶胶具有标识性的信息不足,导致了气溶胶反演的困难。为更大程度地挖掘卫星信号中对气溶胶具有标识性的信息,本文提出使用深度学习技术的气溶胶遥感反演算法,用于Landsat 8 OLI传感器的气溶胶反演。选择全球不同区域的AERONET站点气溶胶实测数据以及对应区域的Landsat 8 OLI传感器的观测几何角度和表观反射率数据,根据合理的时空匹配原则构建样本数据。选择深度置信网络,在合理设置训练批次和训练次数的基础上对网络进行训练和测试,生成关于卫星传感器数据的气溶胶光学厚度拟合网络模型,实现气溶胶遥感反演。使用独立的AERONET站点气溶胶实测数据对反演结果进行了验证,结果表明：该方法可反演不同地表类型区域连续空间覆盖的气溶胶光学厚度,且达到了较高的精度（R=0.8745,RMSE=0.0391,MAE=0.0616,EE=87.94%）。与传统的方法相比,本方法基于单时相卫星遥感数据即可实现气溶胶的高精度反演,简化了气溶胶反演的步骤,提高了气溶胶反演的稳定性和时空适应性。     

植被信息的Landsat8卫星影像提取方法

传统植被信息提取的信息源多以TM/ETM+等影像为主,在如何应用Landsat8影像提取高精度的植被信息方面研究较匮乏。针对上述问题,该文应用大理市Landsat8影像开展了植被信息提取方法研究。研究过程中通过对原始波段组合法、主成分分量组合法、衍生波段组合法、直接解译法提取结果进行对比分析,确定最佳波段组合;之后将纹理信息作为最佳波段组合影像新的波段,与光谱信息一同分类,并对结果进行分析。研究结果表明,添加纹理能够在一定程度上提高植被信息提取的精度。     

基于Landsat 8的南京市热岛现状分析

基于2013年、2017年的Landsat 8OLI卫星影像数据和社会经济统计数据,得到了3个时期的地表温度、土地利用现状和主要的地表参数。通过分析得到南京市的热岛主要分布在中心城区、沿江经济开发带、各区县中心以及南京市化工产业园;呈现局部集中式分布且有蔓延趋势。     

基于Landsat-8 OLI的西安市土地利用类型遥感分类研究

近年来,由于区域人口的增加和社会经济的快速发展,西安市的土地利用类型发生了明显变化。土地利用分类可为生态系统模型、水资源模型和气候模型等提供重要信息,遥感技术为土地利用分类提供了有效的工具。本文以西安市2016年Landsat-8卫星的OLI多光谱数据为基础资料,参考国家土地利用分类标准和西安市土地利用现状,将西安市的土地类型分为建设用地、裸地、水体、草地、耕地、林地6类,采用监督分类中常用的最大似然分类法和决策树分类方法对研究数据进行解译,利用总体分类精度和Kappa系数等指标对各分类精度加以评价,并结合实际用地情况对分类结果进行了总结分析。     

基于Landsat 8影像的城市蓝色顶面建筑物提取光谱模型构建

蓝色顶面建筑物作为基础地理数据库中重要的人工目标类型之一,对其进行提取对城市环境监测、违章建筑监测、城市规划和管理具有重要意义。已有的建筑物提取方法准确性低、边界不完整,且存在同谱异物和同物异谱现象。本文以洛阳市为研究区,根据不同地物光谱特征的不同原理,构建一种能增强蓝色顶面信息和弱化其他非目标地物信息的新光谱模型。首先,对待检测的Landsat 8影像进行辐射定标和大气校正等工作,获得地物去除大气影响后的地表反射特征值影像;然后,对影像中的蓝色地物和与蓝色地物较难区分的其他干扰地物,分别采集一定像元数的样本并生成光谱曲线,利用波段相加、差值及正负处理构建一个能增强蓝色地物信息和弱化其他干扰地物信息的新光谱指数;最后,采用密度分割法获得提取蓝色顶面建筑物最合适的阈值范围,进而提取影像中的蓝色顶面建筑物。与最大似然法提取结果进行对比分析及精度评价。结果表明,构建的新光谱指数模型的总体分类精度为94.46%,Kappa系数为0.889 2,准确率为91.95%,召回率为95.19%,均优于最大似然法;根据提取结果计算出洛阳市市区范围内蓝色顶面建筑物的占地面积为16.28 km^2<...     

基于Landsat8卫星数据的城市相关指数变化分析

基于Landsat8 OLI遥感影像数据,提取了与城市环境密切相关的NDVI、NDBI、NDWI和LST,分析了不同地物类型遥感指数的分布特征和不同时间序列的变化特征;进一步探讨了NDVI、NDBI与LST的相关性,可为研究城市热岛效应提供依据。结果表明,山地的NDVI最大,建筑用地密集区域的NDBI、LST最大,水体的NDWI最大,且建筑用地的NDVI、NDBI随时间变化较稳定。     

Remote estimation of water quality parameters of Himalayan lake (Kashmir) using Landsat 8 OLI imagery

The overarching aim of this study was to derive simple and accurate algorithms for the retrieval of water quality parameters for the Wular Lake using Landsat 8 OLI satellite data. The water quality parameters include pH, COD, DO, alkalinity, hardness, chloride, TDS, total suspended solids (TSS), turbidity, electric conductivity and phosphate. Regression analysis was performed using atmospherically corrected true reflectance values of original OLI bands, images after applying enhancement techniques (NDVI, principal components) and the values of the water quality parameters at different sample locations to obtain the empirical relationship. Most of the parameters were well correlated with single OLI bands with R² greater than 0.5, whereas phosphate showed a good correlation with NDVI image. The parameters like pH and DO showed a good relation with the principal component I and IV, respectively. The high concentration of pH, COD, turbidity and TSS and low concentration of DO infers the anthropogenic impact on lake.     

Comprehensive study of the biophysical parameters of agricultural crops based on assessing Landsat 8 OLI and Landsat 7 ETM+ vegetation indices

For three agricultural crop types, winter wheat (Triticum aestivum L.), barley (Hordeum vulgare L.), and canola (Brassica napus L.), we estimated biophysical parameters including fresh and dry biomass, leaf area index (LAI), and vegetation water content, for which we found the equivalent water thickness (EWT), fuel moisture content per fresh weight (FMC_FW), and fuel moisture content per dry weight (FMC_DW). We performed these estimations using data from the newly launched Landsat 8 Operational Land Imager (OLI) sensor, as well as its predecessor the Landsat 7 Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+). Progress in the design of the new sensor (i.e., Landsat 8), including narrower near-infrared (NIR) wavebands, higher signal-to-noise ratio (SNR), and greater radiometric resolution highlights the necessity to investigate the biophysical parameters of agricultural crops, especially compared to data from its predecessor. This study aims to evaluate vegetation indices (VIs) derived from the Landsat 8 OLI and the Landsat 7 ETM+. Both the Landsat 8 OLI and Landsat 7 ETM+ VIs agreed well with in-situ data measurements. However, the Landsat 8 OLI-derived VIs were generally more consistent with in situ data than the Landsat 7 ETM+ VIs. We also note that the Landsat 8 OLI is better able to capture the small variability of the VIs because of its higher SNR and wider radiometric range; in addition, the saturation phenomenon occurred earlier for the Landsat 7 ETM+ than for the Landsat 8 OLI. This indicates that the new sensor is better able to estimate the biophysical parameters of crops.     

基于Landsat-8遥感影像的鄱阳湖水边线提取方法研究

目前应用于水边线提取的方法众多,但是精度、效率参差不齐,本文主要通过对比监督分类、单波段阈值法、归一化指数模型法以及决策树方法在landsat-8影像下鄱阳湖水边线提取的精度及效率,结合水边线提取后的应用对提取方法进行对比分析。     

结合LiDAR与遥感影像的水域边界提取方法

针对高分辨率遥感影像提取水域边界不准确、不完整的问题,提出了高分辨率遥感影像结合机载LiDAR点云数据提取水域边界的新方法。首先将配准后的LiDAR点云数据网格化,生成DSM影像,然后运用数学形态学分析获取水体的初始边界信息,最后基于活动轮廓模型的图割算法对构建的边界缓冲区进行优化分割,从而获取精确的水域边界。实验结果表明,该方法能够去除部分水域干扰噪声且能够得到比较精确的边界信息,具有较好的视觉效果和较高的工程应用价值。     

Landsat遥感影像检索系统设计与实现

为提高影像资源的共享度以及实现对已有的大量Landsat遥感影像的高效存储和管理,本文提出一种基于ArcGIS server的Landsat遥感影像在线检索解决方案。方案以ArcGIS Server作为网络地图发布平台,使用Arc-GIS Server提供的Java Web ADF（Application Developer Framework ）结合J2EE技术完成遥感影像检索系统的开发。系统将按轨道行列号查询、按经纬度查询、按行政区查询、按空间位置查询、按成像时间查询和影像下载等功能集于一体。初步应用表明：ArcGIS Server与J2 EE技术的结合能够为用户提供良好的交互效果,并为相关部门提供了便捷的Landsat遥感影像存储管理与检索服务。     

改进型算法的高分辨率遥感影像道路灾害信息提取

对灾后道路受灾信息获取,分析其交通通行能力,是救灾关键之一。本文针对传统高分辨率遥感影像道路信息提取方法效率低的问题,在面向对象算法基础上,提出了一种改进型的矢量与影像叠加的算法,对灾害道路进行信息提取。试验结果表明,该算法提高了灾害道路信息提取的效率与精度。     

遥感和GIS在冰湖溃决洪水中的应用研究

近年来随着全球气候变暖和冰川退缩,以及人类在高海拔地区活动的增多,冰湖溃决洪水灾害呈增加趋势。由于遥感和GIS技术的众多优势,使其在冰湖溃决洪水研究方面得到广泛应用。首先对冰湖溃决洪水及其研究做简单介绍,然后从冰川、冰湖空间数据获取,冰湖溃决评价指标获取,冰湖溃决洪水模拟和DEM的建立及应用4个方面对遥感和GIS在冰湖溃决洪水研究中的应用进行综述,最后指出,目前遥感和GIS在冰湖溃决洪水应用中的不足,为进一步研究和应用指明了方向。