基于面向对象方法的Sentinel-1A SAR在洪水监测 中的应用

开展Sentinel-1A SAR数据在洪水淹没范围提取和水体变化监测方面的应用研究,对科学有效地管理洪涝灾害有重要意义。合成孔径雷达以其不受天气影响、能穿透云层、覆盖面积广等特点成为灾害监测的重要数据来源。面向对象的方法能有效解决影像的椒盐现象被广泛运用于信息提取研究。本文基于Sentinel-1A SAR数据,利用面向对象的方法构建洪水淹没范围提取流程,绘制灾前、灾中、灾后水体变化监测图,对比分析基于传统像元的提取方法,实现对广西临桂会仙岩溶湿地区域不同时期洪水动态监测。研究表明,Sentinel-1A SAR数据在洪水监测领域有巨大的应用潜力,相较于传统基于像元的方法,面向对象的方法能有效抑制杂斑生成,提高空间信息的利用效率,具有更好的提取精度。     

Sentinel-1 SAR在洪水范围提取与极化分析中的应用研究

在洪水灾情监测中,快速准确的获取淹没区域和洪灾面积,对防汛救灾和灾后重建工作具有重要价值.本文以2017年美国圣路易斯洪水为例,基于Sentinel-1 SAR数据,利用变化检测和阈值相结合的方法实现大范围洪水淹没提取,将VV/VH极化数据分别与从同期Sentinel-2光学影像中获取的洪水淹没范围进行比较,评定极化方...     

基于光学与雷达影像变化检测的2020年鄱阳湖洪灾评估与分析

利用遥感对地观测技术对2020年夏季鄱阳湖地区发生的洪水灾情进行评估和分析,分别选取Landsat 8卫星4月和Sentinel-1A雷达卫星7月的影像作为洪水发生前、后的影像,利用遥感专题信息提取、随机森林分类和变化检测技术揭示洪水淹没范围,以及被淹没的主要土地覆盖类型面积,同时结合水文气象和地形数据进行灾情和受灾原因分析。研究结果表明,鄱阳湖2020年洪灾的淹没面积为1961.95 km²,共造成区内110.83 km²建筑用地、760.54 km²耕地、71.59 km²林地、992.02 km²草地和26.97 km²裸地被淹,其中尤以鄱阳县受灾最为严重,其总受灾面积达到514 km²,其次为新建区与余干县,分别达到了330 km²和310 km²。持续2个月的强降雨使得鄱阳湖流域的水位超过了其1998年特大洪水的水位,加上长江水倒灌,湖区地势北高南低,积水不能及时排出,圩堤决口等诸...     

基于主成分变换的星载升降轨极化SAR数据水体提取方法

利用光学遥感技术可以快速高效地获取大范围的地表水体信息,但是在洪灾监测等应用中,常常伴随多云、降雨等恶劣天气,难以及时获得高质量的光学遥感图像。合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR）技术具有全天时、全天候的特点,不受阴雨天气的影响,相比光学遥感具有明显的优势。本文首先总结和分析了目前基于星载SAR数据提取水体的方法和存在的问题,以Sentinel-1数据为例,为了弥补单极化阈值法和哨兵一号双极化水体指数（Sentinel-1 Dual-Polarized Water Index,SDWI）方法的不足,提出了双极化第一主成分水体指数（Dual-Polarized First-Principal-Component Water Index, DFWI）。其次,为了解决雷达阴影容易与水体相互混淆的问题,提出了3种升降轨极化SAR水体提取方法：升降轨VH极化方法（AscendingDescending VH-Polarization Water Index, AD-VH）、升降轨VV极化方法（Ascending-Descending VV-Polarizat...     

九龙江流域生态环境质量遥感评价与分析

由图像TM、ASTER和“北京一号”等多时相遥感数据,建立了容纳土壤侵蚀、植被指数、土壤亮度指数、高程指数、坡度指数、降雨量指数、湿度指数和积温指数8个二级环境影响因子的指标体系和权系数,采用加权求和的方法进行运算,首次获取了1989~2003年约15年间三个时期九龙江流域生态环境质量等级及变化状况。结果表明:九龙江流域1989、1998、2003年三个时期生态环境质量总体较好。从1989年到1998年再到2003年两个阶段中,九龙江流域生态环境总体质量出现先下降再改善的特点。其变化主要表现在九龙江口周边地区,人类经济活动是影响九龙江流域生态环境质量演变的重要驱动力。     

塔里木河下游生态环境变化时序监测与对比分析

塔里木河下游地区是我国西部干旱区生态环境问题比较突出的区域。本文主要从地表水(湖泊、河流和湿地)、地下水、地表植被覆盖的角度,基于多源遥感和长时间序列数据,监测和分析生态输水前后区域环境变化和生态响应。首先,采用基于知识迁移的专题图斑更新技术,实现了1990、1995、2000、2005、2010和2015年区域湿地遥感制图和植被覆盖度等生态因子指标提取;然后,以2000年为基准（生态输水起始年）,结合地下水位观测数据,对比分析了人工生态输水前后区域生态环境动态变化过程。结果显示：① 生态输水前（1990-2000年）,塔河下游的生态环境持续恶化,流域范围内一半以上的沼泽湿地消失、河道干涸,地下水位下降,区域植被覆盖大幅度下降;② 生态输水后（2000-2017年）,区域生态环境明显好转,改变了下游河道长期断流状态,区域地下水位明显抬升,地表水域（湖泊和沼泽）面积呈现“V”型逆转增加,区域植被覆盖区和覆盖度均呈现显著增加趋势,曾经一度干涸的塔河尾闾台特玛湖水域面积2017年8月达到147.87 km²。以上研究结果综合表明人工生态输水工程对塔河下游生态环境拯救和治理发挥了重要作用,遏制了生态输水前塔河下游生态环境继续恶化局面,流域生态环境正在逐步恢复。     

我国长江中下游农业区冬闲田的遥感监测分析

 近20年以来,随着我国经济结构的调整和农村劳动力的转移,部分地区冬闲田的面积呈明显增长态势。为了科学、合理及高效地利用冬闲田资源,本研究以长江中下游农业区为实验区,利用长时间序列NDVI数据,结合研究区耕地空间分布和农作物在出苗期和成熟期NDVI变化特征,构建了NDVI动态阈值法的冬闲田遥感监测方法,进而对研究区2007至2008年冬闲田的空间分布和闲置时间进行了提取分析。研究发现,2007至2008年,我国长江中下游农业区冬闲田总面积为20.55万km²,占耕地总面积的45.49%。冬闲田集中分布于研究区北部和西北部的江苏、安徽、河南、湖北、湖南和江西的西北部地区,其中,湖北、湖南和江苏是冬闲田分布面积最多的省份,3省冬闲田面积占了研究区冬闲田总面积的53.41%。     

基于深度神经网络的蒙古国色楞格河流域水体信息提取

蒙古高原地处干旱半干旱地区,河流水系对该区域的资源环境格局及其生态环境影响重大。发源于蒙古国的色楞格河是蒙古高原最主要的水资源来源,准确掌握该流域的水体信息对东北亚地区生态环境问题及资源保护具有重要意义。本文以蒙古高原色楞格河流域为研究对象,基于谷歌地球引擎（Google Earth Engine,GEE）云平台,使用 Sentinel-2 多光谱卫星遥感影像,利用深度神经网络（Deep Neural Network, DNN）方法对色楞格河流域的水体信息进行提取,并与支持向量机方法进行对比;利用全球30 m SRTM数据生成水系分布矢量图,通过空间分析形成河流提取目标区,结合深度神经网络分类结果,绘制蒙古国色楞格河流域2019年河流分布图。研究结果表明：① 该方法能够准确地完成大流域范围内的水体制图,提取结果能够体现色楞格河流域河流的空间分布,且能够减少河流断流、空洞现象;② 深度神经网络模型中批量大小设置为8时,在处理数据速度与精度中达到最优,而神经网络结构中隐含层数达到4层时,在精度评价指标测试数据集上达到0.9666,保证了模型特征挖掘能力;③ 经样本点的验证,结果总体精度达到97.65%,可以满足实际应用需求。本研究预期可以为蒙古高原的水体提取提供方法支持和相关数据支持。     

“一带一路”区域水电站工程生态环境影响遥感监测

为实现“一带一路”区域可持续发展,我国倡导绿色、低碳、循环、可持续的生产生活方式,建设绿色“一带一路”。遥感技术在生态环境监测与评价方面具有重要作用。本文以“一带一路”区域中国援建的水电站工程为研究对象,基于陆地系列卫星(Landsat)、哨兵2号（Sentinel-2）等遥感对地观测数据,利用决策树与缓冲区分析等方法,从水电站库区概况、水电站对植被生长状况与生态资源影响等方面,开展“一带一路”区域水电站项目建设对当地经济发展和生态环境影响的遥感监测及分析。本文首先根据遥感影像与DEM确定库区及库容,结合最小外接正方形面积比及平均宽度等指标确定各水电站缓冲区类型和范围。利用NDWI及NDVI构建决策树模型,提取各缓冲区土地利用类型,分为水体、林地、草地、耕地和其它5类;结合区域植被覆盖度,估算库区生态占用并对水电站建成前后的土地利用类型和植被变化进行分析。研究结果表明：① “一带一路”沿线10座水电站造成的生态损失与库区面积呈正相关,不同工程间,在水体、林地、草地、耕地和其它方面的损失面积大小存在较大差异;② 土地利用类型与植被覆盖度年均变化幅度约为0.35%、1.27%,水电站修建对周边生态资源与植被生长状况影响较小,同时在植被覆盖度较低的地区水电站的修建会明显改善周边环境;③ 各水电站周边的植被覆盖度差异较大,大部分水电站周边植被生长状况良好;④ 水电站建设始终坚持工程建设与环境保护并重,从施工设计到水电站后期维护期间,积极采取环保措施,减少占用,保护生物多样性,生态风险防范得当;⑤ 水电站提供了优质的清洁能源,促进了当地经济和社会发展。     

Three Types of Spatial Function Zoning in Key Ecological Function Areas Based on Ecological and Economic Coordinated Development: A Case Study of Tacheng Basin,China

Three types of spatial function zoning is an effective measure for regional environmental protection and orderly development.For ecological and economic coordinated development, spatial function zones should be divided scientifically to clear its direction of development and protection. Therefore, based on ecological constraints, a beneficial discussion would be about the key ecological function areas adopting the concept of ecological protection restriction and supporting socioeconomic development for spatial function zoning. In this paper, the researchers, taking Tacheng Basin, Xinjiang of China as an example, choose township as basic research unit and set up an evaluation index system from three aspects, namely, ecological protection suitability, agricultural production suitability, and urban development suitability, which are analyzed by using spatial analysis functions and exclusive matrix method. The results showed that: 1) This paper formed a set of multilevel evaluation index systems for three types of spatial function zoning of the key ecological function areas based on a novel perspective by scientifically dividing Tacheng Basin into ecological space, agricultural space, and urban space,which realized the integration and scientific orientation for spatial function at the township scale. 2) Under the guidance of three types of spatial pattern, the functional orientation and suggestions of development and protection was clearly defined for ecological protection zones,ecological economic zones, agricultural production zones, and urban development zones. 3) A new idea of space governance is provided to promote the coordinated and sustainable development between ecology and economy, which can break the traditional mode of thinking about regional economic development, and offers a scientific basis and reference for macro decision-making.