基于决策树的蓬莱市土地覆盖信息提取

以蓬莱市为研究区,对TM影像经过预处理后,进行典型地物的光谱分析。在此基础上,运用决策树分类法,选取影像的光谱特征值、NDWI值、NDVI值、K—T变换信息和DEM值等数据作为测试变量,选择适当阈值设定判别规则,建立决策树模型进行土地利用覆盖信息提取并做出精度评价。将其提取精度与监督分类结果精度进行比较,结果表明其分类精度有很大提高,尤其在研究区是丘陵地形的情况下,DEM数据的使用使林地、果园的可分性大大加强。     

利用粗糙集理论进行遥感分类信息提取

以辽宁省双台子河口湿地为研究对象,以Landsat 8和HJ-1-A/HJ-1-B的多时相遥感影像为数据源,根据研究区现状,将研究区分为旱地、芦苇、水田、碱蓬、混合植被、水面、滩涂、居民点、养殖塘九个类型.利用时间序列的归一化植被指数提取植被与非植被的分类阈值,采用粗糙集理论和多时相遥感影像,对植被和非植被分别进行分类规则的获取,建立了研究区决策树分类模型.为了进行精度评价,利用相同的训练点又进行了同样基于像元的最大似然法分类.最后利用混淆矩阵对上述两种方法进行了精度评估,基于粗糙集的决策树分类法与最大似然法总体分类精度分别为93.70%和91.62%,Kappa系数分别为0.92和0.90,两项指标值基于粗糙集理论法均比最大似然法有所提高.这为构建决策树分类模型进行湿地地表分类信息提取提供了一条新的研究思路.     

三峡库区岩性智能分类研究

三峡库区岩体上方覆盖着厚实的土壤和茂密的植被,是高植被覆盖区,岩性信息弱,因此岩性识别和分类困难,没有成熟的方法可循。针对三峡库区进行岩性分析,选择三峡库区巴东城区作为研究区域,采用2000年5月成像的ETM+遥感影像,构造纹理、光谱、植被覆盖等17个分类因子,将遥感影像与地质图叠加,选取1 101个样本点,采用决策树C4.5算法,挖掘出三峡库区巴东县处岩性的解译规则和知识,决策树的学习精度为96.6%,剪枝后精度为95.9%,规则提取的精度为93.1%,提取的规则置信度很高,并基于知识驱动和规则匹配实现了岩性的智能分类,分类精度较高为90.11%;将分类结果与IsoData方法、K-Means方法、马氏距离法、最大似然法、最小距离法、平行六面体方法等6种方法的分类结果进行比较,试验结果证明,决策树方法的分类结果最好,精度明显高于其他6种方法。     

联合空-谱信息的高光谱影像深度森林分类

为了提高高光谱影像分类精度,设计了联合空-谱信息的高光谱影像深度森林分类方法。该方法由空间特征提取、多粒度扫描和深度森林分类三部分组成。首先提取高光谱影像的形态学属性剖面特征,将所提取的特征与原始光谱特征进行拼接获得融合后的空-谱特征;然后通过多个尺度的滑动窗口对空-谱特征进行多粒度扫描,以实现特征重用;最后将多粒度扫描后的特征输入到深度森林分类器中进行分类。采用Pavia大学高光谱数据集和Salinas高光谱数据集进行分类试验,所设计的分类方法在两组高光谱数据上分别取得了98.44%和98.47%的总体分类精度。试验结果表明所设计的分类方法能够有效地提高高光谱影像的分类精度。     

基于MODIS数据的朝鲜半岛土地利用变化信息提取

以朝鲜半岛为研究区域, 基于2000年和2007年的MOD IS数据, 应用线性光谱混合模型进行像元组分分解并提取分类特征, 对像元组分分解后有错分的地物类型结合纹理进行分析, 以决策树模型进行土地利用分类。结果表明, 像元组分分解后的决策树分类结果总体精度达78.346 5% , Kappa系数达0.681 3。与像元组分分解前最大似然法和决策树分类结果相比, 决策树分类精度优于最大似然法, 且像元组分分解方法提高了分类精度。经2000年和2007年像元组分分解后的决策树分类结果对比: 朝鲜耕地面积增加; 韩国耕地面积减少, 居民地面积增加。     

引导滤波联合局部判别嵌入的高光谱影像分类

高光谱遥感影像分类是高光谱遥感影像处理和应用的重要组成部分。然而,高光谱遥感影像具有波段数量较多和空间分辨率较高等特点,给分类任务带来一定的挑战。为了提高分类精度,充分利用影像的空间信息和像素间的局部信息,提出一种引导滤波联合局部判别嵌入的高光谱影像分类方法。首先,对高光谱遥感影像进行归一化,利用主成分分析方法实现特征提取,将提取的第一主成分影像作为引导图像;其次,采用引导滤波分别提取各波段影像的空间特征;然后,将提取的空间影像特征进行叠加,通过局部Fisher判别分析完成低维嵌入;最后,将得到的低维嵌入特征输入支持向量机分类器得到分类结果。采用Indian Pines和Pavia University两幅高光谱影像进行实验的结果表明：在分别从各类地物中随机选取10%和100个样本作为训练样本的情况下,其总体分类精度分别提高到98.28%和99.45%;对比其他相关方法,该方法能够获取更高的分类精度。该方法在低维嵌入的同时,有效利用了影像的空间信息,改善了分类效果。     

基于ASTER数据遥感影像的决策树分类

以黑龙江省北安市为研究区域,尝试利用ASTER视反射率值进行便利、准确的土地利用分类研究。对ASTER数据进行波段相关分析,确定最佳组合波段;然后重点分析转换为视反射率值的影像特征和光谱特征,从中提取各种典型地物的光谱曲线; 并依据提取的光谱曲线建立基于地物反射率值大小关系或阈值的决策树模型,对研究区不同地物类型进行分类,并对结果进行精度评价。应用效果表明,该方法简单有效,但对于混合光谱容易错分。     

面向对象的喀斯特地区土地利用遥感分类信息提取

传统的面向像元分类方法虽然对光谱差异较为明显的遥感影像信息提取具有较好的效果,但会不可避免地产生“椒盐现象”,同时对纹理和形状信息不能充分应用,造成了大量信息损失。为了提高喀斯特地区土地利用遥感信息提取的精度,本文采用面向对象的分类方法,对贵州省毕节地区开展了土地利用遥感信息自动提取研究。首先对该地区Landsat-5 TM影像进行多尺度分割,形成影像对象层,然后综合应用基于知识决策树分类和基于样本的最邻近分类等技术对喀斯特地区进行遥感解译。结果表明,面向对象分类技术能较好地对喀斯特地区土地利用信息进行提取,同时避免了“椒盐现象”的产生,经野外采集样点数据验证,一级类分类精度为91.7 %,二级类分类精度为89.4 %,表明该方法在贵州省毕节地区应用效果良好。      

基于多源遥感影像的长春市城市建成区提取

夜光遥感影像记录的城市灯光与人类活动密切相关,已广泛应用于城市信息提取。珞珈一号作为新一代夜光遥感数据源,比以往的夜光数据具有更高的空间分辨率和光谱分辨率,可以更清晰地表达城市建成区范围和内部结构。本文利用珞珈一号夜光遥感影像,通过人类居住指数（human settlement index, HSI）、植被覆盖和建筑共同校正的城市夜光指数（vegetation and build adjusted nighttime light urban index, VBANUI）及支持向量机（support vector machine, SVM）监督分类3种方法对长春市城市建成区进行提取,并与利用NPP/VIIRS（suomi national polar-orbiting partnership/visible infrared imaging radiometer suite）夜光遥感影像、采用同样方法得到的结果对比。结果显示：本文提出的VBANUI提高了传统植被覆盖校正的城市夜光指数（vegetation adjusted nighttime light urban index, VANUI）的提取精度,使用珞珈一号夜光遥感影像通过VBANUI提取的城市建成区结果最优,其Kappa系数为0.80,总体分类精度为90.74%;使用珞珈一号和NPP/VIIRS夜光遥感影像通过HSI按最佳阈值提取城市建成区的Kappa系数分别为0.75和0.72,总体分类精度分别为88.27%和86.54%;复合数据的SVM监督分类法中Landsat-NDBI、Landsat-NDBI-VIIRS、Landsat-NDBI-LJ和Landsat-NDBI-LJlog的Kappa系数分别为0.602、0.627、0.643和0.681,总体分类精度分别为81.11%、81.52%、82.25%和84.48%。研究结果表明：3种提取方法下,均为使用珞珈一号夜光遥感影像的结果优于使用NPP/VIIRS夜光遥感影像的结果,证明相比于NPP/VIIRS夜光遥感影像,珞珈一号夜光遥感影像更适用于城市尺度的建成区范围提取。     

基于边缘特征的遥感影像小波变换融合法

如何将不同空间分辨率遥感影像合理有效地融合在一起,保持原始多光谱影像的光谱特性,提高影像的分类精度和空间分解力,这是遥感影像数据融合处理的热点研究问题。在对原始遥感影像进行小波变换的基础上,提取高空间分辨率影像边缘特征信息,并与原始多光谱影像进行了融合处理。以IRS、SPOT和ETM卫星影像为资料进行实验,结果表明,该方法在提高影像的空间分辨率的同时,能够很好地保持影像的光谱特性,尤其在空间分辨率差异较大的影像融合中,该方法在保持影像光谱特性方面要优于其他的融合方法。     

基于遥感和GIS的上海市滩涂湿地资源近期变化分析

利用多期Landsat-5 TM影像,结合植被分带信息、地物波谱特征和实地调查数据,提取上海地区滩涂湿地分布及其覆盖信息;在ArcGIS软件支持下,综合多期遥感影像解译结果和相应时段的水下地形信息,对上海市滩涂湿地空间分布及其变化进行分析。结果表明,近15年来上海市滩涂围垦量在不断增加;尽管滩涂湿地仍在继续淤涨,但淤涨速度明显减缓,且慢于围垦速度,这导致中高潮滩涂面积不断减少。     

利用目标向量空间变换方法提取含矿岩层的研究——以新疆卡特里西地区为例

多因子线性变换是处理多波段遥感数据的数学方法,应用该方法对于图象主要特征的分离和提取具有很好的效果.但是,遥感图象数据中的岩性信息光谱分布复杂多样,在信息强度和分布方面较弱,使用现有的变换很难将岩性信息提取出来.为了完成遥感岩性填图的任务,本文提出利用目标向量空间线性变换的方法,简化所要提取的目标信息的光谱结构,提取目标信息.根据研究区内岩性目标地物的图象灰度光谱分布选择空间域坐标轴的位置,使需要分离的岩性信息只在一个轴上的投影不为0,从而将岩性目标信息分离出来.该方法在新疆且末卡特里西地区提取铜矿带岩性取得了较好的结果.     

基于AVHRR影像的北半球积雪识别算法

针对2000年前北半球较高时空分辨率和高精度的历史积雪范围数据缺失问题,利用NOAA-AVHRR地表反射率数据,以Landsat-5 TM生成的积雪范围影像作为参考真值,优化基于多指标的多级决策树积雪识别算法的阈值,并结合云雪混淆区分技术,生成了北半球AVHRR 1981—1999年L1级逐日积雪范围数据集。此外,针对AVHRR在高纬度地区数据完全缺失和低纬度地区数据部分缺失问题,利用微波雪深数据集进行填充,生成了北半球L2级逐日积雪范围数据集。最后,利用北半球1981—1999年间2 546个气象台站记录的雪深数据和939景Landsat-5 TM参考积雪范围影像作为验证数据,对AVHRR积雪范围数据集进行了精度验证。结果表明：L1级和L2级数据集的总体精度分别为81.8%和82.2%,用户精度分别为83.7%和83.8%,生产者精度分别为81.7%和84.2%,说明算法精度较高,错分误差和漏分误差均比较均衡。进一步利用Landsat-5 TM参考积雪范围影像对L2级数据集进行面上精度评估,发现L2级数据集的总体精度为90.3%,用户精度为90.2%,生产者精度为99.1%,L2级数据集精度较高。生成的北半球历史数据集可为全球积雪变化研究提供有效数据补充。     

Application of the Landsat-5TM Image Data in the Feasibility Study of Mudflow Hazards in the Southern Taihang Mountains

The Taihang Mountains area is an area in North China where serious mudflow hazards take place frequently. The hazards often obstrust traffic and make it difficult to carry out conventional ground investigations of the mudflow hazards. This paper introduces the feasibility study of mudflow hazards by using Landsat-5TM data. The study has achieved a great success through adopting both the faint spectral enhancement technique for mudflow fans (or other depositional areas) and comprehensive study of the environmental background of pregnant mudflows. Thus, remote sensing as a fast, convenient, low-cost and effective technical method can be used to recognise the situation of mudflow hazards so that effective rescue can be provided.     

广西铜聋山铜铅锌矿床遥感地质信息研究

针对铜聋山矿区的地质特征及成矿地质条件,应用卫星遥感技术方法对该区进行了综合研究。利用美国陆地卫星Landsat-5的TM多波段数据对研究区的构造信息进行了综合解译,结合主成分分析与波段比值法对矿化蚀变信息进行了提取。结果表明,该区的主要成矿构造为NE向断裂,线环构造的交汇部位是成矿的最佳环境;遥感矿化蚀变信息得到了有效的增强,与已知矿点具有很好的一致性,能够反映有利的找矿目标。     

CPF变化对Landsat TM/ETM+辐射校正结果的影响

随着时间的推移,卫星传感器的老化会使得原有的辐射定标参数文件(CPF)失效。最典型的当属Landsat-5卫星,该卫星自1984年发射以来,已经进行了多次CPF修正;而Landsat-7卫星的CPF也经过了数次修改,以保证辐射校正结果的准确性。以Landsat TM/ETM+遥感影像为例,分别以2003、2009年的CPF对它们进行辐射校正,并对结果进行对比。结果表明,除ETM+的绿光波段外,TM、ETM+影像基于2009年CPF计算的各波段均值都要小于2003年。而这一变化也使得由此计算的指数产生差异：归一化植被指数(NDVI)间的差异可达0.48%,建筑用地指数(IBI)间的差异可达5.94%。     

基于Landsat-7ETM+SLC-OFF影像的山地冰川流速提取与评估——以Karakoram锡亚琴冰川为例

Landsat-7机载扫描行校正器（Scan Line Corrector,SLC）失效后的ETM+影像（SLC-OFF影像）约有22%的数据缺失,严重限制了该影像在冰川研究中的应用,特别对长期缺乏高质量遥感影像的高亚洲地区冰川运动连续监测产生较大影响。以Karakoram 中部最大的锡亚琴冰川为例,初步评估了Landsat-7 ETM+SLC-OFF影像在山地冰川表面流速提取方面的适用性和可行性。选取2009年和2010年两景SLC-OFF影像,运用局部直方图匹配法（Local Linear Histogram Match,LLHM）和加权线性回归法（Weighted Liner Regression,WLR）修复缺失数据条带,并利用亚像元互相关方法对修复后两景影像进行冰川表面流速估算。结果表明,LLHM和WLR两种方法均能有效修复冰川区Landsat-7 SLC-OFF影像,其冰流估算结果与同期Landsat-5TM 影像的冰流结果较为一致,三者冰流速估算精度分别为±5.9m ·a^-1、±6.3m ·a^-1和±4.0m ·a^-1,验证了Landsat-7 SLC-OFF 影像在山地冰川流速监测中的应用潜力。     

Wetland cover change detection using multi-temporal remotely sensed data

Lake Urmia, located in northwest Iran, contains a number of wetlands significantly affecting the environmental, social, and economic conditions of the region. The ecological condition of Lake Urmia has degraded during the past decade, due to climate change, human activities, and unsustainable management. The poor condition of the lake has also affected the surrounding wetlands. This study analyzes the land cover change of one of the wetlands in the southern part of Lake Urmia, known as Ghara-Gheshlagh wetland, in the period 1989–2015 using post-classification change detection and machine learning image classification. For this analysis, three Landsat images, acquired in 1989 (TM), 2001 (TM), and 2015 (Landsat-8), were used for the classification and change detection. Support vector machine learning algorithm, a supervised learning method, is employed, and images are classified into four main land cover classes namely “water,” ”barren,” “salty land,” and “agriculture and grassland.” Change detection was carried out for pairs of years 1989 to 2001 and 2001 until 2015. The results of this classification show that there is a sharp increase in the area of salt-saturated land as well as a decrease in the area of water resources. Overall classification accuracy obtained were high for the individual years: 1989 (91.48%), 2001 (90.63%), and 2015 (88.6%). Also, the Kappa coefficients for individual maps were high: 1989 (0.89), 2001 (0.8742), and 2015 (0.84). After that, the land cover change map of the study area is obtained between 1989 to 2001 and then 2001 to 2015. The results of this analysis suggest that more efforts should be taken to effectively manage water resources in the region and point to potential locations for focused management actions within the wetland area.     

ETM影像小波变换数据融合在土地利用中的分类研究

在ERDAS软件支持下,对ETM遥感影像数据的TM1—TM5,TM7与其全色波段TM8进行小波变换融合,对融合后的影像采用混合分类方法进行土地利用分类。并对其分类结果进行评价,总体精度达到95.43%,研究结果表明此方法可行有效。     

Productivity and Resilience: Long-Term Trends and Storm-Driven Fluctuations in the Plant Community of the Accreting Wax Lake Delta

River deltas are dynamic geologic features where the plant community engages in critical feedbacks with geomorphology, and plant community development is impacted by both riverine and coastal drivers. A vegetation index (NDVI) calculated from a time series of 54 peak growing season Landsat-5 TM and Landsat-7 ETM+ images was used to assess the long-term trends and storm event-driven changes in the vegetation community associated with the Wax Lake Delta, an actively accreting subdelta of the Mississippi River. Multiple regression models were developed to explain variation in the vegetated area of the delta and mean delta NDVI from 1984 to 2011 as a function of date, hydrology, and seasonality. The models indicate that both vegetated area and mean NDVI increased over time from 1984 to 2011. Productivity measures following Hurricanes Lili (2002), Rita (2005), and Ike (2008) represented statistical outliers; significant decreases in NDVI following these storms suggest that hurricanes passing directly over or to the west of the delta result in short-term disturbance to the plant community, most likely related to saltwater intrusion associated with storm surge. However, in each case, both vegetated area and mean NDVI recovered to the long-term trend by the following growing season. These results demonstrate that the freshwater marshes within this mineral-rich, accreting delta are increasing in productivity as the delta matures and are extremely resilient to coastal storm disturbance.