融合Landsat 8与Sentinel-2数据的红树林物候信息提取与分类

科学准确地监测红树林是保护海陆过渡性生态系统的基础和前提,但红树林分布于潮间带,难以进行大规模人工监测。遥感技术能够对红树林进行长时间、大面积监测,但已有研究尚存不足。一方面,红树林分布于热带、亚热带区域,受到天气条件限制难以获得长时间覆盖的有效光学遥感数据;另一方面,红树林极易与其他陆生植被混淆,仅利用多波段数据的光谱信息难以精确识别。本文以恒河三角洲孙德尔本斯地区为例,基于谷歌地球引擎GEE（Google Earth Engine）获取2016年全年的Landsat 8 OLI和Sentinel-2 MSI数据,利用物候信息进行红树林提取研究。首先,基于最小二乘回归构建两个传感器在相同指数之间的关系,重建时间序列数据,之后根据可分性判据选取增强型植被指数EVI（Enhanced Vegetation Index）和陆地表面水分指数LSWI（Land Surface Water Index）。其次,对两个指数的时间序列数据进行Savitzky-Golay滤波处理,并分别提取生长期始期等13种物候信息。最后,将两个指数的物候信息进行特征级联,采用随机森林RF（Random Forest）方法进行分类,提取研究区红树林范围。实验结果表明：Landsat 8 OLI和Sentinel-2 MSI数据融合可有效提升时间序列质量,与基于单一传感器数据的分类结果相比,总体精度提高1.58%;物候信息可以显著增强红树林与其他植被的可分性,与直接使用时间序列数据的分类结果相比,总体精度提高1.92%;同时考虑EVI和LSWI指数可极大地提升分类效果,与采用单一指数相比,总体精度分别提高14.11%和9.69%。因此,本文通过数据融合、物候信息提取和指数特征级联可以更好地提取红树林,总体精度达到91.02%,Kappa系数为0.892。研究验证了物候信息在红树林遥感监测中的应用潜力,提出的方法对科学准确地监测全球或区域红树林具有一定参考价值。     

SAR影像与TM影像的几种融合处理方法

利用彩色空间变换、比值变换及相关系数法分别对SAR影像与TM3 、TM4 、TM5 三波段影像进行融合处理。文章介绍了影像融合中的具体技术问题及其处理方法。因侧视雷达图像一般有明显的孤立噪声,所以,在进行影像融合处理之前,先对SAR影像进行预处理,文中用δ滤波法抑制孤立噪声(光斑) .最后,从视觉效果、熵、平均梯度值以及标准差等4 方面评价了影像融合的质量。     

基于RS与GIS技术的北京城市公园湿地景观格局研究

城市公园湿地景观的空间格局分析是城市湿地生态系统研究的重要内容。本研究尝试应用1m分辨率的IKONOS遥感图像,利用RS、GIS等先进技术,获取城市公园湿地景观数据。运用景观生态学的原理,采用多样性指数、优势度指数、破碎化指数和斑块的分数维等空间结构指标,对北京市城市公园湿地的景观格局进行了研究和分析。     

网络地理信息服务中用户空间访问聚集行为研究

研究网络地理信息服务用户的访问行为,有利于了解用户地理信息兴趣、实现按需服务.本文基于全空间信息系统建模的理论,构建用户-访问城市关系网络,研究用户访问的空间聚集性.顾及到关系网络中行为关系强度的表达需要同时考虑用户访问行为、城市关联关系和城市结构,仅用单一的用户访问行为数据会存在偏差,本文提出了基于矩阵分解的数据融合...     

ESTARFM算法在长江中下游平原地区的适用性研究

时空融合技术是目前解决单一遥感数据源难以同步获取高时空分辨率数据的有效途径。然而,如何设置参数使模型融合效果最佳,如何设置在植被监测中广泛应用的植被指数的融合步骤,进而获得最佳的植被指数时序数据,目前仍不明晰。本文以长江中下游平原地区的典型县域—南昌县为例,基于Landsat和MODIS多时相数据对当前主流时空融合模型—ESTARFM （Enhanced Spatial and Temporal Adaptive Reflectance Fusion Model）进行参数敏感性分析,并系统地对比分析了2组融合实验RI（先融合波段反射率后计算植被指数）和IR（先计算植被指数后直接融合）的融合效果。结果表明： ① ESTARFM算法中参数的敏感性在波段反射率、植被指数融合中表现出相似的特征,随着滑动窗口与相似像元数量的增大,融合误差整体呈现出先减小后趋于稳定或增大的趋势;在ESTARFM算法应用中,存在着最佳参数设置范围;② 相较于RI组,IR组模拟结果精度更高（R²_RI-NDVI=0.866,R²_IR-NDVI=0.953,R²_RI-EVI =0.814,R²_IR-EVI =0.930）,且能够较好地削弱“斑块”现象,更好地表征出细小地物和纹理特征。研究结果为遥感数据时空融合模型在地块破碎、种植制度多变的复杂环境中的应用提供借鉴和参考。     

顾及三生空间交互特征的城市空间宜居性评价——以武汉市为例

本文从三生空间功能角度出发,融合多源地理数据建立了三生空间分类指标体系,并进一步顾及空间交互特征,建立了城市空间宜居性评价体系.以武汉市为例,对武汉市中心城区的三生空间格局进行了识别,并对该区域的宜居水平进行了评价分析.结果表明:①武汉市中心城区三生空间的总体配置不均匀,空间上呈现出生活空间中心聚集、生产空间四周分散、...     

多传感器不同分辨率遥感数字图像的尺度转换

针对日益增多的多传感器不同分辨率的遥感数字图像数据,提出其综合利用和尺度转换的有效方法。其中,作为尺度上推 (scaling-up) 技术,本研究选择IHS和小波分解变换两种数据融合方法,应用Landsat ETM+数据和IRS-1C数据进行了实例研究。发现: IHS方法操作简单,对两种待融合的图像的像元大小和像元数 (bit数) 的依赖不是很高,而对原始图像光谱信息的依赖很高,因此适用于不同传感器之间的数据融合上,其缺点就是不能够更多的保留原始多光谱数据的光谱信息。小波分解变换 (WD) 方法可以很好地保留多光谱传感器的所有光谱信息,但是在重采样中对两种待融合的图像的像元配准的要求很高,因此比较适合于对同一传感器的多光谱数据与全色光谱数据的融合上。作为尺度下退 (scaling-down) 技术,通过探讨将札幌野外实验站点数据镶嵌到高时间分辨率遥感图像的问题,提出像元级尺度扩展的具体操作方法和对NDVI图像进行扩展时出现混合像元的识别方法。应用AVHRR, MODIS, ETM+和ASTER的NDVI图像数据进行了像元尺度的扩展研究。得出: 对不同传感器的不同分辨率的数据之间进行像元级的尺度扩展后,能够较好地识别出不同地物的分布边界,较好的分辨混合像元,因此其结果可用于对不同地物分布特征的分类研究或土地覆盖变化中的时间序列变化的研究中。     

北京湿地分析与监测

在“3S”技术支持下,结合野外调查与室内综合分析,全面调查监测了北京地区湿地的类型、面积。其类型较多、分布较广、湿地环境差异显著,生物多样性丰富。湿地的主要类型包括湖泊湿地、河流湿地、水库、池塘、稻田等自然湿地和人工湿地,其中人工湿地面积为323541.822km²,自然湿地面积为138214.740km²,约占全市面积的0.3%。另外,选择重点水库湿地和典型湿地做了动态变化研究,结果表明:水库湿地中的密云水库、官厅水库和怀柔水库与1998年相比,面积分别减少了42.0%,23.9%和4.9%,典型湿地的景观格局也发生了相应的改变。由此可以看出,北京湿地面积逐年减少、生态环境质量逐年下降。最后,根据北京湿地现状和暴露出来的问题,提出了一些建设性的结论和建议。本项目的实施为进一步研究湿地变化与周边气候、地形地貌、土地利用、植被变化以及社会经济发展情况的关系,分析湿地受威胁因素,评价湿地生态环境现状,提出湿地保护的措施,奠定了基础。     

全色/多光谱融合影像的MVG无参考质量评价

同时具有高空间分辨率和高光谱保真度的全色/多光谱融合影像具有广泛的应用前景.然而,一方面全色/多光谱融合方法通常会产生不同的空间畸变或光谱失真;另一方面,受卫星成像系统限制,无法获取真实高空间分辨率多光谱参考影像,因此,如何在无真实参考影像情况下有效评估融合影像质量具有重要意义.为此,本文提出了一种基于多元高斯模型(M...     

轻小型无人机遥感组网飞行的高程安全监测冗余 容错算法研究

针对轻小型无人机遥感组网飞行的高程安全要求,本文设计了基于INS/GPS/气压计的多源信息冗余容错测量方案。通过分析轻小型无人机遥感组网应用时复杂多变的工作环境对可靠性与容错能力的要求,采用了联邦滤波算法进行多传感器冗余信息融合。本文分析了联邦滤波结构及算法,通过计算得出了系统容错性好以及滤波精度高的信息分配系数取值原则,并在此基础上提出一种基于故障特征信息熵的Pignistic概率转换容错信息分配方法。该算法可得到清晰准确的故障概率分布,根据此概率分布运用信息熵来确定系统故障概率,进而结合信息分配系数的取值原则得出组合测量系统各个子系统的权重比。通过算例仿真验证了不同信息分配系数主要影响子系统的估计误差和容错性能,而对联邦主滤波器的融合估计误差影响较小,说明了本文的容错信息分配方法能够为各子系统分量提供可靠的分配系数。在旋翼无人机平台上的定高悬停实验证明了该方法能将无人机高程误差减小为传统联邦滤波算法的四分之一,进一步说明了该方法能提高无人机高程安全监测系统的精度及容错性。