基于多源遥感数据的连云港海域赤潮信息提取研究

[目的]利用多元遥感数据提取连云港海域赤潮信息。[方法]以小尺度连云港海州湾赤潮为研究对象,选用2005年10月8日IRS-P6数据、2006年5月20日Landsat 5-TM数据、2006年10月6日MODIS 1B数据以及2009年4月22日HY-1B的2级数据为遥感数据源,对其进行几何校正、大气校正、图像裁剪等预处理后,结合同步观测的连云港赤潮监控区站位环境数据,采用二次滤波法、叶绿素a浓度法、波段比值法提取海州湾赤潮信息。[结果]2005年10月8日,连云港海域暴发面积约20.0 km2的赤潮;2006年5月20日,连云港海域赤潮处于消亡阶段;2006年10月6日,赤潮暴发规模大,面积约436.5 km2;2009年4月22日,连云港海域赤潮零星分布,面积约10.8 km2。[结论]该研究为连云港环境监测相关部门实施有效地赤潮预测与预警提供了技术思路。     

MODIS数据以及变分订正技术在长沙城市热岛特征分析中的应用

利用EOS/MODIS遥感信息反演地表温度和植被覆盖指数,引进新的变分订正方案,利用常规气象资料,对高分辨率地表温度场实施订正,对长沙市热岛(UHI)空间分布规律及影响因子进行研究.通过分析长沙城市地区的土地覆盖、植被绿地状况与热岛空间分布状况的关系,揭示出研究区域UHI主要特征为:(1)从研究区域地表覆盖图发现,长沙市城区四周均有相对地势较高的山地,但地形梯度不大,接近四面环山的地貌特征,容易造成城区的热量聚集,有利于城市热岛效应的形成,使得长沙城区存在明显的热岛分布;(2)UHI分布与城市结构的轮廓相一致,长沙城区与地势相对平坦的近郊区的地表温度差异为3～5℃,与地势较高的周边远郊区的地表温度差异为6～8℃,长沙城区热岛效应与城市规划呈对应关系,热岛效应最显著的区域为二环线内,并从中心沿三环逐渐向郊区减弱;(3)地表覆盖类型对UHI的效应明显,长沙地区植被绿地状况与UHI呈现明显反相关分布,揭示出植被绿地对降低UHI具有重要的作用,大范围的绿地建设能有效降低UHI.     

长江口海域船舶突发性溢油对渔业生态风险的评价

应用美国EMI公司的SMS(surface-water modeling system)软件计算长江口海域四季的潮流场,并应用溢油全动力轨迹模式、溢油扩展扩散模式和溢油蒸发溶解模式等来模拟四季在南槽航道发生250 t溢油事故后油团的漂移轨迹,扩展范围以及油团中心浓度分布变化.结合美国农药办公室(OPP)提出的生态风险的表征方法即商值法进行风险区划.最后得出结论:发生溢油事故对鱼类春夏季出现不可接受的风险区域,对虾类影响很大,四季均出现大面积不可接受的风险区域,对贝类大部分为可缓和的风险区域.夏季发生溢油事故油团将影响到湿地生态自然保护区、中华鲟保护区和江苏省的滩涂围垦区.夏季溢油危害最严重,其次为春季,春季溢油同样将影响到湿地生态自然保护区和中华鲟保护区.冬季发生溢油事故要注意控制油团影响范围,秋季发生溢油事故影响较小.     

基于多源遥感数据的干旱监测研究

及时准确地监测干旱可以预防其造成的农作物减产。归一化植被指数(NDVI)在监测植被生长状态、农业干旱方面都表现出了良好的特性。但NDVI对干旱的响应具有一定的滞后性。为了及时准确地监测旱情,本研究将热带降雨测量卫星(TRMM)的降雨数据与NDVI结合起来,构建了基于旬尺度的MNDVI干旱监测模型,并以吉林省农作物生长季为例,通过与历史数据、土壤湿度、叶面积指数(LAI)作相关性分析对其进行验证。结果表明:MNDVI监测的干旱变化图与历史记录有很好的吻合性,表明MNDVI监测干旱的准确性好;将MNDVI和NDVI分别与10 cm和20 cm土层的土壤湿度进行相关性分析,结果表明MNDVI在一定程度上可以消除NDVI监测干旱方面存在的滞后性;将MNDVI和降雨状态指数(PCI)分别与LAI进行时间序列分析,发现MNDVI与LAI有良好的一致性,而PCI与LAI没有一致性,表明MNDVI对植被的生长状态能够及时响应,可以用来监测农业旱情。     

基于多源遥感数据的北京城市热岛研究

首先利用MODIS数据在像元尺度上获取地表温度反演中所需大气参数一大气水分含量,再利用LandsatTM影像采用Jimenez-Munoz和Sobrino的普适性单通道算法反演地表温度,通过地面实测数据对反演结果进行验证。结果表明,利用多源遥感数据反演地表温度具有较高的精度。用该方法对北京城市热岛状况进行研究,发现北京城市热岛效应十分明显,地表植被覆盖度低是城市热岛出现的主要原因之一。     

基于多源遥感数据反演森林植被面积

选取清原县为研究区,基于多源遥感数据,形成一套不同尺度（以县-乡为经营单位）的森林植被提取方法。以土口子乡为例,应用ENVI EX4．8软件,采用面向对象的方法对乡内森林植被进行提取,然后基于此方法,采用协同反演TM森林植被面积的方法对清原县森林植被面积信息进行提取。结果表明：RapidEy影像分类精度达88．87％,Kappa系数为0．61;TM影像的分类精度达到92．41％,Kappa系数为0．89,具有较高的分类精度。所建立的森林植被提取方法可为林业部门对不同尺度森林植被类型面积进行监测提供参考。     

基于多源遥感数据的宝鸡市城市扩展分析

以宝鸡市城市规划区为研究对象,使用多时相遥感图像研究宝鸡市城市扩展,采用1988²015年间,5个时相的遥感影像为数据源,采取非监督分类与人工目视相结合的方法,制成城区图,并结合宝鸡市的自然状况、社会经济状况、人口、交通、政策等情况,对宝鸡市近27年的城市建设用地在不同时期的城市扩展特征、扩展方式和速度进行研究,并对其扩展的驱动力因素进行分析。结果表明:宝鸡市在近27年间城市建成区面积持续扩大,各时期的城市扩展速率和扩展强度基本一致,建成区重心逐步向东发展。     

基于多源遥感数据森林盖度的尺度转换

选取抚顺市为研究区,以森林盖度为研究对象,利用MODIS、TM多光谱遥感影像和航片数据,基于Bottom-up方法,建立两阶段森林盖度经验模型,并对模型进行了检验。结果表明：TM NDVI均值与地面实测森林盖度具有较好的相关性,两阶段模型可以较为精确的将航片解译的地面森林盖度扩展到中尺度空间范围;MODIS森林盖度预测值与实测值的RMSE为0．175,误差为15．9％;应用MODIS NDVI数据和第二阶段模型对抚顺市森林盖度进行估测,并将估测值转换为森林面积,结果与森林一类二类调查数据相差在15％以内,整体估测精度达到85％,在实际应用中具有一定的参考价值。     

基于多源遥感数据的宝鸡市城市扩展分析

以宝鸡市城市规划区为研究对象,使用多时相遥感图像研究宝鸡市城市扩展,采用1988~2015年间,5个时相的遥感影像为数据源,采取非监督分类与人工目视相结合的方法,制成城区图,并结合宝鸡市的自然状况、社会经济状况、人口、交通、政策等情况,对宝鸡市近27年的城市建设用地在不同时期的城市扩展特征、扩展方式和速度进行研究,并对其扩展的驱动力因素进行分析。结果表明:宝鸡市在近27年间城市建成区面积持续扩大,各时期的城市扩展速率和扩展强度基本一致,建成区重心逐步向东发展。     

基于IHS的多源遥感影像数据融合研究

运用IHS变换方法对农八师148团的TM和ALOS影像数据进行数据融合。首先给出了影像融合的技术流程和IHS变换的计算方法,然后根据计算方法得到了影像融合图像,最后根据影像质量评价指标对影像融合后质量进行评价。结果表明,融合后的影像数据更有利于计算机自动解译和进行更准确的分类决策。     

多时相遥感提取水稻种植区研究进展

水稻是我国主要的粮食作物之一,对水稻面积和空间分布的调查是水稻监测的基础,关系国家粮食安全问题.利用卫星遥感技术进行水稻面积与空间分布调查具有大范围、实时性等传统调查不具备的优势,成为近年来的热点.本文对近年来基于多时相遥感进行水稻种植区提取的方法进行梳理与总结,按照传感器类型从3个方面进行阐述——利用不同时相分辨率的光学传感器的提取方法、利用不同极化方式的合成孔径雷达的提取方法以及两者的结合使用的方法,对基于不同数据源的提取方法进行了概括和举例.最后对目前的研究进行合理的评价,指出存在的不足之处并对进一步的研究做出展望.     

基于GNOME的长江口锚地溢油模拟

基于GNOME溢油模型模拟长江口外锚地发生溢油时的漂移轨迹与扩散情况,先利用FVCOM建立潮流场,并选用主导风作为常风场,一起输入GNOME溢油模型,以中质原油为油种,模拟了100 t溢油量下、一个潮周期内涨急、涨憩、落急、落憩4个时段发生溢油后4 d中的溢油轨迹和最终分布,通过计算1 d的溢油扩散面积及距离来讨论风向与流场共同作用下对油膜漂移扩散的影响。结果表明:无风情形下溢油向西南方向扩散;西北风情形下的溢油均呈螺旋状向南扩散;东南风情形下的溢油除涨急时向北漂移外,其余均在杭州湾近上海海域振荡,部分吸附于上海岸线;1 d中西北风情形下的油膜质心漂移距离大于东南风下,溢油扩散面积上则相反。     

多源遥感数据协同的地块级农作物精细提取

【目的】 针对云南省大理市耕地地块不规整、破碎且农作物空间种植结构复杂的特点,结合多源数据在时间和空间分辨率的优势,达到准确地提取农作物信息的目的。【方法】 协同BJ-2数据和Sentinal-2数据进行农作物精细信息提取。首先,利用空间分辨率较高的BJ-2数据进行面向对象的图像分割,获得农作物地块信息;其次,在农作物物候规律分析的基础上,通过标准差分析获得关键时相,利用相应时间分辨率较高的Sentinal-2数据获取农作物地类信息,实现基于地块的小春农作物的快速精细提取。【结果】 采用实地调查地块真值与提取地类生成混淆矩阵进行精度验证,总体精度和Kappa系数分别为87.4%和0.83。其中,连片种植的农作物如蚕豆和马铃薯提取精度较高,地块细碎且内部种植结构复杂的作物提取精度略低。【结论】 多源遥感数据协同的农作物提取方法,通过高分辨率影像上获得的对象分析单元能很好地对单一地块中的农作物空间特征进行统计分析,很大程度上弥补了中分辨率影像由于分辨率偏低所导致的混合像元处错分的不足;不仅能从耕地地块级别获得农作物种植结构,更直观地反映农作物种植,能有效提升农作物提取的精细化程度,有利于精细化的农作物种植结构管理。     

基于多源遥感数据和EC-LUE模型的冬小麦产量估算

【目的 】及时、准确、无损地估算冬小麦产量有助于粮食生产管理和粮食安全。【方法 】文章使用Sentinel-2的红光波段和短波红外数据及MOD09Q1数据,使用ESTARFM融合方法,生成冬小麦生长期（3～6月）内8 d的NDVI高空间分辨率时间序列数据。结合MERRA-2气象同化数据,使用EC-LUE模型进行农作物总初级生产力（GPP）的模拟估算,并使用收割指数方法将之转化为冬小麦产量,将估算结果与美国农业部门公布的县级产量数据进行比较验证。【结果 】实验表明,Sentinel-2与MOD09Q1融合NDVI具有良好的融合精度,相关系数在0.60～0.87之间。基于融合NDVI估算的GPP相比MOD17A2H具有更好的空间细节和纹理。2017—2020年估算产量平均绝对误差MAE为8.41 bu/acre,平均相对误差为18.4%,均方根RMSE为9.7 bu/acre。【结论 】基准影像数量及其与预测日期的时间差会影响融合的精度,总体上能用于后续GPP模拟;EC-LUE模型较好地模拟了农作物的GPP水平和产量,在土地覆盖类型复杂的区域,可以提供更好的GPP空间变异信息,具有可移植性...     

基于高时空分辨率遥感数据协同的作物种植结构调查

[目的]充分发掘遥感影像的空间、时间和光谱等特征谱信息,探索地块基元支持下的多源遥感数据作物种植信息自动识别方法,为作物种植结构信息的快速、精细化调查提供借鉴.[方法]以广西扶绥县为研究区,通过对高空间分辨率影像的多尺度分割和对象廓线编辑,提取精细农田地块信息;以地块为基元获取覆盖作物生育期内的时序光谱特征;基于时序光谱及其变化定义与作物长势状况相关的描述参量,形成静态光谱与动态过程特征结合的多维特征空间,结合作物的物候节律特征构建作物种植信息提取模型,实现主要农作物种植结构信息的提取.[结果]依据上述方法绘制出广西扶绥县甘蔗、水稻和其他作物农田及草地、林地、水体、城镇建设用地等的精细地块图,其中,提取广西扶绥县甘蔗和水稻作物的总面积分别为82420.01和6806.67 ha,作物提取的总体分类精度为86.8%,Kappa系数为0.84.[结论]提取的广西扶绥县作物种植结构的成果满足使用精度要求,可为精准农业补贴投放、农业灾害定损等政策制定提供依据,而技术方法对于作物种植结构信息的快速、精细化调查具有借鉴意义.     

基于多源遥感影像的高后果区变化检测方法

近年来,随着城镇化进程的持续推进,部分管道的周边环境不断变化,相应管道的高后果区范围也随之发生变化,准确、高效地掌握环境变化数据以持续更新高后果区信息对管道企业的安全管理工作具有重要意义。由于短期内管道沿线具有自然地物变化较少、人工地物变化频率较高的特点,利用高分辨率正射影像与多光谱影像,提出一种基于多源遥感影像的高后果区变化检测方法。该方法在超像素分割基础上,以LBP-HOG融合特征和光谱梯度差方法对多源数据的变化信息进行提取。实验表明,此方法对管道周边人工地物的变化检测具有较高的准确性,可有效提高高后果区管理的工作效率。     

基于SAR波模式数据的沉船事故海浪要素分析

涌浪是近海波浪系统中的重要组成部分,因其持续时间长且蕴含巨大能量,可导致渔船沉没事故,造成生命、财产和环境危害。合成孔径雷达(SAR)能够对海浪成像并提供二维方向谱,成为遥感海浪的重要手段。本研究将利用欧空局环境卫星搭载的高级合成孔径雷达(ENVISAT-ASAR)的波模式轨道数据提供的涌浪信息,量化涌浪在中国近海浪致渔船沉没事故中的影响。首先,对浪致渔船沉没事故、ASAR数据和模式数据进行时空匹配;其次,对匹配成功的数据进行对比统计,分析涌浪要素特征,量化涌浪影响。结论:渔船沉没事故发生时,(1)天气形势多为冷空气、温带气旋或台风;(2)风浪、涌浪混合有效波高绝大部分大于2.0 m,涌浪波高占比在50%以上;(3)风浪和涌浪夹角45°,当同时满足(2)和(3)条件时更容易发生沉船事故。     

基于Landsat 8 OLI辅助的亚米级遥感影像树种识别

为研究高空间分辨率遥感影像与多光谱遥感影像协同进行面向对象树种识别的有效性,本研究以QuickBird高空间分辨率(全色0.61 m)和Landsat 8 OLI(30 m)遥感影像为基础数据,在分类的过程中采用2种分割方案(有Landsat 8 OLI遥感影像辅助的QuickBird遥感影像分割和无Landsat 8 OLI遥感影像辅助的QuickBird遥感影像分割)进行多尺度分割,对2种分割方案进行比较。基于QuickBird遥感影像和Landsat 8 OLI遥感影像提取光谱、纹理、空间3方面68种分类特征,应用最邻近分类法和支持向量机分类方法进行面向对象树种分类,采用相同的分类系统、统一的分割尺度以及同一套验证样本,利用Kappa系数、总精度、生产者精度和用户精度4个评价指标进行精度评价。结果表明:单独使用QuickBird高空间分辨率遥感影像的分割结果优于QuickBird高空间分辨率遥感影像与Landsat 8 OLI遥感影像协同分割的结果,最优分割阈值与合并阈值分别为25和90。在最优分割结果的基础上,多光谱Landsat 8 OLI遥感影像与QuickBird高空间分辨率遥感影像协同进行面向对象分类,最邻近分类法和支持向量机分类方法的分类总精度分别为85.35%(Kappa=0.701 3)和88.12%(Kappa=0.853 6);单独使用QuickBird高空间分辨率遥感影像进行面向对象分类,2种方法的分类总精度分别为79.67%(Kappa=0.693 9)和83.33%(Kappa=0.792 5)。QuickBird遥感影像在Landsat 8 OLI遥感影像辅助下,分类结果的地物边界更加清晰,总体精度及主要树种识别精度均得到了提高。研究成果应用在实地森林调查与区划时可有效缩短调査时间、减少调查成本、降低劳动强度、提高成果质量。      

基于D-InSAR技术的地震形变场获取

阐述了合成孔径雷达干涉测量技术在地震监测方面的历史及现状;指出了"三轨"差分的基本原理;利用ENVISAT数据获取了巴姆地震形变场,并对地震形变结果进行了解译。发现形变主要发生在东面南北方向,南面地表上升约30cm,北面地表下降约18cm。     

紫金山国家森林公园全极化雷达图像分类比较

全极化雷达图像的最大优点是能够获取目标的全极化散射特征,从而使其在地表植被的分类和森林参数反演中具有较大的应用价值。以紫金山国家森林公园为研究对象,2011年的全极化雷达数据、典型地类野外调查数据为主要信息源,在PAULI、 SINCLAIR、 CLOUDE-POTTIER、 FREEDMAN-DURDEN四种目标特征值分解基础上,采用最大似然、支持向量机、神经元网络和随机森林4种方法进行监督分类。结果表明,5种组合中12个特征值组成的特征图像的最大似然分类的精度最高,总体分类精度为58.20%, CLOUDE-POTTIER、 FREEDMAN-DURDEN 总体分类精度较低,分别为51.86%、52.36%;4种分类方法中,12个特征值组合的图像的随机森林分类方法的总体分类精度最高,总体分类精度为74.29%,神经元网络的分类精度较低,总体分类精度为56.98%;6种地类中,针叶林、阔叶林和建筑的分类精度较高,草地、水体和裸地的分类精度较低。