遥感影像水体提取与洪水监测应用综述

卫星遥感观测技术由于观测范围广、周期性重访等独特优势,广泛应用于水利、环境保护、防灾减灾等多个领域.通过对国内外目前在遥感洪涝监测研究成果文献的梳理,对遥感影像水体提取的主要方法与洪水监测应用进行回顾,其中包括遥感影像的分割方法、水体特征描述和洪水监测应用3个部分,描述从水体信息的确定、分类到洪涝应用的3个过程,并对当前遥感影像用于洪水监测中存在的问题进行分析     

一种改进的遥感影像水体信息快速提取方法

水体资源精确提取在水文调查和监测中具有非常重要的意义.针对传统指数模型在检测遥感影像水体信息中存在过程复杂、环节过多以及阈值选择误差较大等诸多问题,提出了一种改进的新型水体快速提取方法NNDWI(New Normalized Difference Water Index),该方法在对水体及非水体地物进行波谱特征分析的基...     

基于多种水体指数的城市碧道水体遥感提取方法对比研究

作为最常见的水体遥感提取方法之一,水体指数可用于城市碧道水体监测.基于哨兵2号遥感影像,该文分析比较了双线性插值、Gram-Schmidt(GS)全色锐化方法对于MNDWI、WI水体指数提取结果的影响,并与NDWI水体指数提取结果开展对比.各水体指数均可有效提取城市碧道水体,各项提取精度指标在80％以上,其中GS对应的...     

基于纹理特征的SPOT 5影像水体提取方法研究

以2008年8月7日某区SPOT 5遥感影像为研究对象,基于地统计学变差函数的方法对影像的纹理特征进行了提取,并辅以影像的光谱特征进行研究区地物分类,实现了水体信息的自动提取。对基于纹理特征提取法与植被指数法、光谱特征提取法的水体提取结果进行了对比分析。结果表明:基于纹理特征提取法能对河道水体充分提取,河道与河滩地、居民地、湿润地表等地类基本没有错分现象,水体提取的效果较另两种方法有较大改善。     

基于多光谱影像的水体自动提取方法比较研究

以鄱阳湖湿地及附近水域为研究区,基于Landsat OLI影像从水体错提率和面积精度两方面比较了单波段阈值法、归一化差异水体指数法(NDWI)、改进的归一化差异水体指数法(MNDWI)、新型水体指数法(NWI)提取湿地水体的效果。并针对传统提取方法中阈值难以确定的问题,引入直方图波谷法、大津法、迭代法计算阈值。结果表明:单波段阈值法的提取效果较差,3种水体指数法均能对水体进行有效提取;直方图波谷法的计算效果不稳定,不适合计算此次水体提取方法的阈值;大津法和迭代法均能较准确地计算阈值,其中大津法结合新型水体指数法(NWI)精度最高。     

基于PCA和SVM的遥感影像水体提取方法及验证

针对内陆湖泊水质及光谱特性空间差异性大、支流水系结构复杂而导致的遥感影像水体提取精度低的问题,提出了结合光谱主成分分析(PCA)及支持向量机(SVM)的PCA-SVM水体提取算法。基于GF-1卫星遥感影像,对原始影像光谱波段特征进行PCA降维,从中优选熵、方差、差异性纹理特征向量,结合原始波段及归一化差分水体指数(NDWI),构建了8维特征向量,并基于SVM算法提取湖泊水体。以巢湖洪水期与非洪水期影像为研究实例,分别采用NDWI法、传统SVM算法及PCA-SVM算法对水体进行提取,并进一步基于PCA-SVM算法对2020年汛期巢湖洪水期淹没演变过程进行反演和跟踪,定量解析特征向量组合及SVM惩罚系数C对水体提取性能的影响。结果表明：PCA-SVM算法提取的湖泊完整、支流连续,显著改善了含蓝藻水体漏提、建筑物误提等问题;洪水期和非洪水期提取结果的F1分数分别为95.08%和97.95%,虚警率分别为5.43%和1.13%,提取精度显著高于NDWI法和SVM算法。     

基于分层特征提取和多尺度特征融合的高分辨率遥感影像水体提取深度学习算法

高精度的水体提取有助于水资源监测和管理。目前基于遥感影像的水体提取方法缺乏对于边界质量的重视,造成边界划分不准确,细节保留度低的问题。为了提升遥感影像水体提取的边界与细节的精度,提出了一种基于多尺度特征融合的高分辨率遥感影像水体提取深度学习算法,包括分层特征提取模块与融合多尺度特征的堆叠连接解码器模块。分层特征提取模块中,引入了通道注意力结构,用于整合高分辨率遥感影像中水体的形状、纹理和色调信息,以便更好地理解水体的形状和边界。在融合多尺度特征的堆叠连接解码器模块中,进行了多层次语义信息的堆叠连接,并加强了特征提取,同时捕捉了广泛的背景信息和细微的细节信息,以实现更好的水体提取效果。在自行标注的数据集与公开数据集上的试验结果表明,模型的准确率达到了98.37%和91.23%,与现有的语义分割模型相比,提取的水体边缘更加完整,同时保留细节的能力更强。提出的模型提升了水体提取的精度和泛化能力,为高分辨率遥感影像水体提取提供了参考。     

基于多光谱影像辅助的微波遥感水体提取方法研究

微波遥感数据具有穿透力强的特点,可在灾后复杂天气条件下快速获取灾区地表信息,如水体面积。但是在山区等复杂地形下,由于成像机理造成的阴影,会影响到水体提取的精度。为了快速有效地去除阴影,本文利用数据融合的方法,开展了基于光学影像辅助的微波遥感水体提取方法研究,并结合COSMO Skymed SAR数据和福卫-2号多光谱数据开展了实验分析。通过对HSV、Brovey、主成分、Gram-Schmidt四种融合方法效果的比较,发现无论从目视判读还是在定量指标上,Gram-Schmidt方法的效果都好于其他方法。将融合后图像进行监督分类,可以有效地区分出大部分雷达阴影和水体,从而快速有效地辅助在雷达图像上获取水体信息。     

高分辨率遥感影像梯田快速提取方法研究进展

通过对常用高分辨率影像的参数、软件及特征指标等进行系统总结和整理,分析了梯田信息提取技术的特点和难点,并将目视解译法、基于象元提取法和面向对象提取法提取梯田信息的效率、精度、优缺点进行了比较。面向对象法提取效率和精度都较高,因此是目前高分辨率影像分类提取的发展趋势。     

基于多源遥感数据的水体提取方法研究

快速准确地获取水体信息对于水资源管理利用以及灾害防治具有重要意义.利用不同分类方法探讨多种数据源在不同天气场景下水体提取的最优技术,结合Sentinel和Landsat系列数据,对红碱淖1973—2018年湖泊面积变化进行分析.结果表明:在无云的情况下,使用Sentinel-2结合最大似然分类方法提取效果最好,精度为9...     

基于GIS和遥感的水库面积提取方法

利用Arcview/Arcinfo和Erdas软件,以大汶河流域雪野水库近年的TM影像为基础资料,结合GIS和RS的应用原理分别进行了水库库区矢量和栅格文件的处理,分析了基于RS和GIS技术的水库水域面积的提取方法。通过水库库面积提取结果的比较分析,表明该方法具有快速、精准、效率高的优势,为水库作更进一步的水文分析奠定了基础。     

基于遥感技术的洱海水域面积提取方法研究

湖泊作为区域地表水循环中的一个重要载体,对区域的水资源环境平衡发挥着重要作用。本文运用遥感技术,以2010年ETM+作为数据源,对遥感图像进行预处理之后,通过应用缨帽变换、归一化差分水体指数(NDWI)和增强型水体指数(EWI)3种方法,分别对云南省大理州洱海2010年的水域面积进行提取,比较方法准确性。通过对比效果得出,针对取洱海水域面积3种方法提取效果都非常好,其中归一化差分水体指数法能够更为准确而且快速的提取出水体面积。     

面向对象的国产GF-1遥感影像水体信息提取研究

鉴于传统方法在提取高分辨率影像中水体信息的不足,以高分辨率国产卫星GF-1 2m/8m遥感影像为数据源,以特克斯河部分区域为研究区,通过分形网络进化算法实现影像分割并借助ESP尺度分割工具选取特定地物的最优分割尺度,随后使用基于规则的面向对象方法实现了水体信息的精度提取,并与传统的分类方法提取结果进行比较。结果表明:面向对象的总体分类精度达到了94.01%,Kappa系数为0.86;最大似然分类精度为90.00%,Kappa系数为0.80;面向对象的分类方法对国产GF-1影像是可行的,可以避免"椒盐"现象和图斑破碎,且分类精度比传统的方法高,可为国产高分影像研究与应用提供科学参考。     

基于无人机遥感的江苏省河道边坡水土流失要素调查

基于野外实地调查资料和无人机航拍影像,提取了江苏省典型河道的边坡特征,并基于分析结果对全省各等级河道不同利用类型下的边坡面积进行了统计.结果表明:(1)调查河段4类河流边坡平均宽度分别为23.29,9.64,8.53和6.10 m,对应的平均坡度分别为19.11°,18.02°,23.07°和25.97°,边坡宽度和坡...     

鞍山市东部山区水土流失遥感普查研究

鞍山东部山区充分利用3S集成技术、计算机技术、信息工程等高科技手段得到准确数据,科学准确地评价东部山区的土地利用分布、土壤侵蚀等环境状况及水土流失情况.     

浅谈山区河道规划治理

整治河道,保障行洪安全是比较重要的,如何进行山区中小河道治理尤为重要,首先要统筹规划,综合治理,其次具体实施落实,按规划要求达到治理的目的,保质保量地搞好治理工作。     

上海滩涂植被时空动态变化的遥感影像解译研究

近年来,上海市滩涂植被受自然因素和人类活动的强烈影响,生态系统的结构与功能发生了改变。用Landsat TM/ETM+遥感卫星数据,并结合大量的地面调查,对上海滩涂植被的时空动态变化情况进行了分析。结果显示：滩涂植被丰富,并随着滩涂的淤涨向外海延伸;受多种因素的干扰,近20余年来,滩涂植被面积由19 099.91 hm2锐减至13 949.13 hm2;植被结构发生改变,外来入侵植物互花米草迅速扩张,对土著物种海三棱藨草和芦苇造成了严重威胁,影响了滩涂生态资源。人类活动是影响上海滩涂变化的主要因素,应加强协调管理,控制促淤圈围活动和外来植物入侵,保护与合理利用滩涂资源。     

基于多源数据的黑河流域日尺度蒸散发量模拟

植被蒸散发是地表水量平衡和热量平衡的重要参量,也是衡量植被生长状况和作物产量的重要指标,同时也是进行流域水资源优化配置的依据。遥感技术的快速发展使其成为区域尺度蒸散发模拟的重要手段。以黑河流域为例,构建遥感驱动的蒸散发模拟模型,结合多源遥感数据(MODIS、TRMM等)以及GLDAS全球陆面数据同化系统数据,对黑河流域2005、2010、2015年三个时期的潜在蒸散发和实际蒸散发进行了时间尺度为每日、空间尺度为1km的模拟。研究结果表明:潜在蒸散发月际变化明显,从5月开始增长,于7月达到峰值,然后逐渐减少;实际蒸散发在月份之间变化趋势明显,在2015年均达到了最高值;精度检验结果表明本研究采用的两个模型均达到了很好的效果,Kristensen-Jensen模型更适合用于黑河流域。本研究为黑河流域地表特征数据集提供了重要的日尺度蒸散发数据。     

高寒山区气温垂直分布的估测方法研究——以玛纳斯河为例

新疆高寒山区河流主要发源于高山带冰川和永久性积雪的融冰雪水,如何确定冰雪消融的主要影响因素的变化规律,对研究新疆山区性河流的径流形成过程具有十分重要意义。本文以玛纳斯河为例,采用肯斯瓦特水文站1958-1987年逐日气温、降水、蒸发及径流等资料,借助G IS工具提取流域数字高程,运用含融雪结构的新安江模型对流域径流进行模拟,估测其山区气温垂直地带性分布规律,以期为其他资料缺乏的地区提供一定的依据。