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[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
周亚东 何报寅 寇杰锋 粱胜文 胡世祥 胡柯
湖泊水体富营养化的监测评价是湖泊水资源管理和水环境保护的基础性工作。基于GF-1号WFV遥感影像和综合营养状态指数法,通过82个站点实测数据建立多元线性回归和RBF神经网络模型,对武汉市及其周边地区主要湖泊综合营养状态指数进行了反演。反演的结果显示,武汉市及周边大部分湖泊水域处于轻度富营养和中营养状态,局部湖区为中度富营养状态。验证结果表明:GF-1号WFV多光谱数据用于监测大面积湖群水质变化是可行的;两种模型都可以建立实测数据与遥感信息的函数关系,根据函数可以反演湖泊水质综合营养状态指数,进而实现大面积湖泊水质动态监测;而RBF神经网络模型预测的R2为0.742 3,均方根误差为3.72,其反演精度更高,更适合于监测内陆湖泊水质变化。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
何报寅 梁胜文 丁超 杨小琴 胡柯
以武汉市主要湖泊为例,研究了利用中巴地球资源卫星(CBERS-2)数据反演水体营养状态指数(TLI)。研究旨在评估利用中巴地球资源卫星数据来估算内陆水体富营养化程度的可能性。首先利用地面水质监测数据计算武汉市某些湖泊监测点的"真实的"营养状态指数(包括综合营养状态指数和修正的Carlson营养状态指数),同时,在事先经过辐射校正和几何校正的CBERS-2图像上,以9×9像元为采样窗口,提取各个对应地点的灰度值均值(从波段1至波段4);然后,采用多元逐步回归分析,以各波段灰度值均值为自变量,建立营养状态指数经验遥感反演模型;最后,利用模型对整个湖泊水体的营养化状态指数进行反演,并绘制了其空间分布...
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
刘惠 周亚东 何报寅 杨小琴 黄静娴
针对长江经济带平原湖区的浅水湖泊,提出了一种基于热红外遥感的湖泊水深测量方法.首先根据湖泊水温的垂直分布规律,推导出浅水湖泊中表层水温与水深平方的倒数存在近似的正比关系.然后以武汉东湖为例,利用Landsat-8热红外(TIRS)遥感影像数据反演东湖水表温度.结合实测水深测量样本点对,利用半经验回归方法,确定水深与水温的关系式,根据此关系式由水温反演出整个湖泊的水深,最后再结合影像当日的水位数据得到水下地形.试验模型拟合的相关系数R~2为0.657,在浅水湖泊水深反演中能取得平均相对误差8.93%的相对测深精度.试验表明,利用热红外遥感可为长江经济带平原湖区浅水湖泊的水深测量和水下地形测量提供一个快捷的新方法.
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
张海林 何报寅 丁国平
利用武汉东湖各子湖多年可靠的地面监测资料和 1999年 9月Landsat- 7的TM各波段的卫星遥感数据 ,建立了各子湖的营养状态指数与TMb5图像上的灰度值之间的线性关系模型 ,并运用该模型对武汉各湖泊进行富营养化评价。同时基于地面监测资料 ,用日本学者相崎守弘提出的修正富营养化指数法对武汉主要湖泊的富营养化程度进行评价。两种方法评价结果都显示 ,武汉大多数湖泊呈富营养化状态 ,一些湖泊已接近甚至达到极富营养化。在用两种方法同时评价的十个湖泊中 ,有四个湖泊的评价结果完全一致 ,其余的六个湖泊富营养化程度只相差一个级别。两种方法评价结果存在差异 ,可能有以下三个原因 :⑴遥感方法反映的是图...
关键词：
湖泊富营养化 遥感 调查与评价 武汉
[期刊] 资源科学
[作者]
陈文倩 丁建丽 李艳华 牛增懿
山区水资源信息高精度提取是西北干旱区水文水循环及水资源利用等研究领域的核心热点问题,但山区由于各种限制因素,如阴影、积雪和山体裸地等,使得高分辨率遥感监测效果不佳。本文基于高分一号遥感影像,利用单波段阈值法、NDWI与多波段法进行特克斯河流域水体信息提取,通过分析3种水体提取方法的利弊,提出单波段阈值法与构建的阴影水体指数SWI=B1+B2-B4相结合的决策树水体信息提取方法,用结合实地采样得到的混淆矩阵对水体区域的整体提取结果进行精度验证对比分析。实验结果表明,单波段阈值法易受山体阴影的影响,但受积雪与裸地的影响较小;NDWI法易受山区小面积阴影影响;多波段法提取水体信息较好,但受部分阴影与...
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
徐晓雨 孙华 王广兴 林辉 任蓝翔 崔云蕾
以GF-1和Landsat8遥感影像为数据源,采用逐步回归、非线性Logistic回归和基于空间位置的地理加权回归3种方法,结合134个野外样地调查数据,在河北省康保县开展叶面积指数反演研究,并对结果进行精度检验。结果表明:(1)在荒漠化地区,GF-1和Landsat-8遥感影像提取的植被指数因子与LAI均有较高的相关性。运用主成分分析方法对植被指数因子进行处理,可以有效消除各影响因子间的共线性。(2)基于GF-1和Landsat-8影像分别建立的3种模型,均以地理加权回归决定系数最大,均方根误差最小,反
[期刊] 地理科学进展
[作者]
柯新利 刘曼 邓祥征
中国湖泊营养物水平和富营养化效应存在显著区域分异特征,开展湖泊营养物生态分区研究,是实现湖泊分区控制的前提和基础。本文以云贵高原亚热带湿润区为案例区,通过遥感反演得到研究区域湖泊水体的叶绿素a(Chl-a)、总氮(TP)和总磷(TN)含量,从自然地理要素、生态系统和人类活动3方面建立指标体系;根据研究区域DEM数据划分小流域,将各指标因子投影到小流域;在小流域尺度上,采用数理统计方法定量分析各指标分别对Chl-a/P与Chl-a/N的作用,计算两种湖泊营养物生态分区评价分值;采用双约束空间聚类算法对小流域尺度上两种湖泊营养物生态分区评价分值共同进行聚类,形成湖泊营养物生态分区结果。研究发现:①通过遥感反演模型可以将少数呈点状分布的监测数据推演到面上,这在一定程度上弥补了有限的野外监测数据量难以支撑湖泊营养物生态分区的不足;②通过构建各指标因子分别与湖泊水体中Chl-a/P、Chl-a/N的定量关系,实现了湖泊营养物生态分区中湖泊水体微观指标与湖泊流域宏观指标的有机结合;③采用双约束空间聚类进行湖泊营养物生态分区,保证了分区结果在空间上的连续性和评价分值上的接近性;④根据自然地理条件、土地利用和人类活动强度的不同,将云贵高原亚热带湿润区分为4个区:北云南高原湖区、滇南河谷山原湖区、桂西-滇东-黔南岩溶湖区、贵州高原东北部湖区。本文提出的基于双约束空间聚类的湖泊营养物生态分区方法也可以作为其它地区乃至国家尺度湖泊营养物生态分区的借鉴。
[期刊] 资源科学
[作者]
李艳华 丁建丽 闫人华
以国产"高分一号"16m遥感图像为数据源,在特克斯县选取两个研究区域,针对山区细小线状河流提取难度较大的问题,使用基于规则的面向对象的方法实现了对山区细小水体的精确化提取。首先,在总结前人选择最优分割尺度的基础上,考虑了各层权重信息,针对某一特定地物,提出了指示最优分割尺度的指标——改进的与邻域绝对均值差分方差比(MRMAS),并由此获取了影像上细小水体的最优分割尺度。其次,为区分水体和山体阴影,构建阴影水体指数SWI=B1+B2-B4,成功剔除了绝大部分阴影信息。最后,利用形态学膨胀滤波及Pavlidis异步细化算法对提取的细小水体进行后处理,最终得到细小河流的矢量化水系图。实验结果表明,该...
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
刘伟乐 林辉 孙华
湿地遥感变化信息检测并识别一直是遥感动态监测的一个技术难点。以东洞庭湖为研究区,2期GF-1遥感影像为研究对象,在数据预处理的基础上,将研究区分为芦苇、苔草、辣蓼与泥蒿、水体、泥滩地等6种类型。研究引进了NDVI植被指数波段与第一主分量波段(PC1)对传统的图像差值算法进行改进,提取出两期影像的变化信息,并与支持向量机的多时相影像分类后检测算法相比较。结果表明:(1)研究区遥感影像经过大气校正和图像配准等预处理之后,GF-1遥感影像变化检测的最佳波段组合为RGB=432;(2)利用支持向量机分类器对两期遥感影像进行分类时,样本选择的可分离度均在1.9~2.0之间,分类结果的总体精度为85.34...
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
蒋治浩 林辉 张怀清 蒋馥根
【目的】近年来,越来越多高时间分辨率、高空间分辨率卫星相继出现,为我们的生产生活提供了很大的便利,如何利用好这些数据庞大、信息丰富的遥感影像一直以来都是国内外研究的热点问题。其中遥感影像的分类是将大量的遥感影像应用于各个领域的基础,针对传统方法对于高分辨率影像分类精度提高难的问题,提出一种面向对象结合卷积神经网络的遥感分类方法。【方法】首先利用构建moran’s I指数与地理探测器q统计量的二维空间的方法,确定最佳分割尺度,以最大面积法确定均质因子权重,对预处理后的GF-1影像进行分割,利用分割后的对象的特征作为分类模型的输入变量,建立一维卷积神经网络(1D-CNN)的分类模型,构建了基于像元的支持向量机,面向对象的支持向量机分类模型,对研究区进行了分类。【结果】利用面向对象的一维卷积神经网络方法进行分类,分类结果总体精度为93.10%,Kappa系数为0.916 7,同基于像元支持向量机方法相比,总体精度提高了24.35%,Kappa系数提高了0.292 3;同面向对象的支持向量机方法相比,总体精度提高了6.2%,Kappa系数提高了0.074 6。【结论】利用构建的moran’s I指数与地理探测器q统计量的二维空间和最大面积法确定最佳分割参数,建立一维卷积神经网络结合面向对象的方法对遥感影像进行分类,与传统模型相比得到的分类结果精度较高,是一种快速有效的分类方法。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
刘翀 朱立平 王君波 乔宝晋 鞠建廷 黄磊
湖泊透明度是湖泊水体性质的一个重要参数,是湖泊浮游生物和进入湖泊的有机和无机颗粒溶解程度的综合反映,对湖泊生态环境研究具有重要的科学及实践意义。遥感影像是获取面积广、时间长的湖泊透明度的重要手段,但由于实测数据缺乏,目前对青藏高原地区湖泊透明度的遥感反演研究相对不足。本文基于青藏高原地区24个湖泊实测透明度SD(Secchi Depth)值和相应的MODIS遥感影像,建立了该地区湖泊水体透明度SD值MODIS遥感反演模型。结果表明:基于MODIS绿色波段B4的单波段幂函数模型在该地区反演效果最好,精度较高(R2=0.91,N=24),并具有较好的稳定性。以当惹雍错为例,选用该模型反演得到湖泊透明度的时间变化序列,发现该湖存在明显的季节波动和较为明显的年际变化。初步分析得出,降水/融水季节的湖泊透明度与湖泊所在流域的降水率具有密切的关系。本文结果表明,利用遥感手段能够有效地开展青藏高原地区湖泊透明度的反演,可为进一步深入研究该地区湖泊透明度及其影响要素奠定基础。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
刘翀 朱立平 王君波 乔宝晋 鞠建廷 黄磊
湖泊透明度是湖泊水体性质的一个重要参数,是湖泊浮游生物和进入湖泊的有机和无机颗粒溶解程度的综合反映,对湖泊生态环境研究具有重要的科学及实践意义。遥感影像是获取面积广、时间长的湖泊透明度的重要手段,但由于实测数据缺乏,目前对青藏高原地区湖泊透明度的遥感反演研究相对不足。本文基于青藏高原地区24个湖泊实测透明度SD(Secchi Depth)值和相应的MODIS遥感影像,建立了该地区湖泊水体透明度SD值MODIS遥感反演模型。结果表明:基于MODIS绿色波段B4的单波段幂函数模型在该地区反演效果最好,精度较高
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
翟天林 金贵 邓祥征 李兆华 王润
准确高效的获取土地利用信息，对于合理利用和开发土地资源具有十分重要的意义。在快速城镇化地区，土地利用活动频繁且密集，土地利用格局演变十分剧烈，增加了城市土地利用精准分类的不确定性；且受环境气候和云雨天气影响增加了有效光学影像获取的难度。为提高城市土地分类精度，该文选取武汉市中心城区为研究案例，以Ｓｅｎｔｉｎｅｌ－１Ａ和ｌＡｎｄＳＡｔ８ Ｏｌｉ影像为数据源，采用ＧｒＡｍ－Ｓｃｈｍｉｄｔ变换方法进行影像融合，选取最大似然、支持向量机、ｃＡｒｔ决策树、ＢＰ神经网络等４种分类方法对融合的影像进行分类，提取了研究区土地利用信息，并对其进行分析。进一步，通过与光学影像的分类结果对比，探究了Ｓｅｎｔｉｎｅｌ．．．
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
李世波 林辉 王光明 程韬略
森林蓄积量是评价森林资源数量的一个重要指标。结合遥感影像和地面调查数据估测森林蓄积量受遥感影像、遥感因子、预处理方法、估测方法等多方面的影响。为研究国产GF-1遥感影像估测森林蓄积量的最佳遥感因子组合方式和较优估测方法,并绘制森林蓄积量空间分布图,为我国森林蓄积量的研究提供理论基础和科学依据。为研究GF-1遥感影像估测森林蓄积量的遥感因子和估测方法,以湖南省醴陵市为研究对象,以国产GF-1遥感影像为数据源,通过对遥感图像预处理,获取光谱信息、纹理因子、植被指数作为特征变量,结合同时期的二类调查样地数据,从GF-1遥感影像像元与样地不匹配角度出发,应用移动窗口的方法解决像元与样地的对应关系,采用多元逐步回归、偏最小二乘回归和随机森林模型对研究区森林蓄积量进行估测,采用建模精度和估测精度进行分析评价。实验结果表明:1)3个模型选择的因子都包含了NDVI、 Band2、DI3、CO1和DVI等5个遥感因子,说明其对森林蓄积量的估测比较敏感;2)随机森林模型优于偏最小二乘回归和多元逐步回归,其决定系数R2为0.73、估测精度为83.69%。利用GF-1遥感影像结合随机森林模型应用于森林蓄积量的估测结果趋于真实分布,效果较理想;采用移动窗口法,利用国产GF-1遥感影像并结合随机森林进行森林蓄积量估测具有较好的应用前景。
[期刊] 上海海洋大学学报
[作者]
杨梅玲 胡忠军 刘其根 任丽萍 陈来生 李培培
2007-2011年对千岛湖5个采样点进行了逐月水质调查,分析了透明度、总磷、总氮、高锰酸盐指数和叶绿素a在5年内的变化规律,运用综合营养状态指数(TLI)和修正的营养状态指数(TSIM)对其营养状态进行了评价。结果表明,2007-2011年,千岛湖叶绿素a平均值为(2.720±1.380)μg/L,透明度平均值为(5.599±0.942)m,总磷平均值为(0.015±0.002)mg/L,总氮平均值为(0.990±0.090)mg/L,高锰酸盐指数平均值为(0.857±0.168)mg/L。两种营养状态指数从上游向下游逐渐降低,季节上呈夏秋高冬春低的趋势。TLI和TSIM的均值分别为26.6...
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