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利用卫星影像快速准确地提取湖泊等地表水体范围一直是一个重要的研究课题,其对洪涝灾害监测、水资源管理与利用等具有重要意义。Sentinel-2 MSI和Landsat8 OLI数据是目前主流的开放获取的中高空间分辨率遥感影像。以鄱阳湖区为研究对象,首先,分别使用归一化差异水体指数(normalized difference water index,NDWI)、改进的归一化差异水体指数(modified normalized difference water index,MNDWI)、自动水体提取指数(automated water extraction index,AWEIsh)和基于线性判别分析的水体指数(water index,WI2015)等4种常用的水体指数从2种影像中提取湖泊水体的分布信息;然后,分析了在同种水体指数之下2种影像提取结果的差异性和同一幅影像中4种水体指数提取结果的不同;最后,利用同期的高分一号影像目视解译的结果对水体提取结果进行了精度验证。结果表明,对于2种遥感影像,4种水体指数均能成功地提取出研究区的大部分水体; AWEIsh和WI2015的提取精度最高,在Sentinel-2和Landsat8影像上分别达到了98%和94%以上,MNDWI次之,NDWI的提取精度最低;相对而言,Sentinel-2影像提取的水体细部信息更为明显,整体提取效果优于Landsat8影像。 相似文献
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基于卫星遥感的水体提取算法对面积较大的水体效果较好,应用于细小水体时受混合像元、异物同谱等因素影响,容易出现误判。Sentinel-2卫星多光谱遥感数据空间分辨率为10 m、20 m、60 m,双星时间分辨率5 d,时间和空间分辨率较高,因此本文采用了Sentinel-2绿光波段（560 nm）、红边波段（705 nm）、近红外波段（842 nm、865 nm）和短波红外波段（2190 nm）的遥感反射率,提出了一种植被红边水体指数算法RWI（Vegetation Red Edge based Water Index）。对比分析了植被、阴影、建筑物、混合像元、裸土、水体6种地物的归一化遥感反射率,从机理上解释了为什么RWI比其他水体指数具有更好的提取细小水体的效果。本文对比了常用的几种水体提取算法,包括改进的归一化差异水体指数MNDWI（Modified Normalized Difference Water Index）、多波段水体指数MBWI（Multi-Band Water Index）、自动水提取指数AWEI（Automated Water Extraction Index）,以人工目视解译的水体结果为准,对比以上几种算法得到的水体提取结果,得出RWI、MNDWI、MBWI、AWEIsh、AWEInsh的面积提取差异分别为3.6%,4.2%,12.2%,8.8%,19.8%。从结果可以看出RWI算法精度最高。从影像提取结果来看,本文提出的RWI算法提取的水体边界效果更佳,而且能够一定程度上消除山体和建筑物阴影、云阴影以及混合像元的影响。同时,在2016-01—2018-12时间范围内筛选选取了共43景无云的Sentinel-2影像,利用本文提出的算法对雄安新区、神东矿区、永城矿区3个区域的细小水体分布开展了多时相分析。观察后发现每个时相的结果均十分良好,细小水体的边界区分度较高,基本没有错提、漏提,算法具有良好的适用性和稳定性。 相似文献
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为实现水灾发生后淹没区域的快速监测,为受灾地区的灾情评估、调查及水资源管理提供依据,借助Sentinel-2 MSI卫星对乌海湖、黄河宁夏石嘴山河段、沙湖3个研究区域2018年7—10月强降水前后水位、水体面积进行了动态监测。结果表明,乌海湖10月中旬之前水体面积持续增大,之后出现下降;黄河石嘴山部分河段在7月强降水之后河道变宽,10月中旬宽度达到最大;沙湖面积在丰水期趋于稳定,平水期部分缩减。基于Sentinel-2 MSI改进归一化差异水体指数(MNDWI),结合Otsu算法可以快速准确提取水体信息。 相似文献
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Sentinel-2A与Landsat 8O LI逐像元辐射归一化方法研究 总被引：1，自引：0，他引：1
考虑不同传感器光谱响应函数差异及不同地物类型反射率光谱的差异，提出了一种逐像元辐射归一化方法，并以2017年7月17日内蒙古达里诺尔湖地区准同步过境的Sentinel-2A及Landsat 8数据为例，对两类数据可见-近红外波段（VNIR）地表反射率结果进行归一化。首先采用Sen2cor方法及NASA官方提供大气校正算法，分别对Sentinel-2A及Landsat 8 OLI影像进行大气校正并重采样到同一空间分辨率；然后基于光谱库计算匹配因子并构建图像与光谱库之间的匹配转换模型，实现像元尺度上从Sentinel-2影像到Landsat 8影像地表反射率相似波段之间的转换。结果表明，经逐像元归一化的影像相比原始影像及经HLS光谱归一化的影像，与Landsat 8 VNIR波段的相关性明显提高，辐射一致性增强。该转换模型为多源中高分辨率遥感图像高精度辐射归一化提供了新思路。 相似文献
5.
《国土资源遥感》2021,(3)
水体颜色的定量表征可为内陆湖库综合水质的评估提供重要的参考数据。以华北内陆大型湖库官厅水库为研究对象,结合2016—2020年季相尺度的Sentinel-2和Landsat 8 OLI反射率数据,利用FUI(Forel-Ule index)水色指数反演算法,定量分析了官厅水库FUI水色的空间尺度、年内及年际尺度的异质特征;为探究FUI水色与水体营养状态之间的耦合关系,分别利用色度角α和FUI水色指数与营养状态指数(trophic status index,TSI)进行建模;并论证了FUI水色指数在不同传感器间的可比性及应用潜力。结果表明:(1)在空间尺度上,官厅水库中心处FUI水色指数数值较低,在水库边缘处数值较高;(2)在年内季相尺度上,FUI水色指数数值呈现出冬季最高,春季小幅度降低,夏季最低,秋季又上升的趋势;(3)在年际尺度上,近3 a间FUI水色指数数值较前两年有所降低,水色表现为由黄棕色向黄绿色转变,这一点可能得益于北京市政府对官厅水库的有效治理;(4)TSI与色度角α和FUI的Pearson相关系数分别为-0.85和0.80,表明FUI水色与TSI指数具有强相关性;(5)对同一天过境的Sentinel-2和Landsat 8 OLI进行FUI水色指数反演,数值分别为13.04和13.16,十分接近,表明FUI在不同传感器影像之间具有可比性,可利用多源长时序的遥感数据,实现FUI水色长时序数据的反演。FUI水色指数在水质营养状态评估方面具有明显的应用潜力和优势。 相似文献
6.
利用水体指数方法提取多光谱遥感数据中水域信息优势明显,应用广泛。然而在实现过程中,算法的选取依赖于特定的水域环境,移植性差。本文选取了我国东部5个地区冬夏两季的数据,基于Landsat 8/9卫星的光谱数据,使用改进的归一化水体指数(MNDWI)进行归一化处理,在此基础上研究了直方图双峰阈值法的不足之处并加以改进。试验结果表明,改进后的直方图双峰法提取水域信息精度明显提高,且不再依赖于特定的水域环境,适应性显著提高。 相似文献
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基于高分辨率遥感影像的地理国情普查水体信息提取方法 总被引：2，自引：0，他引：2
地理国情普查体系内容之一是提取水体地表覆盖信息,掌握我国水体现状以及空间分布情况。常规归一化差异水体指数（NDWI）算法不能完全满足基于高分辨率遥感影像提取水体信息的需要。本文以WorldView2的4波段（B、G、R、N）影像为数据源,研究基于高分辨率遥感影像的、面向对象的水体信息提取方法。研究发现：水体在蓝波段（Layer B）上表现出较强反射特性,利用蓝波段的比率值（Ratio Layer B）、标准方差值（Standard Deviation Layer B）两项指标,结合水体指数,能够构建基于高分辨率遥感影像水体提取的基本规则集,完成水体信息的自动提取,并且提取的结果质量较好。通过选取验证区,对提取方法的稳健性进行了验证,结果证明：该方法能够在地理国情普查这种基于高分辨率遥感影像的工程化生产应用中发挥重要作用。 相似文献
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复杂环境下高分二号遥感影像的城市地表水体提取 总被引：1，自引：0，他引：1
水体指数可以抑制背景噪声和提高地表水体的可分性,已经广泛用于地表水体提取。传统FCM聚类算法考虑了地物的不确定性,但没有顾及地物的邻域空间信息,对背景异质性比较敏感。针对传统FCM聚类算法的不足,提出一种可变邻域的区域FCM聚类算法。由于复杂环境下高分二号(GF-2)遥感影像的城市地表水体具有复杂异质背景和不确定性的特点,本文利用水体指数和区域FCM聚类算法的优点,提出一种整合水体指数和区域FCM的城市地表水体自动提取算法,该算法主要步骤包括:(1)去除影像阴影后计算归一化差分水体指数NDWI(Normalized Difference Water Index);(2)区域FCM聚类算法;(3)整合水体指数和区域FCM聚类的城市地表水体自动提取算法。最后采用两景GF-2高分辨率遥感影像(广州和武汉)进行实验,验证了该算法的有效性,并与经典地表水体提取算法进行对比分析。实验结果表明:该算法具有较高的水体提取精度,城市地表水体边界既具有较好的区域完整性又保持了局部细节,同时对城市地表水体复杂背景噪声具有较好的抑制作用,有效减少传统FCM聚类算法的"胡椒盐"现象。 相似文献
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利用决策树工具的土地利用类型遥感识别方法研究 总被引：3，自引：0，他引：3
应用决策树的理论和方法,利用遥感数据及其他相关数据和资料进行土地利用信息分类。通过研究地物光谱统计特征,讨论了通过耕地指数等归一化地类指数来增强影像地类特征、结合DEM提取土地利用信息的决策树分支点的设计方法,较好地解决了水体和建筑阴影、道路等容易混淆区域的区分问题。 相似文献
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针对严重污染的城市水体与道路、建筑物、阴影等易于混分,以及遥感水体提取结果不连续、存在斑点问题,本文以广州市流溪河与东江水系为研究对象,基于2016年与2017年OLI遥感影像,采用本文新提出的城市水体指数法(CWI),同时结合分形几何算法,通过设置形状面积等特征,实现城市复杂环境下的水体信息的自动提取。并与单通道算法、改进的归一化差异水体指数(MNDWI)算法、支持向量机法(SVM)与光谱角度法的水体提取结果进行对比分析。结果表明:SVM算法出现大量斑点,其次为MNDWI水体指数算法,光谱角度算法与单通道算法斑点较少,但水体提取结果不连续,部分河道漏分。本文提出的算法能够克服山体阴影、道路、建筑物等影响,实现城市污染水体以及一般水体连续、准确提取。本文的提取结果可为水资源调查、洪水灾害预测评估、水利规划、环境监测等工作提供基础数据支撑。 相似文献
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利用改进的归一化差异水体指数（MNDWI）提取水体信息的研究 总被引：238，自引：7，他引：238
在对M cfeeters提出的归一化差异水体指数(NDWI)分析的基础上,对构成该指数的波长组合进行了修改,提出了改进的归一化差异水体指数MNDWI(M odified NDWI),并分别将该指数在含不同水体类型的遥感影像进行了实验,大部分获得了比NDWI好的效果,特别是提取城镇范围内的水体。NDWI指数影像因往往混有城镇建筑用地信息而使得提取的水体范围和面积有所扩大。实验还发现MNDWI比NDWI更能够揭示水体微细特征,如悬浮沉积物的分布、水质的变化。另外,MNDWI可以很容易地区分阴影和水体,解决了水体提取中难于消除阴影的难题。 相似文献
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在前人研究基础上,提出了一种基于SPOT5图像和DEM数据自动提取泥石流的方法。首先利用归一化差值植被指数(NDVI)、归一化差值土壤亮度指数(NDSI)和图像经主成分变换得到的第一主成分(PC1)等3种遥感指数获取新的主成分变换图像,进而利用阈值自动选取算法提取包含泥石流的裸地信息;然后基于1∶10 000的DEM数据,利用改进的沟谷中心线提取算法提取沟谷中心线,并利用数学形态学滤波算法生成沟谷范围;最后将提取的疑似泥石流图斑与沟谷范围匹配,并对矢量化后的结果进行面积、坡度和顺坡性等筛选,得到泥石流或潜在泥石流信息。实验表明,本文构建的泥石流提取模型具有较高的提取精度和效率。 相似文献
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为实现多光谱数据对煤矿区水体信息提取，以萍乡市芦新岭及周边煤矿为试验区，在国内外学者对水体指数法提取水体信息和应用的启发下，对试验区不同地物的波谱特征进行分析。本文首先利用数学统计方法建立一种ASTER数据综合归一化差异水体指数模型SWI ASTERxy，然后利用这一模型对试验区进行水体信息提取。试验表明，该模型能够有效地提取矿区各类水体，还可以运用在ASTER数据（或其他多光谱数据）对不同区域不同地物的提取，在遥感地物定量提取上具有很好的效果和潜力，具有一定的推广价值。 相似文献
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针对GF-2影像波段较少、不利于构建水体指数的问题,提出了基于LBV变换的水体提取方法。通过GF-2影像的LBV变换及其归一化,得到了物理意义明确的L、B、V变换分量;利用这三个分量计算特征分量BL、BV,构建完整水体提取方案,对阿克塞县的小苏干湖和石嘴山市某一段黄河进行水体提取。实验结果表明,相比于NIR、NDWI算法,本文算法能够更好地将水体与土壤、植被、建筑物等地物区分开来,在正确率、误提率、漏提率方面总体优于NIR、NDWI算法,提取过程简单,具有较好的应用价值。 相似文献
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快速准确地从遥感影像提取冰川堰塞湖水体信息,是研究冰坝遥感监测与应急监测的核心热点问题。以GF-1卫星遥感影像为主要数据源,采用归一化差分水体指数(NDWI)、改进阴影水体指数(ENDWI)和面向对象(SVM)对克亚吉尔冰川堰塞湖水体进行定量提取。比较分析3种水体判识方法,3种方法均可以提取完整的水体边界,并且抑制了90%以上的非水体信息。NDWI法和ENDWI法可应用于GF-1地表水体提取,能够满足冰坝水体监测与应急监测需求,但面向对象法最适宜GF-1影像的水体信息准确提取。 相似文献
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基于样本自动选择与SVM结合的海岸线遥感自动提取 总被引：4，自引：0，他引：4
利用卫星遥感手段自动、快速、准确地测定海岸线动态信息是遥感应用的一个重要领域,对海域管理规划具有重要意义.由于近岸水体光谱特征受区域环境影响较大,在水陆分离过程中,利用传统的归一化差值水体指数(normalized difference water index,NDWI)阈值分割法时,一部分近岸水体易被错分为陆地,严重影响了岸线提取精度.为此,在NDWI模型的基础上,提出了基于样本自动选择与支持向量机(support vector machine,SVM)的海岸线遥感自动提取算法.首先进行NDWI计算与全局阈值分割,实现水体信息的初步提取;再通过NDWI信息控制初始样本的自动选择;然后利用SVM分类器对水体再次分类,实现海陆分离;最后填充小的陆地水体单元,实现岸线自动跟踪.实验结果表明,该方法能有效增强对近岸水体的识别能力,提高海岸线遥感提取的精度和自动化程度. 相似文献
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针对国产风云三系列中分辨率卫星快速有效地进行水体识别的问题,基于2011—2016年数据进行了辽宁省主要湖泊水库的光谱分析,提出了晴空条件和有云情况下分别采用归一化水体指数方法和通道值与归一化水体指数相结合方法进行湖泊水库的提取。结果表明:FY3B/MERSI湖泊光谱曲线具有水体光谱特征,具体表现为8通道的数据反射率最高,18通道数据反射率最低。通过与49景TM数据水体提取结果进行对比,FY3B/MERSI数据水体提取的面积精度达到85%以上,总体分类精度达到90%以上,Kappa系数在0.56~0.95之间。提出了简便、快捷的计算模型,为国产卫星数据的业务应用提供了初步方法。 相似文献
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研究山区地表水体信息OLI遥感数据去阴影自动提取方法,设计基于数字高程模型与指数提取的决策树分类方法,提高水体自动识别的精度。该方法选取改进的归一化水体指数、归一化植被指数、比值植被指数、主成分分析前3个分量以及波段之间的组合运算,并结合DEM构建决策树分类规则。综合采用单波段阈值、谱间关系、植被指数和水体指数阈值完成山体水体的去阴影识别研究,与计算机自动识别分类方法比较,其精度明显提高。结果表明,决策树分类方法在精度上明显高于常用的计算机自动分类方法,可以很好地被利用于OLI遥感数据水体信息的海量、大范围提取。 相似文献