遥感技术

  • GlobeLand30地表覆盖研究的热点分析

    胡菊菊;陈军;彭舒;

    全球30 m地表覆盖高分辨率遥感制图产品GlobeLand30自发布以来,用户不断增多。为探究GlobeLand30地表覆盖数据研究热点,采用可视化等方法从热点用户、热点研究区及热点应用3个方面进行多角度分析,结果表明:GlobeLand30国内外用户中高校师生所占比例最大,高校密集区正是热点用户聚集区;国内外的热点研究区存在明显差异,国外热点研究区主要集中在非洲和亚洲,而国内热点研究区以五大核心城市群为中心向外辐射状分布;GlobeLand30数据应用具有明显的研究热点主题,包括土地利用与地表覆盖变化、生态、气候环境、灾害、城市扩张、农业和教学。该研究可帮助人们了解国内外地表覆盖研究热点及趋势,所得结果对改进服务、推动数据的持续完善与更新具有一定意义。

    2018年04期 4-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 547K]
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  • 联合Fisher核编码和卷积神经网络的影像场景分类

    刘异;庄姊琪;闫利;廖明;

    针对高分辨率遥感影像场景分类中使用中、低层特征不能有效表达高分影像的语义信息,造成分类精度不高的问题,提出了一种联合Fisher核编码和卷积神经网络的高分影像场景分类方法。首先利用Fisher核编码框架提取影像的中层语义特征,然后利用深度卷积神经网络提取影像高层语义特征,最后融合中、高层特征利用支持向量机进行分类。实验采用迁移学习方法来克服深度卷积神经网络对训练数据量的需求。实验数据采用UC-Merced 21类和WHURS 19类2个高分影像数据集。实验结果表明,中、高层融合特征包含更丰富的场景信息,增加了目标的可区分性,相比已有方法,该方法能够有效提高分类精度;迁移学习方法能够克服深度卷积神经网络对训练数据量的依赖性。

    2018年04期 11-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1172K]
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  • 利用能量函数和主动轮廓模型提取道路边缘线

    钱海明;张印;王春林;孙金彦;黄祚继;

    针对高分辨率遥感影像道路边缘线交叉口断裂问题,提出一种利用能量函数和主动轮廓型提取遥感道路边缘线方法。在利用概率增进树算法和形态学运算提取道路条带,通过细化算法获取道路中心线基础上,沿道路中心线外推以检测初始道路双边缘线;鉴于道路边缘线存在局部曲率变化过大的问题,利用梯度特征和光谱信息构建能量函数,设计路径代价,结合Dijkstra算法优化初始道路双边缘线。通过构建Snake模型,利用离散动态规划算法解算模型,连接交叉口断裂处,解决交叉口断裂问题,进而得到最终道路双边缘线。实验结果表明,该方法能够较好提取连续、平滑的道路双边缘线,准确率达88%。

    2018年04期 19-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 662K]
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  • 利用高时空融合数据监测冬小麦收割过程

    陆俊;黄进良;王立辉;叶春姣;裴艳艳;

    针对难以对农作物收割过程进行有效地遥感监测这一难题,采用时空数据融合模型重构出空间分辨率为30m,时间分辨率为1d的高时-空分辨率遥感数据对农作物收割进度进行监测。针对冬小麦收割前后NDVI变化呈现的线性特征,计算时序NDVI的曲率,通过曲率确定阈值进行收割信息提取。结果表明:采用面向对象的SVM分类方法提取研究区冬小麦种植信息,Kappa系数为0.901,面积误差为2.61%;时空数据融合模型的结果与真实影像间的相关系数为0.77(红波段)和0.78(近红外波段),能够较好地重构出冬小麦收割时期的影像;通过提取NDVI变化曲线曲率接近于0时的冬小麦NDVI值来确定阈值,实现了冬小麦收割过程信息的遥感提取。

    2018年04期 25-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 587K]
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  • Landsat-8与ZY-3卫星影像降尺度地表温度反演及分析

    刘彬;张友水;

    地表温度(land surface temperature,LST)在表征地表能量转换和气候方面具有很重要的作用。目前获取的高空间分辨率遥感影像,通常没有热红外波段,而能获取的热红外影像,空间分辨率往往不够。针对时间分辨率和空间分辨率的矛盾问题,提出了一种利用降尺度进行地表温度反演的方法。该方法利用Landsat-8卫星影像的热红外波段进行地表温度LSTOLI,30m反演;根据不同地物的光谱特性,选取代表城市热特性的地物端元,对ZY-3多光谱影像大气校正后,进行混合像元分解,获取每个像元内不同端元的丰度,利用端元的平均温度建模,估算地表温度,得到高空间分辨率的地表温度LSTZY-3,5.8m。为了验证估算结果的准确性,将LSTZY-3,5.8m升尺度为30mLSTZY-3,30m,与LSTOLI,30m进行对比。结果表明,LSTZY-3,30m和LSTOLI,30m具有很高的一致性,精度较高。这种方法可以作为一种实用的估算地表温度的方法。

    2018年04期 31-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 785K]
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  • 基于NPP/VIIRS夜间灯光数据和土地利用数据的人口分布图绘制——以大连金普新区为例

    李欣欣;王利;何飞;

    针对现有人口分布图绘制不够精确,分布状况偏离实际的问题,提出一种利用VIIRS DNB数据对人口进行空间化的方法。以大连市金普新区为例,采用土地利用数据、新一代NPP/VIIRS夜间灯光数据分别建立0.5km×0.5km格网人口预测模型,根据构建的非户籍常住人口分配系数,对建立的模型进行街道尺度的精度评价。结果表明,基于土地利用数据和灯光数据建立的预测模型整体误差分别为0.279和0.142,表明NPP/VIIRS夜间灯光数据能够更为准确地模拟人口,最后根据基于灯光数据建立的人口模型预测得到的人口数,依据"无居住用地则无人口原则"进行人口空间化,绘制出较为精准的人口分布图。该研究探索的技术方法和模型也可以为其他区域相关研究提供参考。

    2018年04期 38-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 376K]
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  • 基于夜间灯光数据的六盘山连片特困区贫困空间分异特征分析

    沈丹;周亮;王培安;

    针对当前精准扶贫过程中,传统数据统计口径、计算方法、空间尺度不统一的问题,以六盘山连片特困区为例,借助灰色关联模型、DMSP-OLS与NPP-VIIRS夜间灯光数据,构建综合贫困指数(IPI)、区域灯光指数(ALID、ALIN),比对选取最优指数模型,生成基于栅格的连片特困区综合贫困指数(MPI),从而精准地识别山区贫困。结果表明:灯光与贫困模拟模型中NPP-VIIRS数据构建的ALIN指数优于ALID指数,其灯光与贫困的决定系数R2超过0.88,平均相对误差小于3.49%;连片特困区贫困空间化中识别出36个极贫困、21个高度贫困,高度贫困率高达73.08%,表明六盘山贫困面积广、贫困程度深且呈现集中态势。

    2018年04期 45-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 754K]
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  • 改进随机梯度上升法在遗址预测中的应用

    郭飞;于丽君;聂跃平;朱建峰;刘芳;

    针对逻辑回归在遗址分类预测中存在容易欠拟合和分类精度可能不高的缺点,对其进行最优化算法的改进,通过GIS空间分析方法提取研究区域人文环境变量和自然环境变量,借助Python语言编写程序中的Numpy和Matplotlib模块,分别利用逻辑回归常用的梯度下降法及一种改进的随机梯度上升法求解模型回归系数,建立汾河流域龙山文化时期的遗址预测模型,对其预测结果进行分析对比,最终进行Kvamme增益统计有效性验证。实验结果表明,改进随机梯度上升算法较梯度下降算法分类精度可以提高17.3%,另外高概率区的G值为0.75,表明模型具有较高的实际应用意义。

    2018年04期 52-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 436K]
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  • MODIS卫星数据中亚地区生态承载力评价应用

    张晓彤;谭衢霖;董晓峰;李宇;秦晓春;

    中亚地区是"一带一路"区域的核心地带。针对中亚地区的生态承载力遥感监测评价方法较为单一且缺少空间化的评价等问题,提出了基于MODIS卫星数据的中亚地区生态承载力评价方法。利用MODIS卫星数据,分析了2003—2013年中亚地区净初级生产力和土地覆盖类型的变化,计算了研究区生态承载力,并得到研究区生态承载力的空间分布。通过生态承载力计算模型和GIS空间技术,计算生态承载力并将其空间化,解决中亚五国生态承载力的空间化。研究结果表明,2003—2013年中亚地区生态承载力总体呈下降趋势,其中,哈萨克斯坦人均生态承载力为五国最强,2003年人均生态承载力为16.57ha,2013年为14.74ha,乌兹别克斯坦的生态承载力为五国最弱,2003年为1.27ha,2013年为1.12ha。

    2018年04期 58-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1393K]
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  • 井冈山地形特征与土地利用类型分布相关性研究

    齐文娟;杨晓梅;李治;李喻龙;杨丰硕;

    针对土地覆被类型在不同高程、坡度、地形起伏度等地形地貌特征下,差异性明显的问题,提出了一种分析和研究地形地貌特征与土地覆被类型相关性的方法。通过数学分析与计算,将土地覆被类型在不同地形景观下的分布情况进行了统计分析。引入高程、坡度、坡向等地形因子信息,通过将地形因子通过一定规则进行分级,并进行统计、计算,分析了不同地形特征下土地利用类型的分布规律、变化趋势和成因,说明了地形对土地利用分类的重要性。研究发现,土地利用类型在不同高程、坡度、地形起伏度上,呈现出阶梯状变化的特征。在较低的高程、坡度、地形起伏度区域内,主要分布着与人类的生产、生活密切相关的土地利用类型,如水田、旱地、果园、茶园、水田、坑塘水面、内陆滩涂、城市、建制镇、村庄、采矿用地等。有林地等则主要分布在高程、坡度、地形起伏度较高的区域。这些地区人类活动少,土地开发程度也较弱,因而多是自然植物覆被。

    2018年04期 67-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 371K]
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  • 东昆仑浅覆盖区遥感蚀变异常提取与分析

    韩海辉;王艺霖;张转;李健强;高婷;

    针对在地表被沉积物覆盖的地区开展遥感蚀变矿物信息提取存在很大困难这一问题,以超大型镍矿——东昆仑夏日哈木地区及与其临区为实验区,在分析区内蚀变矿物光谱特征后,利用ASTER和WorldView-2遥感数据,通过主成分分析法提取遥感蚀变异常,并对其分布特征和地质意义进行分析,进而探讨浅覆盖区遥感蚀变异常有效识别与地质应用问题。实验表明:浅覆盖的东昆仑地区,只要地表含有一定的蚀变矿物,在测试并分析蚀变矿物光谱特征后再提取蚀变信息会有效提高结果的精确性;利用WorldView-2数据提取的高分铁染异常与研究区存在的地面探槽及已知矿床的开采范围高度吻合,且很小面积的异常区也被有效捕捉,显示出WorldView-2数据较ASTER数据能够更精确地识别铁染异常,这为今后快速寻找存在"铁帽"的矿床提供了一个高精度指示线索。

    2018年04期 75-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1546K]
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  • 利用可分图斑的高分遥感影像港口检测方法

    龙广昕;冯甜甜;张绍明;王建梅;

    鉴于由于类型、规模、自然环境等的差异,不同港口在高分遥感影像上表现出的形状、方向、纹理等特征往往具有较大差异,因而利用低层特征在高分遥感影像上进行港口检测面临较大挑战,提出一种利用非监督提取算法提取高分遥感影像中层特征用于港口检测的方法。该方法通过对大量样本的自主学习,提取能够识别港口的可分图斑作为中层特征表达,再用词袋模型构建基于可分图斑的特征向量,并利用SVM分类器检测港口。最后,探讨了可分图斑提取算法中相关参数设置对检测结果的影响,并利用测试影像集对该方法进行了验证,结果表明其检测正确率达97.5%。

    2018年04期 83-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 650K]
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  • 改进的自适应Mask匀光算法

    李鹏程;王栋;朱积国;

    Mask匀光算法在光学遥感影像色彩一致性处理中广泛应用。针对传统算法存在滤波器参数确定自适应性差、影像存在反差不一致现象、影像细节信息易损失等缺陷,提出改进算法。该算法结合影像信息与最优化准则自适应确定滤波器参数,对背景进行动态压缩以减小细节信息丢失,自适应调整拉伸参数,解决反差分布不一致现象。对比试验显示,改进算法处理的影像在光照一致性、影像清晰度、反差一致性上均取得较为理想的匀光效果。

    2018年04期 89-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 552K]
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  • 结合无下采样Shearlet变换和改进尺度积的边缘提取

    侯小毛;张群慧;马凌;

    为了解决遥感图像边缘提取中的伪边缘现象,提出了一种基于无下采样Shearlet变换模极大值和改进数学形态学的边缘提取算法。首先,通过无下采样Shearlet变换对目标遥感图像提取高频分量和低频分量;针对小尺度边缘系数受噪声影响过大,对相邻2个尺度较大的高频系数进行改进,得到尺度多方向的高频系数。然后,采用非模极大值抑制方法对高频系数进行处理,提取高频分量的目标边缘;采用改进的数学形态学方法对低频分量进行处理提取低频目标边缘。最后,将高低频边缘提取结果加权融合,并使用区域连通法去除孤立噪声点,得到最终边缘提取结果。实验表明,与Canny算法、基于NSCT模极大值+Canny算法、基于NSCT模极大值+数字形态学3种算法相比,该算法提取的目标边缘轮廓不仅完整清晰,连续性好,还具有较强的抗噪性。

    2018年04期 94-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 438K]
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  • 一种结合坡度信息调节的水体指数

    张强;吴波;杨艳魁;

    在分析水体和山区背景地物反射与地形坡度特性的基础上,提出了一种坡度调节水体指数(slope adjusted water index,SAWI)。针对水体与阴影在短波红外的反射率都很低的问题,通过坡度信息对位于不同地形条件下地物的短波红外波段进行不同程度的拉伸,使得水体与山区阴影得到区分。试验利用SAWI提取了OLI(operational land imager)影像位于不同地形条件下的水体信息。结果表明,在山区起伏区域,SAWI比改进的归一化差异水体指数(modified NDWI,MNDWI)能够更有效地抑制阴影效应;在平坦区域,SAWI比归一化差异水体指数(normalized difference water index,NDWI),具有更高的水体信息敏感性,从而有利于细小水体的提取。这表明在山区的复杂地形条件下,SAWI是一种可选的水体指数提取方法。

    2018年04期 101-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1206K]
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  • 一种利用多时相GF-4影像的快速水体提取方法

    张伟;赵理君;唐娉;郑柯;

    鉴于GF-4在洪涝灾害领域的重要应用,为了更好地消除山体阴影和城区建筑对水体提取的影响,以GF-4的PMS传感器影像为数据源,针对其影像的高时相与水体在近红外波段高吸收的特点,提出了一种基于多时相影像在近红外波段变化方差的快速水体提取方法。以长江中下游地区的2个典型区域为研究对象,对比分析了该方法与NDWI阈值法的水体信息提取结果,并进行了精度评价。实验结果表明,该方法不仅能快速准确地提取水体信息,而且能很好地去除山体阴影和城区建筑的影响,对细小水体也有很好的提取能力,在2个区域的水体提取精度分别达到99.04%与99.37%,高于NDWI阈值法。该方法可以有效地提取水体信息,为GF-4水体提取提供技术支持。

    2018年04期 111-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1267K]
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  • 矢量约束的面向对象高分遥感影像水体提取

    崔齐;王杰;汪闽;张东;孙艳霞;

    鉴于高分辨率遥感影像的光谱混淆和噪声干扰现象为遥感信息的精确提取带来很大困难,而利用现有矢量数据作为约束条件是提高遥感信息提取准确性的有效手段,提出了一种基于矢量约束实现面向对象高分辨率遥感影像水体提取的新方法。方法的基本步骤包括:1)利用硬边界约束方法(HBC-SEG)进行图像分割;2)分割图层与矢量数据叠合以建立分割图斑和已有矢量水体图斑间的空间关系;3)针对矢量与影像间的时相差异和配准误差建立差异化的知识规则以提取影像中的真实水体。实验证明,该方法在准确提取高分辨率影像上细小水体信息的同时,也能有效抑制建筑等地物的阴影干扰,和无约束方法相比,综合精度评价指标F-Measure平均提高13%以上。

    2018年04期 118-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 1089K]
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GIS技术

  • 轨道交通影响下的北京公交出行就业可达性

    蒋海兵;李业锦;谌丽;

    鉴于国内大都市微观单元公交出行就业可达性研究少,采用微观单元空间数据和网络分析法,测算地铁影响下北京公交出行就业可达性,探讨轨道交通对大都市就业可达性的影响特征。结果显示,首先,北京公交出行等时圈呈现网络状扩展,可达时间由中心向外围梯度增长,高密度公交线路对地铁网络等时圈具有"放大效应"。其次,四环以内可达性整体水平高,且北部地区地铁站点周边形成高可达性区域,五环以外区域整体可达性依然较低。第三,新增可达性区域呈现围绕地铁站点的同心圆格局,并且集中于四环以内。新建地铁网络对旧地铁线路可达性有"放大效应",尤其是枢纽站点。最后,通过公共交通组合出行模式和公共交通公众查询系统可提高外围区域可达性。

    2018年04期 125-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 604K]
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  • 地理加权回归在人口空间分布研究中的应用

    赵真;徐柱;侯剑;

    针对基于多元线性回归的人口数据空间化方法忽略研究区间空间异质性的问题,采用分区回归和地理加权回归改进。以西南地区为例,以县级为研究单位,利用全球地表覆盖数据(GlobeLand30),对西南地区2010年县级人口统计数据进行空间化模型研究。采用二种不同方式进行改进,其一是利用影响人口空间分布的因素进行人口一致性分区,依据分区结果分别进行基于地表覆盖类型的统计分析建模;其二是引入局部回归建模思想的地理加权回归分析方法,利用局部最小二乘方法进行逐点估计。最后,基于误差理论,对人口数据空间化的结果进行误差比较和模型精度分析。研究结果表明,运用分区回归模型和地理加权回归模型提高了人口数据空间化的数值精度和空间精度。

    2018年04期 131-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 716K]
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