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      2018年, 第30卷, 第3期 刊出日期:2018-09-15 上一期    下一期
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    遥感视频卫星应用展望
    袁益琴,何国金,江威,王桂周
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 1-8.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.01
    摘要   HTML ( 25 )   PDF (3845KB)

    目前遥感技术发展迅速,人类逐步进入了以高时间分辨率、高光谱分辨率和高空间分辨率为特征的对地观测新时代。视频卫星的出现为遥感实时对地观测提供了新的契机,契合未来遥感即时商业发展的需求。首先总结视频卫星的国内外发展现状和趋势,介绍视频卫星的成像原理,对比视频卫星的滚扫式成像模式与传统卫星的推扫式成像模式的差异,展望了视频卫星未来在大型商业区车辆实时监测、自然灾害应急快速响应、重大工程监控和军事安全等4个重点领域的应用潜力。

    图/表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于GIS的城市土地利用研究进展
    杜金龙,朱记伟,解建仓,马增辉
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 9-17.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.02
    摘要   HTML ( 17 )   PDF (778KB)

    结合国内外城市土地利用研究现状,阐述GIS在城市土地利用研究中的现状与问题,并提出相应的改进方法,以期为城市土地合理利用提供科学依据。使用文献资料法和对比分析法,从城市土地利用变化、评价及规划、扩展及演变、结构和优化等5个方面综述了GIS在城市土地利用研究中的应用,同时分析了当前研究的侧重点及不足之处。研究认为,GIS技术发展趋势与城市土地利用研究都面临着许多科学问题,二者既互相补充,又互相促进; 当前需要在归纳总结各学科相关理论基础上,结合GIS技术的支撑,开展城市功能与城市土地利用关联研究,形成系统的城市土地利用理论体系; 深入研究中小城市和欠发达地区不同类型城市的功能性用地机制,促进“3S”技术与城市土地利用模型库的融合,更加有效地指导GIS在城市土地利用研究中的应用。

    图/表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    一种改进的ICM遥感影像分割算法
    杨军,裴剑杰
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 18-25.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.03
    摘要   HTML ( 9 )   PDF (4392KB)

    针对传统的迭代条件模式(iterated conditional model,ICM)算法应用于遥感影像分割时容易出现离散斑块和孤立点的问题,提出了一种基于马尔科夫随机场(Markov random field, MRF)的改进ICM遥感影像分割算法。首先,在获取初始标记之前加入保边去噪效果良好的双边滤波器(bilateral filter, BF),用于遥感影像的预处理; 并用多阈值最大类间方差法(Otsu)获取初始标记,以克服传统的初始标记获取算法中K-means聚类算法类别数不确定和算法复杂度不易控制以及错分现象明显等问题; 然后,利用MRF描述像元的空间相关性,形成顾及上下文信息的ICM遥感影像分割算法。通过遥感影像数据分割实例验证,所提方法的分割精度优于传统的ICM算法。

    图/表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    国家尺度异源土地覆被遥感产品精度评价
    宋宏利,张晓楠
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 26-32.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.04
    摘要   HTML ( 6 )   PDF (2814KB)

    以现有的全球尺度土地覆被遥感产品为研究对象,以通过国际组织发布的土地覆被验证数据为参考,采用总体精度、生产者精度及用户精度等指标对FROM,MODIS,ESACCI和GLOBCOVER 4种产品的类别精度进行了评价。结果表明: FROM和MODIS产品与参考数据的总体一致性最高,其总体精度分别为0.69和0.67,ESACCI总体精度为0.65,GLOBCOVER产品和参考数据的总体一致性相对较低,其总体精度仅为0.55; 4种产品的林地、耕地、建设用地和裸地均具有较高的类别精度,其生产者精度及用户精度均高于0.5,4种产品的灌木类别精度均较低,除MODIS产品外,其他3种产品均低于0.3。研究成果揭示了4种土地覆被遥感产品在中国区域的类别精度,既为研究区域从事生态环境建模、土地覆被变化、自然资源调查等领域的科学研究提供了数据选择的依据,也为未来大尺度土地覆被遥感制图的研究方向提供了一定参考。

    图/表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    多特征、多方法融合的高分辨率影像道路网提取
    李润生,曹帆之,曹闻,王淑香
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 33-39.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.05
    摘要   HTML ( 12 )   PDF (4242KB)

    高分辨率影像上道路表现为宽度近似不变的条带状同质区域。根据此特征,提出了一种融合多特征、多方法的高分辨率影像道路网自动提取方法。该算法首先采用均值漂移聚类对图像稳态点图进行分类; 然后运用Gabor滤波及张量编码,以线性显著性最大为准则识别道路中心点类; 最后,运用张量投票和连通成分分析完成道路段连接及道路网组网。试验结果表明该方法能够准确、完整地提取高分辨率影像上道路网,提取的完备性和准确度优于对比算法。

    图/表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    积雪陆表微波观测资料干扰识别方法对比分析
    吴莹,姜苏麟,王振会
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 40-47.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.06
    摘要   HTML ( 5 )   PDF (4928KB)

    地面无线电干扰对星载微波辐射计资料的影响日益凸显,很大程度上降低了微波反演地表参数的精度。以常年积雪覆盖的南极大陆为研究区域,利用2011年7月1—7日先进微波扫描辐射计(advanced microwave scanning radiometer - earth observing system,AMSR-E)观测资料,采用频谱差法、标准化的主成分分析法(normalized principal component analysis,NPCA)和双主成分分析法(double principal component analysis,DPCA)对研究区域的无线电频率干扰(radio-frequency interference,RFI)进行识别和对比分析。研究发现,对于有积雪覆盖的陆地表面,频谱差法不能准确地检测出RFI信号,NPCA在有冰雪覆盖的海岸线附近会出现误判,而DPCA更适用于所有海冰或积雪覆盖地区的RFI识别,且AMSR-E低频通道较强的RFI信号大多分布在观测站附近。总体而言,水平极化比垂直极化时的RFI信号强,而在部分地区,10.65 GHz通道的RFI信号在垂直极化方式时较水平极化方式强。

    图/表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于人工蜂群算法的多角度遥感影像分类
    杨雪峰,叶茂,毛东雷
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 48-54.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.07
    摘要   HTML ( 5 )   PDF (1216KB)

    人工蜂群(artificial bee colony,ABC)算法在最优化领域有广泛的应用,但在遥感影像分类应用中研究较少。通过使用ABC算法构建基于规则的分类系统,对塔里木河中下游多角度遥感观测数据构建的多维数据集进行分类,生成决策规则集; 并与最大似然分类法(maximum likelihood classification,MLC)、C4.5决策树法和支持向量机(support vector machine,SVM)分类结果进行比较。结果表明,ABC算法总体分类精度高于MLC和C4.5,但低于SVM。通过对规则中分类属性的频数分析,证明使用ABC算法可有效发现多角度数据观测结果与不同土地覆被类型之间的关系。

    图/表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    航空遥感灾害应急区域协同优化研究
    陈凯,房成法,李儒
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 55-59.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.08
    摘要   HTML ( 3 )   PDF (1068KB)

    针对航空遥感在自然灾害应急工作中存在效率低和组织无序的问题,分析国内外航空遥感灾害应急的现状与具备条件,提出区域协同的航空遥感应急组织模式,即对灾害所在区域的航空遥感力量进行优化配置,最大限度缩短应急时间; 并且在该模式下充分考虑应急响应时间、飞机性能、作业面积、遥感成像设备和数据处理能力等5个方面的影响因素,建立基于层次分析法的应急择优模型。研究表明,算例结果有效地验证了区域协同组织模式及择优模型在航空遥感应急工作中应用的可行性与高效性。

    图/表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于像元转换的土地覆盖变化监测方法——以北京市区县为例
    于冰,王继燕,苏勇,肖东升,刘福臻
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 60-67.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.09
    摘要   HTML ( 5 )   PDF (4181KB)

    叠置像元比较分析方法常用于遥感分类后土地利用/土地覆盖变化检测,该方法通过栅格数据计算实现,方便快捷。提出一种利用像元转换的变化检测方法,结合ArcGIS软件平台,实现了对不同区域的土地覆盖类别变化分析的一体化处理方式。该方法是叠合像元比较方法的一种扩展,能对具有多类别的覆盖场景进行同步变化检测,依据新定义的覆盖类别编码,将不同时相的土地覆盖图进行叠置分析或分区统计分析,从而统计不同范围中各覆盖类别的定量转化及发生转化的空间分布。实验以2期北京市GlobeLand30数据为对象,利用新检测方法对不同范围和覆盖类别变化进行了计算,更为高效快捷地获得了变化结果,展示了覆盖类别变化和景观格局变化,验证了该变化检测方法的适用性。

    图/表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于Triple Collocation方法的土壤湿度误差分析
    吴凯,舒红,聂磊,焦振航
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 68-75.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.10
    摘要   HTML ( 9 )   PDF (3460KB)

    土壤湿度作为水循环中重要的驱动参数之一,对天气变化有着显著影响。遥感技术的发展促使土壤湿度的大范围动态性观测变为可能,但对其误差的准确估计仍需进一步的研究。利用ASCAT散射计、AMSR-E辐射计反演得到的2种卫星遥感土壤湿度数据以及ERA-Interim土壤湿度再分析资料,通过三重组合(Triple Collocation, TC)方法得到了研究区域(15°N~55°N,73°E~135°E)3种土壤湿度数据的误差方差和信噪比估计,并结合MODIS土地覆盖类型数据分析了3种土壤湿度数据的误差特征。结果表明: 植被覆盖会影响遥感土壤湿度的TC误差方差估计; 从TC误差方差估计值来看,ERA土壤湿度精度最高,AMSR-E精度次之,ASCAT精度最低; 从信噪比来看,ASCAT土壤湿度信噪比最高,ERA的信噪比低于ASCAT高于AMSR-E,AMSR-E信噪比最低; 通过研究区MODIS土地覆盖类型数据与TC结果的分析可知TC结果多分布在草原、农田和裸地,TC结果比较符合客观实际情况。

    图/表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    利用增量式马尔科夫随机场分割提取高空间分辨率遥感影像道路
    吕野,胡翔云
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 76-82.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.11
    摘要   HTML ( 8 )   PDF (4312KB)

    利用遥感影像进行道路提取,能够及时提供道路更新数据。高空间分辨率遥感影像中的道路成面状,且具有复杂的道路特征。其中,车流、道路线和行人等其他非道路因素的干扰会使道路的特征变化变得复杂,对道路提取造成困难。为此,利用高斯混合模型与马尔科夫随机场模型进行前景、背景模型估计与路面区域分割,以克服路面干扰因素的影响。由于道路贯穿于遥感影像,远离道路区域的影像对道路提取并无用处,故利用局部增量式分割方法确定道路提取有效区域,在其内部进行更精确的路面提取。实验结果表明,该方法效果明显有效。

    图/表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于改进的METRIC模型的农田潜热通量估算
    余健,姚云军,赵少华,贾坤,张晓通,赵祥,孙亮
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 83-88.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.12
    摘要   HTML ( 6 )   PDF (3325KB)

    基于热红外遥感的潜热通量估算在农业干旱和水资源管理方面具有重要意义。利用Landsat卫星遥感热红外数据和单窗算法来获取地表温度,再通过改进地表粗糙度参数,提出基于地表粗糙度改进的基于高分辨率和内在校准的蒸散估算法(mapping evapotranspiration at high resolution and with internalized calibration, METRIC)估算农田潜热通量,并利用海河流域怀来和密云2个农田通量观测站的通量观测数据验证估算结果,实验结果表明: 改进的METRIC模型模拟值与观测值相关系数平方(R 2)为0.97,优于传统的METRIC模型(R 2=0.89),改进后模型具有更高的农田潜热通量估算精度; 此外,空间分布也表明改进后的模型估算值空间格局更加合理。由于数据获取的局限性,仅采用了北京2个站点数据对模型进行验证,在其他区域仍需要进一步验证。

    图/表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    Landsat8 OLI数据斑岩铜矿遥感蚀变矿物组合提取研究
    汪子义,张廷斌,易桂花,钟康惠,别小娟,王继斌,孙姣姣
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 89-95.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.13
    摘要   HTML ( 7 )   PDF (2047KB)

    Landsat8 OLI数据NIR波段(0.845~0.885 μm)和SWIR2波段(2.100~2.300 μm)波谱分辨率的提高,已分别成为含Fe 3+类、Al-OH类和Mg-OH类蚀变矿物的诊断性谱段。通过利用混合调制匹配滤波(mixture tuned matched filtering,MTMF)方法,开展多龙矿集区铁格隆远景区含Fe 3+类、Al-OH类和Mg-OH类蚀变矿物信息提取研究,并与Hyperion数据蚀变矿物信息提取结果进行对比分析。研究结果表明,基于Landsat8 OLI提取的3类蚀变矿物较为可靠; 铁格隆远景区蚀变矿物组合的空间分布与斑岩铜矿经典蚀变分带特征基本吻合; 遥感蚀变分带由内而外分别为绢英岩化+泥化带(Al-OH类蚀变矿物)和青磐岩化带(Mg-OH类蚀变矿物),Fe 3+矿物组合则分布在绢英岩化+泥化带和青磐岩化带之间或过渡带上。

    图/表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于Landsat8数据的近海养殖区自动提取方法研究
    武易天,陈甫,马勇,刘建波,李信鹏
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 96-105.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.14
    摘要   HTML ( 8 )   PDF (7763KB)

    利用遥感影像进行近海养殖区提取,是近海渔业资源监管的一种有效手段。然而由于近海养殖区受海水叶绿素和悬浮泥沙浓度差异分布的影响,海域水色背景往往较为复杂,使得传统近海养殖区提取方法很难取得理想效果。为了准确提取复杂水色背景下的近海养殖区,提出一种结合光谱和纹理信息的养殖区自动提取方法。首先,利用基于正交子空间投影的约束能量最小化(orthogonal subspace projection-weighted constrained energy minimization,OWCEM)方法增强近海养殖区信息; 然后,利用近海养殖区的空间纹理信息,使用局部标准差自适应分割法(standard deviation adaptive segmentation,SDAS)对影像进行划分; 最后,基于分割图像对近海养殖区进行自动提取。选取山东桑沟湾养殖海域和福建三都澳养殖海域为实验区,采用Landsat8数据对所提方法进行近海养殖区提取实验,结果表明: 在复杂水色背景下,该方法能够准确快速地识别出近海养殖区的分布情况,在2个实验区都能达到93%以上的准确率,为近海养殖区自动提取提供了一种新的有效方法。

    图/表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    高分一号卫星影像谐波模型模拟方法研究
    廖戬,顾行发,占玉林,张雅洲,任芯雨,师帅一
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 106-112.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.15
    摘要   HTML ( 8 )   PDF (6670KB)

    随着遥感技术的发展,遥感应用的广度和深度得到了大幅度提升,遥感用户对遥感数据的空间分辨率及时间分辨率的需求也越来越高。遥感影像空间分辨率与时间分辨率之间的矛盾难以调和,再加上云、雾、雪和云阴影等因素的影响,限制了高时空分辨率干净遥感影像的获取,为此尝试研发一种影像模拟方法,以便拓展高空间分辨率遥感影像的时间分辨率。利用无云、雾、雪和云阴影的高分一号(GF-1)卫星时间序列影像为每个波段每个像元构建以日期为参数的谐波模型,进而建立基于谐波模型的影像模拟方法,实现指定日期GF-1卫星影像的模拟。基于谐波模型的影像模拟方法生成的模拟影像与真实影像在视觉上十分接近,在定量评估方面也取得了较好的效果,两者之间各波段大多数像元差值处于-0.03~0.03间,均方根误差保持在0.02~0.05间,表明基于谐波模型的影像模拟方法具有较高的精度与稳定性,可有效提升GF-1卫星影像的时间分辨率,具有一定的实用价值。

    图/表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    农村居民点空间布局及优化分析——以重庆市合川区狮滩镇聂家村为例
    曾远文,丁忆,胡艳,陈静,段松江
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 113-119.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.16
    摘要   HTML ( 4 )   PDF (3534KB)

    农村居民点空间布局的优化是土地利用总体规划的重要内容,对统筹城乡发展具有重要意义。运用空间分析技术和景观指数方法,以合川区狮滩镇聂家村为研究对象,对村域内农村居民点分布特征及其影响因素进行了分析,并在ArcGIS平台下,进行定量与定性分析,确定农村居民点适宜区域,并进一步优化其空间格局。该研究可为新农村建设、村规划及土地利用总体规划农村居民点优化选址提供参考和借鉴。

    图/表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于MODIS热红外波段与投影寻踪模型的水汽反演方法
    林奕桐,叶骏菲,王永前,钟仕全
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 120-127.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.17
    摘要   HTML ( 4 )   PDF (3393KB)

    基于热红外波段的水汽反演方法可以进行夜间观测,但是精度稍低,因此提出基于MODIS热红外通道结合投影寻踪模型的水汽反演方法。通过变量选取实验和结果对比实验,选取出最适宜的模型输入变量及变量组合,建立了投影寻踪模型水汽反演方法; 应用该方法反演了美国南部地区2015年夏季与中国山西省2011年7月份的水汽含量,并与GPS测量水汽数据进行了对比。结果表明: 在美国南部地区,基于投影寻踪模型的水汽反演算法反演得到的水汽含量与GPS测量水汽含量的均方根误差(root mean square error,RMSE)为2.478 mm; 在山西省RMSE为1.408 mm; 与MODIS热红外水汽产品数据相比,具有更高的精度,且弥补了近红外夜间无法工作的缺陷,更具有业务化推广的潜力。

    图/表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    Sentinel-2A卫星数据处理分析及在干旱河谷提取中的应用
    杨斌,李丹,高桂胜,陈财,王磊
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 128-135.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.18
    摘要   HTML ( 6 )   PDF (5952KB)

    哨兵2A(Sentinel-2A)作为一颗新型光学遥感卫星,具有大宽幅、多光谱、高时空分辨率与免费共享等优点,已广为光学遥感应用领域关注。选取欧空局提供的Sentinel-2A遥感卫星数据,以四川省黑水河流域部分区域为研究区,通过对Sentinel-2A数据参数、组织形式、产品等级与格式分析,利用SNAP软件中sen2cor处理模块将L1C级别数据转换成L2A级别数据,分别获取研究区气溶胶厚度分布图、水汽分布图、场景分类图及植被生物量因子数据图层; 通过对生物物理量因子分析,利用研究区叶绿素含量生物量因子和数字高程模型,结合专家决策分类法提取出研究区内干旱河谷分布面积。研究结果表明,Sentinel-2A遥感卫星数据质量较好,丰富了遥感技术应用领域,其L2A级别数据将会对全球生态植被环境变化的监测与评价产生积极的应用价值。

    图/表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    空间自相关局部指标在城市热岛界定中的应用
    江振蓝,龚振彬,潘辉,张宝玉,王婷芬
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 136-142.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.19
    摘要   HTML ( 5 )   PDF (3953KB)

    为探讨空间自相关局部指标在城市热岛界定中的有效性和局限性,运用目前常用的6种算法对福州市Landsat8热红外数据进行地表温度(land surface temperature,LST)反演,利用Moran’s I指数(local Moran’s I index)和G系数(Getis-Ord local G)法界定福州的热岛范围; 比较基于不同LST反演算法的界定结果,并将结果与等间距法、均值标准差法和区域均值分级法进行对比分析。结果表明: Moran’s I指数法和G系数法均能较准确地确定热岛范围,但G系数法界定的热岛范围较Moran’s I指数法更符合实际,对不同LST反演算法的依赖性较小,并与目前常用的热岛界定方法更具可比性,更适合应用于城市热岛界定; G系数法兼顾了LST的高低及其空间相关关系,其界定的城市热岛范围具有明确的统计学意义,而且阈值无需人为干涉,结果更为客观和准确,可在城市热岛定量研究中进一步推广。

    图/表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    矿山遥感监测在采空区稳定性分析中的应用
    杨显华,黄洁,田立,彭孛,肖礼晓,宋新龙
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 143-150.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.20
    摘要   HTML ( 7 )   PDF (6301KB)

    针对采空塌陷区形变稳定性问题,基于矿山遥感监测技术方法,解译、对比了四川省筠连煤矿区2009年、2012年和2015年3期遥感影像,获取了采空塌陷、矿山开采点和矿山占地等动态变化信息; 分析了矿山开发环境状态变化与采空塌陷区变化趋势的相关因素,认为煤矿开采状态的变化能够影响采空区形变的趋势。基于遥感监测结果,采用塌陷区稳定性分析方法,推算出采空塌陷区持续形变和新增形变信息,编制了采空塌陷区形变趋势分区预测图,并针对性地提出了下一步防治对策和建议。

    图/表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于国产高分卫星数据的矿山环境变化检测
    王立娟,靳晓,贾虎军,唐尧,马国超
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 151-158.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.21
    摘要   HTML ( 5 )   PDF (7885KB)

    为了提高矿山遥感监测的自动化程度,弥补传统监测方法的缺陷,以国产高分二号(GF-2)影像为数据源,根据矿山监测的目标,提取多源特征,构建一种自动化程度较高的面向对象的变化检测方法,用于矿山环境的动态监测。这种方法在利用变化向量分析法(change vector analysis, CVA)进行变化检测的基础上自动选择训练样本,然后利用极限学习机(extreme learning machine, ELM)提取变化信息。将该方法与其他常用的5种方法对比,实验结果表明: 该方法的检测精度高达98.73%,且自动化程度高,很适用于矿山环境的动态监测分析; 以四川省攀枝花市米易县的典型矿山和尾矿库为例,开展矿山及周边环境动态监测实验,准确地检测出了矿山及其周边区域所发生的变化,验证了该方法的可行性,也为矿山实施大规模遥感动态监测提供了范例。

    图/表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    青海湖流域景观格局空间粒度效应分析
    翟俊,侯鹏,赵志平,肖如林,颜长珍,聂学敏
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 159-166.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.22
    摘要   HTML ( 6 )   PDF (6822KB)

    流域是生态系统的基本单元和重要空间尺度单元,流域尺度景观格局分析的科学性很大程度上依赖于最佳空间粒度的选取是否准确。选择青海湖流域为研究区,基于卫星遥感数据资料,利用面向对象分类方法,解译获得流域景观数据,通过重采样得到不同空间粒度的流域景观数据,计算得到不同景观格局指数并绘制各指数与空间粒度之间的关系曲线,识别景观格局指数的尺度效应,评估空间粒度增加而引起的景观格局指数信息损失量,确定流域尺度景观格局分析的最佳空间粒度。结果表明: 流域景观格局指数随着空间粒度增大变化显著,但规律不同; 综合景观指数的空间粒度效应和信息损失量变化特征,流域景观格局分析的最佳空间粒度选择以90 m为最佳。

    图/表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    DEM辅助偏移量跟踪技术的山地冰川运动监测研究
    王群,范景辉,周伟,袁蔚林,童立强,郭兆成
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 167-173.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.23
    摘要   HTML ( 3 )   PDF (9002KB)

    为改善传统偏移量跟踪技术获取山地冰川表面位移时受大空间基线和地形起伏影响较大的状况,研究了数字高程模型(digital elevation model,DEM)辅助的偏移量跟踪技术。以西藏自治区康马县和浪卡子县之间的卓莫拉日山系东段冰川区为例,选取2对不同空间基线长度的TerraSAR-X数据应用传统的和DEM辅助的偏移量跟踪技术进行处理,并对比非冰川区的2种偏移量提取结果; 针对2景入射角和成像范围有所差别的COSMO-SkyMed影像开展了DEM辅助的偏移量跟踪数据处理。结果表明,DEM辅助的偏移量跟踪技术不仅降低了空间基线和地形起伏引起的误差,而且还能应用于同一传感器不同波束模式的合成孔径雷达(synthetic aperture Radar,SAR)影像,扩大了SAR数据的使用范围。

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    基于Grabcut融合多源数据提取不透水面
    易佳思,胡翔云
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 174-180.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.24
    摘要   HTML ( 4 )   PDF (2377KB)

    快速城镇化是造成城市内涝加剧的重要原因之一。城市不透水面面积的显著增长是快速城镇化的直接表现。为了实时提供准确的城市不透水面区域情况,开展多源数据融合不透水面的提取研究,结合多光谱影像和高空间分辨率卫星影像丰富的光谱和空间信息、机载激光点云数据的高程和强度信息等优势,将基于图论的最优分割方法引入不透水面提取中,将不透水面的提取转换为不同数据源下的最优标记问题,通过多源特征融合获得更精确的提取结果。以广州市为例的研究结果表明,与传统遥感方法及单一数据提取法相比,这一方法的精度得到了明显提高,并且大大减少了提取过程中的人工干预,使算法具有更高的适应性和稳定性。

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    基于随机森林算法对青藏高原TRMM降水数据进行空间统计降尺度研究
    徐彬仁,魏瑗瑗
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 181-188.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.25
    摘要   HTML ( 5 )   PDF (3828KB)

    提高气象数据空间分辨率对水文、气象和生态等领域的流域尺度研究至关重要。青藏高原气候变化在全球气候研究中占有重要的位置,并且对局域降水分布的研究在大气科学中处于基础地位。为获取青藏高原地区准确、有效、更高空间分辨率的降水数据,基于随机森林算法,引入植被和地形因子,采用热带降水测量计划卫星(Tropical Rainfall Measuring Mission, TRMM)3B43降水数据(0.25°×0.25°)、NOAA-AVHRR归一化植被数(normalized difference vegetation index,NDVI)数据(8 km×8 km)、航天飞机雷达地形测绘任务(Shuttle Radar Topography Mission,SRTM)数字高程模型(digital elevation model,DEM)数据(90 m×90 m)以及经纬度信息,建立了非线性空间统计降尺度模型,最终获得8 km分辨率降水降尺度结果。另外,采用将时间序列分析和非线性回归分析融合的方法,基于2000—2012年TRMM年均降水数据和NDVI数据,建立降水量时间尺度预测模型。分析结果表明,综合考虑植被和地形因子对青藏高原地区降水空间分布的影响,基于随机森林算法建立的降尺度模型,其降尺度结果与地面站点测量值拟合系数为0.89,高于TRMM数据与地面站点测量值的拟合系数0.81,说明降尺度结果提高了卫星遥感降水数据的空间分辨率。另外,降水预测模型能够较好地描述青藏高原地区的年际降水变化趋势和数量级,2006—2012年的预测降水量与TRMM降水数据拟合系数均高于0.80。

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    1979—2012年莱州湾南岸海水入侵与区域海岸线变动时空耦合分析
    蒙永辉,王集宁,张丽霞,罗梅
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 189-195.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.26
    摘要   HTML ( 4 )   PDF (3767KB)

    在整合区域海水入侵历史观测数据的基础上,结合现代遥感综合观测手段,开展莱州湾南岸海水入侵时空动态变化过程和海岸线历史变迁耦合机制研究。完成了1979―2012年区域海岸线的多期遥感监测和区域咸水入侵锋线演化的时间过程与空间特征数字重建,并引入端点速率法(end point ratio,EPR)分析模型对二者的时空耦合关系进行了探索研究。研究结果表明: ①区域海水入侵经历了由快到慢的变化过程,1990年以后入侵速率明显减缓,入侵锋线基本稳定在1995年锋线附近,且2008―2012年入侵锋线局部发生后退; ②区域海岸线除局部人工造陆导致岸线向海扩张外,区域海岸以蚀退型为主; ③海水入侵锋线变化与海岸线进退二者之间在时空上存在强耦合关系,相关系数达到0.407,显著性水平P<0.01(双侧)。研究结果可为区域海水入侵的预防和治理提供数据支撑和科学依据。

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    基于阈值比值法的森林冰雪冻害遥感评估——以湖南省为例
    王学成,杨飞,高星,张英慧
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 196-203.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.27
    摘要   HTML ( 6 )   PDF (4520KB)

    冰雪冻灾是森林生态系统的主要生态干扰之一,对森林结构及生态系统功能有重要影响,快速准确评估森林资源受损程度,对灾后森林修复和森林生态系统管理有重要意义。根据2001—2007年归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)数据提取灾前植被NDVI参考值和植被正常生长变化范围,利用灾后同时段NDVI数据,提取湖南省2008年森林冰雪受灾范围。在图像阈值法基础上,提出阈值比值法,评估森林冰雪受灾区域森林资源受损程度。与图像阈值法相比,阈值比值法评估结果与人工调查数据更加接近,标准误差为0.95,不足图像阈值法的1/3。阈值比值法评估结果显示,全省森林资源受损严重,森林重度受灾率高达53.69%,森林中度受灾率达27.50%,森林轻度受灾率仅为18.81%。与海拔、坡向等地形因子叠加分析,发现高海拔森林受损程度比低海拔森林严重,800 m以上的森林重度受损率高达58.91%,处于阴坡的森林受损程度比阳坡森林严重。

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    黑龙江工业城市建设用地时空扩张遥感监测
    郭晶鹏,赵映慧,谌慧倩,项亚楠,赵旭朦,乔畅
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 204-212.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.28
    摘要   HTML ( 5 )   PDF (3140KB)

    为揭示2000─2015年间黑龙江省工业城市建设用地扩张规律,以哈尔滨、大庆、齐齐哈尔3个城市(分别简称哈、大、齐)为研究对象,选取2000年、2005年、2010年和2015年Landsat遥感影像为数据源,基于扩张强度与速度指数、紧凑度、增长弹性系数、分维指数、变异系数和空间重心转移模型等,探讨哈、大、齐建设用地扩张时空特征。研究表明: 2000─2015年间哈、大、齐城市建设用地扩张态势显著,建设用地增长近1倍; 城市整体投资效益不高,其中大庆建设用地利用效益最低且年均扩张变化率的变异系数最大,齐齐哈尔与哈尔滨年均扩张变化率的波动相对较弱; 2000─2010年间工业城市扩张形态简单,2010─2015年间扩张模式趋于多元化且边缘不规则、形态复杂; 哈尔滨呈现“北跃南拓、东优西扩”发展格局,大庆呈现斜“T”形扩张格局,齐齐哈尔呈现斜“”字扩张态势; 哈尔滨的西南、西北部已成为城市扩张的热点区,大庆建设用地重心移动轨迹为“西南—东南—西南”,齐齐哈尔建设用地有自东北向西南移动的趋势; 2000—2010年间除大庆外其他城市重心向市政府方向移动,2010—2015年间向远离市政府方向移动; 建议政府在工业城市发展过程中制定适宜的土地利用总体规划,加强监管力度,切实提高土地利用效益,从而保护耕地资源。

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    北京城市热岛效应时空变化遥感分析
    杨敏,杨贵军,王艳杰,张勇峰,张智宏,孙晨红
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 213-223.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.29
    摘要   HTML ( 7 )   PDF (11553KB)

    为了从城镇化进程角度研究自1985年以来北京市城市热岛效应的时空变化特点,利用7期夏季的Landsat TM/ETM+/TIRS遥感影像数据反演地表亮度温度以代替地表温度(land surface temperature,LST); 然后将其用于城市热岛效应的一系列定性和定量分析,揭示出北京市热分布以及城市热岛效应特征。研究结果表明: ①高温区域和亚高温区域不断地由郊区向城区集中,但东西城区(东城区和西城区)的高温区域表现出明显的下降趋势,大范围热岛被零星分布的小热岛取代; ②工业园区对北京市热岛效应的影响远高于住宅区对北京市热岛效应的影响; ③建筑物低矮密集且低植被覆盖区域的温度远远高于建筑物高大稀疏且高植被覆盖区域的温度。研究可为政府部门通过合理规划水体、绿地、工业园区、住宅区等的分布来减轻城市热岛效应的影响提供参考依据。

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    无人机遥感技术在北京首云铁矿储量动态监测中的应用
    向杰,陈建平,李诗,赖自力,黄浩中,刘静,谢帅
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 224-229.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.30
    摘要   HTML ( 5 )   PDF (5676KB)

    如何快速、准确、廉价地开展矿山监测一直是国土资源遥感领域的研究热点。以北京首云铁矿为例,首先在2014年8月和2016年10月分别对其进行了无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)野外调查; 然后,利用无人机摄影测量技术(UAV structure from motion,SfM)获取了高精度的数字地表模型(digital surface model,DSM)以及数字正射影像图(digital orthophoto map,DOM); 最后,利用改进的地形变化算法(DSM of difference,DoD)快速计算出矿山动用储量体积变化,通过乘以该矿山平均含矿率、矿石平均体重以及矿石平均品位即得到储量变化。研究结果表明,对于露天开采的矿区,利用无人机遥感技术能够快速、准确计算出矿山动用储量,实现对露天矿山动用储量的动态监测,为矿山储量动态监测以及矿山环境监测提供了新的思路。

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    基于多源遥感数据西藏山南地区活动断层解译
    王阳明,张景发,刘智荣,申旭辉
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 230-237.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.31
    摘要   HTML ( 8 )   PDF (12193KB)

    利用多源遥感数据从多尺度重新对西藏山南地区活动断层进行遥感解译,并综合前人研究成果对其位置及活动性进行判定。首先,采用具有全天候和穿透性的Sentinel-1雷达图像和光谱信息丰富的Landsat ETM+影像作为主要数据源,并结合高空间分辨率的高分二号遥感影像,提取并分析不同尺度的地质构造信息; 其次,将DEM数据与ETM+遥感影像进行融合,获取三维可视化遥感影像,方便从不同角度、不同层次进行活动断层的构造地貌分析; 最后,综合雷达遥感与光学遥感各自的成像优势,利用图像预处理、图像增强处理与多源遥感图像融合等处理来降低活动断层遥感解译的多解性与可疑性,明晰了西藏山南研究区的活动断层遥感影像特征。根据活动断层遥感解译标志,在研究区共解译出主要活动断裂带4条,分别为: 雅鲁藏布江断裂带、札达—拉孜—邛多江断裂带、桑日—错那断裂带和达吉岭—昂仁—仁布断裂带。研究区的活动断层解译结果表明,综合应用多源遥感数据可以大大提高活动断层解译的准确率与可信度,并为研究区后续研究提供借鉴。

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    面向遥感业务应用的解译成果数据管理系统研究和构建
    随欣欣,眭素文,刘锟
    国土资源遥感. 2018, 30 (3): 238-243.   DOI: 10.6046/gtzyyg.2018.03.32
    摘要   HTML ( 5 )   PDF (2831KB)

    针对遥感解译成果数据存储、管理、应用等方面存在的问题,结合地质调查信息服务体系建设的需求,建立了面向遥感业务应用的解译成果数据管理体系。通过对图件资料、要素图层和文本数据的有效组织,以ArcGIS 10和MapGIS K9为开发平台,采用C#为开发语言设计并构建了基于C/S模式的遥感解译成果数据库管理系统,开发了实用的数据入库、查询展示、数据体系构建维护工具,实现了原有不同格式分散存放资料的一体化管理和服务,保障了遥感解译成果资源的有效利用和可持续发展。

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