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基于NDWI及扩展指数的地表水分变化监测——以宿鸭湖水库为例 被引量:2
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作者 刘苏宜 黄对 +1 位作者 王建军 余钟波 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期103-114,共12页
基于遥感绿光波段和近红外波段对地表水分反射率的差异,探索使用归一化水体指数(NDWI)及扩展指数监测地表水分变化。利用2018—2022年的多时相Sentinel-2光学影像,比较NDWI固定阈值为0和OTSU自适应阈值法(Otsu's thresholding meth... 基于遥感绿光波段和近红外波段对地表水分反射率的差异,探索使用归一化水体指数(NDWI)及扩展指数监测地表水分变化。利用2018—2022年的多时相Sentinel-2光学影像,比较NDWI固定阈值为0和OTSU自适应阈值法(Otsu's thresholding method)在水体提取中的效果,进一步提出时序二值化NDWI差值指数(NDWI_(b-del))、归一化NDWI差值指数(NNDWI_(del))用于识别水体动态转换与地表水分动态变化,并以宿鸭湖大型水库为例进行分析。结果表明:NDWI阈值为0的提取效果优于OTSU阈值,后者有效期不足50%。水体分布与清淤扩容动态密切相关,2018年主要是西北部和西岸水体的自然变化;施工后,2019年库西水体减少,2020—2021年深水带与一号人工岛附近及坝后排泥区水体面积增加,2022年二号至三号人工岛附近水体持续增加。NDWI_(b-del)方法的监测结果显示,2019—2022年,施工填筑区、深水带区与坝后堆泥区有明显的水体转换。NNDW_(Idel)的监测表明,2019—2022年指数值的极端变化对应水体与非水体的转换,指数值的适中变干和适中变湿对应极端变化的前序阶段,包括土方填筑导致的水体减少和淤泥堆放导致的水体聚积等不明显转换区。本研究基于NDWI指数扩展两种遥感监测指数,为地表水分和环境变化的自动高效监测提供了新方法。 展开更多
关键词 光学遥感 归一化水体指数 时序二值化ndwi差值指数 归一化ndwi差值指数 地表水分 宿鸭湖水库
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基于PCA和SVM的遥感影像水体提取方法及验证 被引量:26
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作者 周婷 汪炎 +5 位作者 邹俊 李辰 崔玉环 王笑宇 谢传流 夏萍 《水资源保护》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期180-189,共10页
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... 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。 展开更多
关键词 遥感影像水体提取 归一化差分水体指数(ndwi) 支持向量机(SVM) 主成分分析(PCA) 纹理特征向量 巢湖
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基于SEM模型的柴窝堡湖面积时空动态演变特征及影响因素分析
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作者 刘晓彦 毛东雷 +3 位作者 姚卢琛 董正武 王雪梅 马玉娇 《生态环境学报》 北大核心 2025年第2期302-310,共9页
湖泊面积变化是衡量生态系统功能的关键指标。柴窝堡湖作为乌鲁木齐市周边最大的淡水湖,研究其面积变化对揭示生态恢复成效、指导水资源合理配置等具有深远意义。结合年均气温、年降水量、潜在蒸散量、NDVI、人口数量、植被覆盖面积等要... 湖泊面积变化是衡量生态系统功能的关键指标。柴窝堡湖作为乌鲁木齐市周边最大的淡水湖,研究其面积变化对揭示生态恢复成效、指导水资源合理配置等具有深远意义。结合年均气温、年降水量、潜在蒸散量、NDVI、人口数量、植被覆盖面积等要素,采用NDWI、Mann-Kendall检验、结构方程模型(SEM)等方法,对柴窝堡湖面积变化特征及影响因素进行分析。结果表明,1)在年际变化上,湖泊面积变化可分为3个时期,1987-2008年为稳定期,2008-2014年为萎缩期,2014-2023年为上升恢复期。在季节变化上,1987-2023年春夏秋季湖泊面积分别以0.27、0.34和0.29 km^(2)·a^(-1)的速率在萎缩,但从整体看,湖泊面积的变化受季节更替的影响较小。2)在空间变化上,1987-2008年各方位面积萎缩的幅度较小;2008-2014年除东南面外,其余方位均严重萎缩;2014-2023年各方位都有所增长。1987-2023年湖泊面积在湖西面萎缩的最多,湖东面萎缩的最少。3)中高植被覆盖的面积与湖泊面积变化呈显著正相关(p<0.05),人口数量与湖泊面积变化呈显著负相关(p<0.05)。4)人口数量增长、地下水的过度开采是湖泊面积萎缩的直接影响因素,而退耕补湖、压粮保水、引洪补湖等措施是湖泊面积恢复的主要推动因素。 展开更多
关键词 柴窝堡湖 面积变化 归一化水体指数(ndwi) 结构方程模型(SEM) 人口 植被覆盖面积
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基于混合特征空间MRF(Markov Random Filed)模型的高分辨率遥感影像水体提取 被引量:4
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作者 李士进 王声特 《南京师大学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期13-19,共7页
水体信息提取是遥感图像在水资源调查与利用、水生态监测等应用中的关键技术之一.针对现有的水体指数法或影像分类法在水体边界处理效果不够精确、易产生误提取和漏提取等问题,提出一种基于混合特征空间与MRF模型图像分割算法的水体提... 水体信息提取是遥感图像在水资源调查与利用、水生态监测等应用中的关键技术之一.针对现有的水体指数法或影像分类法在水体边界处理效果不够精确、易产生误提取和漏提取等问题,提出一种基于混合特征空间与MRF模型图像分割算法的水体提取新算法.结合遥感图像颜色特征与归一化差异水体指数NDWI创建混合特征空间,将遥感图像中的像素作为MRF模型中的随机变量,构建基于混合特征的能量函数,使用迭代的图割算法(Graph Cut)最小化能量函数确定水体边界,然后根据已提取的水体主体的水体指数及颜色特征等信息对水体边界进行自适应精细化处理.对石梁河水库水体提取的实验表明,该方法能够自动对周边环境复杂的水库水体信息进行提取,并且水体边界的提取效果良好,达到较高的水体提取精度. 展开更多
关键词 水体提取 MRF模型 归一化差异水体指数(ndwi) 混合特征 图割算法(Graph Cut)
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运城市盐湖区31年植被与水体指标变化及驱动力分析 被引量:1
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作者 刘畅 马超 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2021年第5期80-89,180,共11页
为研究运城市盐湖区时间序列陆地植被生物量变化以及盐湖面积变化趋势,基于Land-satTM/ETM+/OLI数据(1987—2017年)、盐湖区周边气象站点(1987—2015年)年均气温和降水量数据,对区内归一化差值植被指数(NDVI)和归一化差值水体指数(NDWI... 为研究运城市盐湖区时间序列陆地植被生物量变化以及盐湖面积变化趋势,基于Land-satTM/ETM+/OLI数据(1987—2017年)、盐湖区周边气象站点(1987—2015年)年均气温和降水量数据,对区内归一化差值植被指数(NDVI)和归一化差值水体指数(NDWI)进行定量化及趋势分析、变异分析和相关性分析。结果表明:31年来研究区总NDVI值具有明显增长趋势,线性拟合增长速率slope=20.509,植被覆盖持续改善;2002—2017年盐湖面积均呈逐年下降趋势,总面积减少了16.1%;大气降水对盐湖面积起着决定性作用,1987—2014年盐湖面积与降水量显著相关(r=0.7464,P<0.01),与气温不相关;全区陆表NDVI值(1987—2017年)稳中有升,集中呈现中低波动变化,即0.2<C_(v)≤0.6,占研究区面积的80.68%;盐湖水域内NDVI值和NDWI值多呈高波动变化(C_(v)>0.8),分别占水域的49.73%和45.19%。与盐湖区农业种植活动密切关联的NDVI指标和与盐化工生产活动密切关联的NDWI指标,呈向好趋势。 展开更多
关键词 运城市盐湖区 归一化差值水体指数 归一化差值植被指数 变异系数 气候变化
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1990-2019年达里诺尔湖水体面积变化遥感监测 被引量:3
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作者 尹源 范雪松 《安徽农业科学》 CAS 2022年第2期92-94,153,共4页
以Landsat遥感数据资料为基础,采用归一化差分水体指数(NDWI)对达里诺尔湖水体进行识别和提取,使该区域形成长时间监测,研究1990—2019年达里诺尔湖的时空变化,并通过气象数据探讨水体面积与气候变化的关系。结果表明,达里诺尔湖1990—2... 以Landsat遥感数据资料为基础,采用归一化差分水体指数(NDWI)对达里诺尔湖水体进行识别和提取,使该区域形成长时间监测,研究1990—2019年达里诺尔湖的时空变化,并通过气象数据探讨水体面积与气候变化的关系。结果表明,达里诺尔湖1990—2019年水体面积呈波浪式变化,整体呈下降趋势,自2000年后,达里诺尔湖水体面积逐渐减少,20年间共减少41.82 km^(2);在湖体东北方向减少幅度最大,共减少19.89 km^(2)。达里诺尔湖水体面积与降水量呈正相关,与气温呈负相关。 展开更多
关键词 达里诺尔湖 水体面积 归一化差分水体指数(ndwi) 时空变化 遥感监测
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多光谱遥感影像在长江水位监测中的应用 被引量:3
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作者 魏翔 田程硕 +1 位作者 秦思娴 段梦梦 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2024年第3期113-117,共5页
人类社会生活、生产活动与江河水位变化密切相关。河道水位监测系统可以实时掌握河道水位的变化情况,是科学预警水情隐患、保障港口及航运安全、提升防汛抗旱能力的重要手段。本文对长江局部水域面积与水位观测值之间的相关性进行了研究... 人类社会生活、生产活动与江河水位变化密切相关。河道水位监测系统可以实时掌握河道水位的变化情况,是科学预警水情隐患、保障港口及航运安全、提升防汛抗旱能力的重要手段。本文对长江局部水域面积与水位观测值之间的相关性进行了研究,并建立了回归方程;最终利用多光谱遥感影像提取出长江水域面积,并应用该回归方程进行长江水位的推算。结果表明,该方法能够为江河、湖泊、水库等水体的水位监测提供一种简便可行的估算方法。 展开更多
关键词 水位监测 多光谱影像 水域面积 归一化差值水体指数
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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 被引量:46
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作者 朱长明 张新 +2 位作者 骆剑承 李万庆 杨纪伟 《国土资源遥感》 CSCD 北大核心 2013年第2期69-74,共6页
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... 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。 展开更多
关键词 海岸线 归一化差值水体指数(ndwi) 支持向量机(SVM) 自动提取
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棉花生长初期灌溉信息遥感提取与校正 被引量:4
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作者 刘焕军 孟令华 +5 位作者 邱政超 张新乐 殷继先 徐梦园 于微 谢雅慧 《中国生态农业学报》 CSCD 北大核心 2017年第8期1216-1223,共8页
为提高生长初期低覆盖度作物长势的遥感监测精度,需要消除灌溉引起的土壤水分背景变化对归一化差值植被指数(NDVI)的影响。为了实现棉花生长初期灌溉信息提取与校正,提高棉花作物长势监测与产量预判精度,本文以美国加利福尼亚州San Joaq... 为提高生长初期低覆盖度作物长势的遥感监测精度,需要消除灌溉引起的土壤水分背景变化对归一化差值植被指数(NDVI)的影响。为了实现棉花生长初期灌溉信息提取与校正,提高棉花作物长势监测与产量预判精度,本文以美国加利福尼亚州San Joaquin Valley的2个棉花地块为研究区,选取棉花生长初期灌溉过程中的遥感影像,构建两种灌溉信息提取方法(分阶段阈值法和灌溉线提取法),确定最优灌溉像元提取方法;比较分析灌溉与未灌溉情况下棉花的NDVI与归一化差值水分指数(NDWI)以及土壤调节植被指数的关系,提取含有灌溉信息的像元,并对NDVI进行校正,消除灌溉对NDVI的影响。研究结果表明:在棉花生长初期,灌溉与未灌溉像元NDVI变化率达12%,差异较显著;灌溉与否的棉花NDVI与NDWI间均存在极显著的线性关系,决定系数在0.80以上;利用灌溉线方法提取灌溉信息与分阶段阈值相比精度更高,精度达88%以上;校正后线性回归模型精度达0.95,灌溉校正效果明显,灌溉与未灌溉像元的NDVI差异减小至2%。本研究通过对含有灌溉信息像元NDVI值的校正,去除灌溉对NDVI造成的影响,反映了真实的植被信息,可实现对作物生长初期长势的准确遥感监测,为遥感定量监测提供便利。 展开更多
关键词 棉花 生长初期 灌溉信息 植被指数 归一化差值植被指数(NDVI) 归一化差值水分指数(ndwi)
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基于遥感的柴达木盆地湖泊面积变化与气候响应分析 被引量:21
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作者 魏善蓉 金晓媚 +1 位作者 王凯霖 梁华 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期427-433,共7页
利用MODIS09卫星遥感数据,对比6种水体指数法(NDWI、MNDWI、EWI、NWI、DLWI、MDLWI)的湖泊提取结果,最终采用归一化水体指数法NDWI对柴达木盆地2001—2014年连续14年的湖泊面积进行解译。结合当地气象资料和冰川面积的变化情况,对影响... 利用MODIS09卫星遥感数据,对比6种水体指数法(NDWI、MNDWI、EWI、NWI、DLWI、MDLWI)的湖泊提取结果,最终采用归一化水体指数法NDWI对柴达木盆地2001—2014年连续14年的湖泊面积进行解译。结合当地气象资料和冰川面积的变化情况,对影响区内湖泊面积变化的因素进行了分析。结果表明,2001—2014年柴达木盆地的湖泊呈先增加后减少的趋势变化。区内<1km2的湖泊个数最多,10~100km2和>100km2等级的湖泊面积所占比例最大,平均分别占总面积的36%和58%。区内湖泊主要分布在海拔低于3 000m的中部平原区。近14年研究区气温整体较高,降水与湖泊面积变化情况一致,蒸发量缓慢减少。区内冰川面积和储量整体呈缓慢减少的趋势,冰川面积与湖泊面积呈显著负相关关系。降水增加、蒸发减少和冰川消融是影响区内湖泊面积变化的根本因素。 展开更多
关键词 MODIS数据 归一化差异水体指数(ndwi) 湖泊 冰川 柴达木盆地
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基于Landsat 8卫星影像的南昌城市热岛效应研究 被引量:13
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作者 陈兴鹃 温新龙 郭磊 《江西农业学报》 CAS 2017年第3期103-108,114,共7页
以2014年10月8日的Landsat 8 OLI/TIRS卫星数据作为主数据源,利用ENVI 5.1软件平台,对南昌市城市热岛效应进行了研究。根据大气校正法反演南昌市地表温度,并对其归一化得到南昌热岛强度分级图。在此基础上,对南昌城市热岛效应与归一化... 以2014年10月8日的Landsat 8 OLI/TIRS卫星数据作为主数据源,利用ENVI 5.1软件平台,对南昌市城市热岛效应进行了研究。根据大气校正法反演南昌市地表温度,并对其归一化得到南昌热岛强度分级图。在此基础上,对南昌城市热岛效应与归一化植被指数(NDVI)、改进的归一化水体指数(MNDWI)、裸土指数(BSI)、归一化差值裸地与建筑用地指数(NDBBI)进行统计分析,得到地表温度与4种指数间的定量关系。结果表明:(1)南昌市热岛效应明显,热岛强度由城区中心向近郊、远郊逐渐降低;(2)地表温度与NDVI呈负相关;(3)地表温度与MNDWI呈负相关;(4)地表温度与BSI呈正相关;(5)地表温度与NDBBI呈正相关。由此可知,增加城市植被覆盖率、扩大城市水域,同时合理利用城市裸地和布局城市建筑用地,可以缓解城市热岛效应。 展开更多
关键词 南昌市 热岛效应 LANDSAT 8 归一化植被指数 改进的归一化水体指数 裸土指数 归一化差值裸地与建筑用地指数
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青藏高原多尔索洞错水深反演与水量变化估算
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作者 崔剑 乔宝晋 +1 位作者 郭恒亮 杨洪 《人民长江》 2024年第4期142-149,共8页
利用由实测水深空间插值获得的水下地形数据估算湖泊水量及其变化往往存在较大误差。以Landsat系列影像数据及多尔索洞错12 m以下实测水深数据为基础,建立多波段组合模型进行水深模拟,结合多时相Landsat影像获取的多尔索洞错边界数据获... 利用由实测水深空间插值获得的水下地形数据估算湖泊水量及其变化往往存在较大误差。以Landsat系列影像数据及多尔索洞错12 m以下实测水深数据为基础,建立多波段组合模型进行水深模拟,结合多时相Landsat影像获取的多尔索洞错边界数据获取水深变化,估算1996~2016年多尔索洞错水量变化。实验结果表明:多因子反演模型的相关系数(R^(2))均在0.90以上,平均绝对误差低至0.48 m,相比空间插值方法能更精确地模拟多尔索洞错水深在12 m以下区域的水深分布情况;近20 a来多尔索洞错不断扩张,水位升高约0.40 m/a,水量增加约0.18 km^(3)/a。 展开更多
关键词 水深反演 水量变化 归一化水体指数法(ndwi) 多波段组合模型 多尔索洞错
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