基于RS, GIS 技术的湖面变化信息提取与分析——以艾比湖为例
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基于四种水体指数的艾比湖水面提取及时空变化分析希丽娜依·多来提;阿里木江·卡斯木;如克亚·热合曼;梁洪武【期刊名称】《长江科学院院报》【年(卷),期】2022(39)10【摘要】以Landsat5/7/8系列遥感影像为数据源,利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)、自动水体指数(Automated water extraction index,AWEI)、改进的自动水体指数(Modified automated water extraction index,MAWEI)提取艾比湖水体,建立混淆矩阵对4种水体指数提取结果进行对比分析,利用精度最高指数提取艾比湖面积并通过动态度分析湖泊面积变化趋势,同时对艾比湖面积变化的驱动因素进行分析。
结果表明:MAWEI指数精度最高,精度达到95%以上,Kappa系数>0.94。
2000—2003年期间,艾比湖面积从768.93 km^(2)增加至982.27 km^(2),湖泊面积增加27.74%、动态度为9.24%;2003—2014年期间,湖泊面积减至447.08 km^(2),湖泊面积缩减54.48%、动态度为-4.95%;2014—2018年期间,湖泊面积再次增加至852.77 km^(2),湖泊面积增加90.74%、动态度为22.68%;2018-2020年湖泊面积减至593.79 km^(2),湖泊面积缩减30.36%、动态度为-15.18%,总的来说近20 a艾比湖面积变化呈现先扩张再退缩的趋势。
湖泊面积变化与年均降水量呈正相关,与蒸发量呈负相关,与博尔塔拉河和精河径流量呈正相关。
水资源的减少及其周围人口、灌溉面积及生产值持续增长引起经济社会总用水量的激增,对湖泊面积变化产生一定的影响。
TECHNOLOGY AND INFORMATION信息化技术应用科学与信息化2019年7月下 19基于RS、GIS技术的湖泊动态监测分析魏珍西安航天恒星科技实业(集团)有限公司 陕西 西安 710199摘 要 湖泊是自然资源的重要组成部分,监测湖泊动态变化,保护湖泊生态环境是政府管理部门的职责。
近年RS、GIS技术的发展为快速有效的湖泊监测任务提供了坚实可靠的技术基础,本文介绍了在GIS技术支持下及遥感卫星数据的基础上湖泊动态监测的流程、关键技术及应用案例分析。
关键词 湖泊监测;RS;GIS;关键技术;动态分析前言湖泊作为陆地水存储中的一个重要载体,对区域的水量平衡发挥着重要作用,同时,湖泊的形成与消失、扩张与收缩都会影响区域生态环境。
因此,精确地监测湖泊动态,是保障湖泊生态安全的基础,也是利于国计民生的重要事。
湖泊动态监测需要宏观、适时的数据源和高效合理的地物分析技术,RS 技术具有大面积同步观测、经济性、时效性等特点,丰富的遥感影像数据源为湖泊动态变化监测提供数据支持。
同时GIS 技术因为其丰富而完备的数据处理分析能力,在湖泊动态监测方面提供了海量数据的查询、检索和管理,以及复杂的空间处理分析技术。
综上所述,RS 和GIS 技术成为湖泊动态监测研究的重要技术支撑,为科学统计、决策分析、治理湖泊提供依据。
1 流程与关键技术湖泊动态监测流程如图1所示。
关键技术主要包括:遥感数据选取、遥感影像处理技术、湖泊信息提取技术、基于GIS的湖泊动态监测及变化比对分析。
图1 湖泊动态监测流程1.1 遥感数据选取对于湖泊动态监测,主要结合研究区实际情况,选择空间分辨率较高、光谱信息丰富的遥感数据,其中ZY ‐3、ZY ‐02C 、GF-1在湖泊动态监测中都有相对优势;时间上,应在获取不同时期研究区的遥感影像,以便进行对比分析;同时,尽量获取少云、天气状况较好、研究区覆盖完整的影像数据。
1.2 遥感影像处理技术对于湖泊动态监测的遥感卫星数据处理,主要包括辐射校正、几何校正、图像融合、图像校准、图像拼接等。
基于RS和GIS的艾比湖湿地信息提取及面积动态分析玉苏普江·艾麦提;阿里木江·卡斯木;阿布都沙拉木·热合曼【摘要】采用新疆艾比湖湿地保护区的1972年Landsat/MSS、1990年的Landsat/TM、2001年和2006年的Landsat/ETM+遥感数据,利用RS与GIS技术,对研究区的遥感影像进行处理及湿地信息提取.在图像预处理时通过分析Landsat/MSS/TM/ETM+各波段之间相关系数来选择最佳波段;在湿地信息提取技术方面,采用监督分类中的最大似然法进行分类提取湿地信息,并对湿地信息动态变化进行研究.结果表明:在30多年间,研究区湖泊湿地面积经历了迅速缩小、基本稳定、逐步增大3个阶段;1972-2001年沼泽湿地和河流湿地面积持续增加;2001-2006年沼泽湿地面积小幅减少,河流湿地面积保持稳定;1972-2006年人工湿地、绿洲、农业用地面积呈现逐渐增加趋势.【期刊名称】《水资源保护》【年(卷),期】2014(030)002【总页数】5页(P57-61)【关键词】遥感;地理信息系统;湿地;信息提取;面积动态变化;新疆;艾比湖【作者】玉苏普江·艾麦提;阿里木江·卡斯木;阿布都沙拉木·热合曼【作者单位】新疆师范大学地理科学与旅游学院,新疆乌鲁木齐830054;新疆师范大学地理科学与旅游学院,新疆乌鲁木齐830054;新疆干旱区湖泊环境与资源自治区重点实验室,新疆乌鲁木齐830054;新疆师范大学地理科学与旅游学院,新疆乌鲁木齐830054【正文语种】中文【中图分类】S159.2湿地是自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一[1]。
湿地是人类的百宝箱,它具有巨大生态效益、社会效益、经济效益;同时湿地很脆弱,其面积大幅度减少,以及污染、砍伐等导致湿地功能严重下降,甚至丧失,严重威胁到人类社会的可持续发展和自然界生态系统的稳定[2]。
基于遥感和GIS的湖泊变化分析湖泊作为自然景观的一部分,对于地球的生态系统具有重要意义。
然而,随着气候变化和人类活动的影响,许多湖泊正在发生变化。
为了更好地了解湖泊的变化趋势和影响因素,科学家们运用遥感和地理信息系统(GIS)技术进行湖泊变化分析。
本文将探讨基于遥感和GIS的湖泊变化分析的方法及其应用。
遥感技术是通过卫星、航空器或其他传感器获取地球表面信息的技术。
利用遥感技术,科学家们可以获取湖泊的空间分布和时间演变的信息。
其中,卫星影像是最常用的遥感数据源之一。
通过获取多时相的卫星影像,科学家们可以对湖泊的面积、形态和水体质量进行定量分析。
首先,通过比较不同时期湖泊的影像,可以推测湖泊变化的差异。
例如,可以通过计算湖泊面积的变化来确定湖泊的水位变化。
此外,还可以利用卫星影像测算湖泊的体积和深度变化。
通过这些定量数据,科学家们可以研究湖泊变化的规律以及可能的影响因素。
其次,地理信息系统(GIS)是一种用于存储、分析和显示地理数据的工具。
通过将遥感数据与地理信息系统相结合,可以更好地理解湖泊的变化情况。
例如,可以对湖泊周围的土地利用进行分类和变化分析,从而推测人类活动对湖泊变化的影响。
此外,还可以通过GIS技术对湖泊中的污染物扩散进行模拟和预测,为湖泊管理和保护提供科学依据。
在湖泊变化分析中,除了遥感和GIS技术,还需要结合地面调查和实验数据进行综合分析。
例如,可以通过测量湖泊水质进行实地采样,以验证遥感数据中反映的湖泊质量变化。
同时,还可以通过地面观测和水文测量来获取湖泊的内部测量数据,为湖泊变化分析提供更加准确的依据。
基于遥感和GIS的湖泊变化分析在许多领域都具有应用前景。
首先,对于环境保护和资源管理部门来说,了解湖泊的变化趋势可以帮助制定合理的保护措施。
例如,可以根据湖泊变化情况进行水资源规划和管理,以更好地满足人类活动和生态系统的需求。
其次,对于科学研究人员来说,湖泊变化分析可以提供关于气候变化和人类活动影响的重要数据。
基于RS和GIS技术青藏高原湖泊动态变化研究
武慧智;姜琦刚;程彬
【期刊名称】《世界地质》
【年(卷),期】2007(26)1
【摘要】以青藏高原70年代MSS影像数据与2000年ETM影像数据为主要信息源,基于RS和GIS技术研究近30年来青藏高原湖泊面积的动态变化.结果表明:近30年来在部分湖泊面积减小的情况下青藏高原湖泊总面积和数量是增加的,其面积增加3 316.52 km2,但在各区域具有不同的变化趋势.
【总页数】5页(P66-70)
【作者】武慧智;姜琦刚;程彬
【作者单位】吉林大学地球探测科学与技术学院,长春130026;吉林大学地球探测科学与技术学院,长春130026;吉林大学地球探测科学与技术学院,长春130026【正文语种】中文
【中图分类】P332.3;TP79
【相关文献】
1.基于RS和GIS技术的常熟市土地利用动态变化研究 [J], 肖靖;于伟;魏娜;郭常颖;李秉柏
2.青藏高原湖泊遥感信息提取及湖面动态变化趋势研究 [J], 闫立娟;齐文
3.基于LEGOS HYDROWEB的青藏高原湖泊群水位和面积动态变化分析 [J], 刘英;岳辉;王浩人;张维
4.基于Landsat数据的近三十年来青藏高原湖泊动态变化分析——以青海省为例
[J], 魏乐德
5.基于RS和GIS技术的江苏邳州市银杏资源动态变化研究 [J], 孙宇章;顾晓鹤;阳小琼;朱文泉;郭兰萍;黄璐琦;潘耀忠
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艾比湖土壤盐渍化动态变化邵亮;马媛;吕杰;吕光辉;姬洪亮;杨晓东【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2012(040)001【摘要】以1990、1998和2007年Landsat-TM影像为数据源,利用RS和GIS 技术,采用最大似然法、土壤动态度和转移矩阵3种研究方法对艾比湖流域土壤盐渍地现状、程度和发展趋势进行定量分析.结果表明:在1990~2007年,艾比湖土壤盐渍化程度日益加剧.其中,重度、中度、轻度盐渍地分别增加了1.40、89.60、476.16 km2,而非盐渍地减少了567.16km2;重度盐渍地集中分布在阿拉山口附近及湖滨区上部,中度盐渍地主要位于湖滨区中部和接近外围下风区的沙漠地带,而轻度盐渍地广泛分布于艾比湖外围和绿洲的交汇处;面积增加最少的重度盐渍地主要由中度盐渍地部分转化,增加次之的中度盐渍地主要由轻度盐渍地部分转化,增加最多的轻度盐渍地主要由非盐渍地部分转化,而非盐渍地逐年减少.【总页数】5页(P174-178)【作者】邵亮;马媛;吕杰;吕光辉;姬洪亮;杨晓东【作者单位】新疆绿洲生态教育部重点实验室,新疆乌鲁木齐830046;新疆大学资源与环境科学学院,新疆乌鲁木齐830046;新疆绿洲生态教育部重点实验室,新疆乌鲁木齐830046;新疆大学资源与环境科学学院,新疆乌鲁木齐830046;新疆大学物理科学与技术学院,新疆乌鲁木齐830046;新疆绿洲生态教育部重点实验室,新疆乌鲁木齐830046;新疆大学资源与环境科学学院,新疆乌鲁木齐830046;新疆绿洲生态教育部重点实验室,新疆乌鲁木齐830046;新疆大学资源与环境科学学院,新疆乌鲁木齐830046;新疆绿洲生态教育部重点实验室,新疆乌鲁木齐830046;新疆大学资源与环境科学学院,新疆乌鲁木齐830046【正文语种】中文【中图分类】S155.2+93【相关文献】1.艾比湖流域阿其克苏河床土壤盐渍化调查分析 [J], 陆亦农;于瑞德;D.Overdieck;Daniel Ziche2.艾比湖流域小尺度农田土壤养分的空间分布和盐渍化风险评价 [J], 张兆永;李菊英;祖皮艳木·买买提;叶庆富3.艾比湖湿地不同盐渍化土壤粒度组成及可蚀性研究 [J], 王敬哲;丁建丽;王飞;梁静4.玛纳斯河流域土壤盐渍化时空动态变化 [J], 张添佑;王玲;罗冲;彭丽5.开都河下游灌区土壤盐渍化动态变化研究 [J], 李新国;樊自立;李会志;任云霞因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于RS、GIS集成的水陆边缘提取与水深反演模型研究的开题报告一、研究背景水深反演指的是通过遥感技术获取水域表面高程数据,利用水深反演模型计算水深的过程。
水深反演的应用在海洋、湖泊等水域的环境科学、海洋工程、沿海开发、海洋资源管理等领域具有重要的作用。
水陆边缘提取是指通过遥感图像数据与地理信息系统技术据根据水陆分界线划分水域区域和陆地区域的过程。
水陆边缘提取和水深反演是遥感水文学和海洋学领域的重要研究内容。
二、研究意义水深反演和水陆边缘提取在水文学、海洋学以及环境科学等领域具有重要的研究价值和应用前景,并且较好地结合了遥感与地理信息技术,提高了相关研究的精度和效率。
本研究旨在通过遥感、地理信息技术与机器学习技术的集成应用,实现对水陆边缘的提取以及水深反演模型的建立和开发,从而为相关领域的研究与应用提供支持与参考。
三、研究内容本研究将主要探索以下三个内容:1. 基于遥感和地理信息技术的水陆边缘自动提取算法。
通过对水域区域和陆地区域进行影像分割,并基于分类模型对水陆边缘进行自动提取。
2. 基于机器学习的水深反演模型的建立与开发。
以遥感获取的高程数据为基础,利用机器学习算法建立水深反演模型,用于确定水域的深度。
3. 基于遥感等多源数据组合应用研究。
通过遥感、GIS、天气信息等多源数据的组合应用,提高水深反演和水陆边缘提取的准确性,并优化模型参数和算法参数。
四、研究方法1. 数据获取与处理通过卫星遥感数据获取水域高程数据,利用遥感图像分割和建模,得到水陆边缘图像和对应的特征数据。
同时,结合水文数据和气象数据,优化模型的输入参数。
2. 算法实现与模型建立通过编程实现基于机器学习的水深反演模型,基于遥感图像分割和分类技术,实现水陆边缘的自动提取。
同时,对模型进行优化和测试调整。
3. 实验测试与结果分析通过运用实际的遥感数据和场地测试数据验证及分析模型的准确性和可行性,比较不同方法的准确度和处理效率,并给出相应的结论和建议。
基于RS与GIS的黄河三角洲湿地信息提取与分析研究的开题报告一、研究背景及意义黄河三角洲是中国北方最大的湿地区,其湿地面积达到10万公顷以上,为全球重要的湿地保护区之一。
随着城市化和工业化的发展,黄河三角洲的湿地生态系统遭到了严重破坏和破坏。
为了更好地保护和管理黄河三角洲的湿地资源,就需对其进行精确的信息提取与分析。
而基于遥感技术的信息提取方法已经成为一种重要手段。
本研究旨在利用遥感技术和地理信息系统(RS&GIS)来对黄河三角洲湿地的信息进行提取与分析,从而更好地了解湿地生态系统的分布和特征,为湿地保护和可持续开发提供科学依据。
《全国湿地保护规划》提出了保护湿地、恢复湿地、发展湿地三大方向,本研究的成果将有助于黄河三角洲湿地的保护和管理工作,同时也可以为其他湿地保护与管理工作提供借鉴。
二、研究内容及方法1.研究内容本研究的主要内容包括:黄河三角洲湿地的遥感影像获取,湿地信息提取,湿地分布分析和湿地生态系统特征分析等。
2.研究方法本研究将采用以下方法进行:(1)遥感影像获取:通过遥感技术获取黄河三角洲湿地的影像数据,包括Landsat、SPOT、ASTER等遥感影像数据。
(2)湿地信息提取:通过遥感影像分析,利用常用的遥感分类算法,如最大似然分类法、支持向量机分类法等进行湿地信息提取。
(3)湿地分布分析:将提取的湿地信息与地理信息系统(GIS)进行集成分析,通过构建湿地空间数据库,对湿地的分布、类型、面积等进行分析。
(4)湿地生态系统特征分析:结合野外实地调查,分析湿地的生态系统特征,如水文、土壤、植被、动物等。
三、研究进度安排本研究计划于2022年1月开始,预计在2023年12月完成。
研究进度安排如下:2022年1月~2022年6月:文献综述和研究方法选择;2022年7月~2022年12月:遥感数据获取和湿地信息提取;2023年1月~2023年6月:湿地分布分析和生态系统特征分析;2023年7月~2023年12月:撰写论文和报告。
基于RS的湖岸带物理结构完整性评价方法--以查干湖为例付波霖;李颖;朱红雷;幸泽峰【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2015(35)23【摘要】以查干湖流域为研究区,利用RS和GIS技术,基于水利部《河流(湖)健康评估指标、标准与方法V1.0》并加以改进,以500m×1000m为评价基本单元,整个研究区共有315个物理结构基本评价单元,建立基于RS的湖岸带物理结构完整性评价体系,该评价体系由目标层、准则层和指标层构成,其中准则层由湖岸带状况、湖岸线发育率和湖泊萎缩率3项组成,指标层由地形坡度、植被覆盖率等8项指标构成。
研究结果表明:38个监测点中,查干湖23个,新庙泡15个,基于RS物理结构评价结果分别为0.67—0.76和0.35—0.45,地面实测评价结果分别是0.64—0.77和0.35—0.55。
两种评价方法结果一致,并表明查干湖的湖岸带物理结构健康状态属于健康,新庙泡则属于亚健康。
%In this study, we propose a new physical structure integrity assessment method, using Chagan Lake, China, as the study area. The method is based on the improved“river ( lake) health assessment index, standard and method of V1.0”of the Ministry of Water Resources. A 500 m×1000 m grid was selected on the lakeshore zone as the basic evaluation unit. An evaluation system of lakeshore physical structural integrity was established with 315 evaluation units by romte sensing and geogragy information system technology. The system was composed of target layer, a criterion layer, and an indicator layer. The criterion layer was composed of lakeshore condition, shorelinedevelopment rate, and lake atrophy rate. The index layer was composed of slope, vegetation coverage rate, and water level change rate, in addition to 8 other indicators. For 23 sampling points in Chagan Lake and 13 monitoring points in Xinmiao Lake, the RS evaluation were 0.60—0.74 and 0.35—0.52, respectively, while the field evaluation results were 0.64—0.77 and 0.35—0.55, respectively. The evaluation results were in good agreement with the two evaluation methods, and consistently indicated that the physical structural integrity of the lakeshore area of Chagan Lake was in a healthy state, while that of Xinmiao Lake was in a sub-healthy state.【总页数】8页(P7634-7641)【作者】付波霖;李颖;朱红雷;幸泽峰【作者单位】中国科学院东北地理与农业生态研究所,长春 130102; 中国科学院大学,北京 100049;中国科学院东北地理与农业生态研究所,长春 130102;中国科学院东北地理与农业生态研究所,长春 130102; 中国科学院大学,北京100049;中国科学院东北地理与农业生态研究所,长春130102; 中国科学院大学,北京 100049【正文语种】中文【相关文献】1.基于RS和GIS的水土流失综合评价方法——以安吉县为例 [J], 刘强;宋松柏;步永伟2.基于RS/GIS技术的生态环境质量评价方法研究--以新疆伊犁地区为例 [J], 仲嘉亮;朱海涌;任玉冰3.基于GIS与RS的生态环境质量监测与评价方法探讨——以山东半岛蓝色经济区为例 [J], 韦晶;王萍;郭亚敏;许娅4.基于层次分析法的表层带岩溶水资源评价方法探讨——以大小井流域为例 [J], 王伟5.基于成藏体系理论的碳酸盐岩含油气区带评价方法——以塔里木盆地寒武系为例[J], 周波; 李慧莉; 云金表; 徐忠美; 冯帆因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
新疆农业大学硕士学位论文表4—1波段特性表4—2中巴:TM:B20.52-0.59B2O.52一O.60B3O.63一O.69B30.63—0.69B40.77—0.89B40.76—0.90图4—2中巴三波段组合4.4图像的几何校正在对艾比湖地区影像的校正中,由于一次多项式只能模拟较少的变形,经过比较分析采用用二次多项式,二次卷积内插法进行重采样。
利用矢量数据中的水系、人工渠、公路及具有明显特征标志的地物及影像中同名地物点进行分别采校正控制点,校正控制点应均匀分布,校正点数目一般在20_30即可,在采校正点时误差偏大的点应剔除,重新采点,直到符合精度要求。
一般在山区、水系发育地区及具有明显标志物的地区采校正点比较容易,而且校正点比较均匀;对无法取得校正点的区域,利用与它招邻已作过精校正并具有重叠部位的影像进行影像对影像来取得校正控15图4—3几何纠正的影像4.5图像拼接处理图像拼接是将具有地理参考的若干相邻图像合并成一幅图像或一组图像,需要拼接的输入图像必须含有地图投影信息,即输入图像必须经过几何校正处理或进行过校正标定。
虽然所有韵输入图像可以具有不同的投影类型、不同的像元大小,但必须具有相同的波段数。
在进行图像拼接时,需要确定一幅参考图像,参考图像将作为输出拼接图像的基准,决定拼接图像的对比度匹配以及输出图像的地图投影、像元大小和数据类型。
如拼接图4—4。
图4.4影像拼接4.6矢栅叠加图4—5矢栅叠加把处理好的影像进行投影转换,使影像与使艾比湖湿地保护区边界矢量具有相同的投影。
从而将矢量与影像叠和在一起。
其中投影转换在Erdas中是这样实现的:在Erd8s图标面板工具条单击DataPrep图标一ⅫeprojectI∞ages命令,打开Repr。
jectIⅢages对话框。
然后在ReprojectImages对话框中添上相应的参数。
叠加结果如图4一乳基于“3s”技术的艾比湖湿地保护区LUcc的精度检验方法及湖面变化分析,:塑丝二塑坠gNDyI。