高光谱遥感的城市用地信息提取
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利用高分辨率卫星遥感数据提取土地覆被变化和植被生态学指标随着遥感技术的不断发展和高分辨率卫星的广泛应用,利用高分辨率卫星遥感数据提取土地覆被变化和植被生态学指标已经成为研究者们关注的焦点。
这种方法可以帮助我们更好地了解土地利用与覆被变化情况,监测和评估植被生长与生态系统健康状况。
本文将探讨利用高分辨率卫星遥感数据提取土地覆被变化和植被生态学指标的方法与应用。
一、土地覆被变化提取1. 高分辨率卫星遥感数据概述高分辨率卫星遥感数据指的是具备很高空间分辨率的卫星遥感图像,如Landsat、SPOT、Sentinel等卫星所提供的数据。
这些数据可以提供大量的地表信息,以非常细微的细节展示地表环境,包括土地利用类型、植被分布、水体覆盖等。
2. 土地覆被变化检测方法利用高分辨率卫星遥感数据进行土地覆被变化检测,通常采用多时相数据比较的方式。
常见的方法包括:差异图像法、像元转移矩阵法、分类精度评价法等。
其中,差异图像法是比较经典和常用的方法,通过对同一地区不同时期的遥感图像进行减法运算,得到土地覆被变化的结果。
3. 土地覆被变化监测应用土地覆被变化监测应用广泛,可以用于城市扩张监测、土地利用规划与管理、环境变化评估等方面。
通过对土地覆被变化的提取,我们可以及时了解城市化进程、森林砍伐和污染扩散等问题,为环境保护和可持续发展提供科学依据。
二、植被生态学指标提取1. 植被生态学指标概述植被生态学指标是评估植被生长和生态系统健康状况的重要参数,如植被覆盖度、植被指数(如NDVI、EVI等)、植被物候特征等。
这些指标可以反映植被物种种类、生长状况和生态系统功能。
2. 植被生态学指标提取方法高分辨率卫星遥感数据可以提供详细的植被信息,因此可以用于提取植被生态学指标。
常见的方法包括:植被指数计算法、阈值分割法、光谱曲线拟合法等。
其中,植被指数计算法是最常用的方法,通过计算不同波段的反射率或辐射亮度,得到表示植被绿度和生长状况的指数值。
一种基于遥感指数的城市建筑用地信息提取新方法马红*【摘要】摘要:提出了一种利用仿建筑用地指数提取城市建筑用地信息的新方法。
首先利用近红外波段和绿波段构建仿归一化建筑指数,再将其与土壤调节植被指数和归一化水体指数相结合,进而构建仿建筑用地指数,最后利用仿建筑用地指数提取城市建筑用地信息。
仿建筑用地指数影像将建筑用地信息增强,通过影像分割、去小面元以及合并邻近面元处理,可以准确提取城市建筑用地信息,实验精度可达89.5%。
【期刊名称】城市勘测【年(卷),期】2014(000)003【总页数】4【关键词】关键词:建筑用地信息;建筑用地指数IBI;仿建筑用地指数SIBI;仿归一化建筑用地指数SNDBI;信息提取1 引言随着人口的急剧增多和经济的快速发展,城市化进程逐步加快,城市空间范围不断扩大,使得城市建筑用地急剧增加,导致城市热岛效应增强、城市景观格局破坏等一系列问题。
因此全面掌握城市建筑用地信息,能够为国土、规划等部门的用地规划等政策提供科学支持。
传统人工测量的土地利用监测方法很难满足城市建筑面积快速扩展的监测需要[1]。
结合计算机技术和图形图像处理技术,实现基于遥感影像提取的建筑用地计算机解译是目前城市建筑用地监测主流方法。
Ridd提出城市的“植被-不透水面-土壤”模型用于研究城市建筑用地[2],杨存建等人利用逻辑树判别提取建筑用地信息[3],査勇等提出仿归一化植被指数研究城镇空间形态信息提取[3],王光彦等利用归一化建筑指数提取城市建筑用地信息[4],徐涵秋提出基于压缩数据提取城市建筑用地[1]并利用建筑用地指数(IBI,index-based built-up index)实现了城市建成区的界定[5]。
基于以上方法的建筑用地信息提取所采用的影像均需有中红外波段,但部分卫星影像(如资源三号卫星影像、QuickBird卫星影像、ALOS卫星影像、IKONOS卫星影像等)没有中红外波段,无法利用其IBI指数提取建筑用地信息。
高分辨率遥感影像的地物提取随着现代科技的发展,高分辨率遥感影像的应用越来越广泛,除了科研和监测用途,它还广泛应用于城市规划、自然资源管理、气候变化监测、国土安全等领域。
在遥感影像中,地物提取是一项重要的任务,该任务旨在从遥感影像中自动或半自动地提取感兴趣的地物,如建筑物、道路网络、森林等。
本文将探讨高分辨率遥感影像的地物提取技术。
一、遥感影像与地物提取遥感影像是指使用高分辨率卫星、航空器或无人机拍摄的图像,可以提供广阔的范围和多光谱相交的信息。
遥感影像可以捕捉地表的不同特征,如植被、土壤、建筑物等。
然而,遥感影像并不直接提供地物信息,因此需要对遥感影像进行地物提取。
地物提取是从遥感影像中自动或半自动地识别和提取地物的过程。
它是实现遥感应用的重要基础,如土地利用、资源管理、环境研究等。
在过去,地物提取主要基于人工解释和数字化,随着计算机技术的进步和遥感数据量的增加,由算法自动或半自动地提取地物的方法得到广泛应用。
二、高分辨率遥感影像的地物提取方法高分辨率遥感影像相对于低分辨率遥感影像存在较大差异,因此其地物提取方法也有所不同。
通常,高分辨率遥感影像的地物提取方法主要分为基于像素和基于对象两种。
1. 基于像素的地物提取基于像素的地物提取方法通常将像素分类为地物和非地物,其步骤包括:1)特征提取:通常采用灰度、纹理、形状、方向、局部二值模式等特征提取方法。
2)分类方法:包括二元分类和多元分类。
二元分类通常采用最大似然估计、支持向量机等方法。
多元分类可以使用决策树、随机森林等方法。
基于像素的地物提取方法的优点是运算速度快,可以提防噪声和光照等干扰因素,缺点是无法对地物形状和空间分布进行准确的提取。
2. 基于对象的地物提取基于对象的地物提取方法通常将遥感影像分割成不同的对象,再将对象分类为地物和非地物,其步骤包括:1)图像分割:通常采用区域生长、标度空间分割等方法将遥感影像分割成不同的对象。
2)特征提取:通常采用形状、纹理、对称性、光谱等特征提取方法。
基于遥感影像的城市绿地覆盖信息提取方法作者:程素娜张永彬汪金花来源:《天津农业科学》2015年第01期摘要:随着城市化的高速发展及环境变化,城市绿地的空间分布及其生态效益和使用功能受到高度重视。
实现城市生态绿地的规划和建设,需要快速、高效、高精度地提取城市绿地覆盖信息。
综述了近10年城市绿地覆盖信息遥感提取的测算方法,比较和分析了常用的5种遥感提取模型的特点,并对未来的研究发展趋势进行展望。
关键词:遥感;城市绿地;决策树中图分类号:P283.8 文献标识码:A DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2015.01.012城市绿地是城市结构中最重要的自然生产力,不仅能够有效地改善居住环境、缓解热岛效应,还是城市化高速发展的现代社会中最重要的休闲空间。
城市绿地覆盖信息能够反应绿地类型及空间分布情况,同时也是评价城市环境质量的重要指标[1-3]。
城市绿地覆盖信息的获取方式主要有人工普查和遥感提取两种方法,但是所得结果精度都不够理想。
如何快速、有效地提取城市绿地覆盖信息是城市规划、建设及管理部门急需解决的问题之一。
笔者从遥感提取城市绿地覆盖信息模型角度出发,对比了较常用的5种模型,并对城市绿地覆盖类型及变化信息的研究发展趋势做出分析。
1 基于遥感影像的城市绿地信息提取目前,应用于研究城市绿地覆盖信息的遥感数据多种多样,从传感器空间分辨率角度进行区分,大致可分为低、中、高3种空间分辨率。
利用遥感影像提取城市绿地覆盖信息的模型主要有5种,分别是回归模型、植被指数模型、人工神经网络模型、面对对象和决策树分类模型。
笔者介绍其中4种模型的特点及提取精度。
(1)回归模型。
回归模型又称经验模型法,是通过对遥感数据的某一波段、波段组合或利用遥感数据计算出的植被指数与绿地覆盖率进行回归(线性或非线性回归),建立经验模型,并利用空间外推模型求取大范围区域的城市绿地覆盖信息[3]。
其中logistic模型如公式(1)所示:(1)式中P为i像元属于该类的概率,xki为第i个自变量。
基于高分辨率遥感影像的城市绿地信息提取方法分析发布时间:2022-06-14T07:16:26.286Z 来源:《新型城镇化》2022年12期作者:梁亚敏王瑞[导读] 保证城市绿地分类的科学性、有效性,且做到合理规划与积极建设,能够使城市绿化覆盖率持续提升,强化城市绿地规划的整体效果。
天津东晟图地理信息技术有限公司天津市 300000摘要:保证城市绿地分类的科学性、有效性,且做到合理规划与积极建设,能够使城市绿化覆盖率持续提升,强化城市绿地规划的整体效果。
故此,文章将围绕高分辨率遥感影像提取城市绿地信息的方法展开以下分析,希望展现高分辨率遥感影像技术的优势,提高城市绿地信息提取的效率。
关键词:高分辨率;遥感影像;城市绿地;信息提取随着高分辨率遥感卫星的成功发射,象征着地球空间数据获得和处理技术进一步发展,使遥感运用范围持续扩大,强化地理数据的更新速度,特别是1米空间分辨率IKONOS卫星影像可支持商用,有助于推动遥感技术的发展。
城市绿化水平作为评价城市生态环境的重要指标,进行城市绿化信息的采集十分关键。
在高分辨率传感器技术完善发展的今天,运用遥感技术能获取更多地表景观信息,为城市化建设提供可靠依据。
一、高分辨率遥感影像提取城市绿地信息的有效性(一)高分辨率遥感影像技术的基本概述遥感技术主要是信息技术、航天技术快速发展的产物[1],具体指通过人造卫星、飞机或者其他飞行设备上获得地物目标的电磁辐射信息,从而对地球环境与资源进行有效判定的技术。
高分辨率遥感技术是在较远距离对目标反射或者自身辐射的电磁波、可见光、红外线进行感知,准确探测与识别目标的技术手段。
(二)高分辨率遥感影像的基本特点 1.空间分辨率比较高米级亚米分辨率所展现的图像十分清晰[2],目标物形状可以准确看到,影像中地物尺寸、形状、结构与相邻关系能够充分体现出来。
空间分辨率较高的基础上,能够让地物类型更加多变,纹理类型与纹理区域有明显变异性特点,相同地物内部构成要素丰富多元的细节信息都能得以体现,促使地物光谱统计特点稳定性降低。
北京二号遥感影像多层级双尺度新增建设用地自动提取北京二号遥感影像多层级双尺度新增建设用地自动提取随着城市化的快速发展,土地利用和规划成为城市管理和发展的重要组成部分。
如何准确、高效地提取新增建设用地信息,对于城市规划和土地资源管理至关重要。
近年来,遥感技术的应用日益广泛,为土地利用调查和规划提供了一种有效的手段。
本文将介绍利用北京二号遥感影像进行新增建设用地自动提取的方法。
首先,我们需要准备北京二号遥感影像数据。
北京二号卫星由中国科学院遥感与数字地球研究所研制,具有高空间分辨率和高光谱分辨率的特点。
这使得它在土地利用调查和规划中具有很大的潜力。
通过专业软件对遥感影像进行预处理,包括辐射定标、大气矫正等步骤。
在进行新增建设用地提取之前,我们需要先制定一套准确的分类体系。
常见的土地利用分类体系包括建设用地、农用地、林地、草地等。
根据实际需求,可以对分类体系进行细化。
对于新增建设用地的提取,我们可以将其划分为住宅用地、商业用地、工业用地等。
接下来,我们采用多尺度的方法进行新增建设用地的提取。
多尺度的思想是将不同分辨率的遥感影像在不同尺度上进行融合,以获取更全面、更准确的信息。
在本文中,我们将采用像元级别和目标级别两种尺度进行新增建设用地提取。
在像元级别上,我们通过像元分类的方法提取新增建设用地。
像元分类是将每一个像元根据其光谱特征划分为不同的类别。
这一过程需要借助机器学习算法,如支持向量机、随机森林等。
通过对已标注样本的训练,将影像中的每一个像元进行分类,并提取出新增建设用地。
在目标级别上,我们采用物体分类的方法提取新增建设用地。
物体分类是将遥感影像中的不同目标进行分类。
该方法更加注重目标的几何形状和空间关系。
我们可以先进行目标检测,将遥感影像中的建筑物、道路等目标提取出来,然后再对提取出的目标进行分类,得到新增建设用地的信息。
综合像元级别和目标级别的结果,可以得到更全面、更准确的新增建设用地提取结果。
从高分辨率遥感影像中提取城市道路的新方法近年来,随着高分辨率遥感技术的不断发展,从高分辨率遥感影像中提取城市道路一直是遥感领域的一个重要研究课题。
传统的提取方法主要基于图像分割、特征提取和分类等技术,然而由于城市道路的复杂性和多样性,这些方法存在着一些局限性。
为了克服传统方法的局限性,近年来提出了一些新的方法。
一种新的方法是基于深度学习的城市道路提取方法。
深度学习是一种模仿人类神经系统的机器学习方法,它通过多层的神经网络来学习输入数据的高级特征。
通过深度学习,可以利用大量的遥感影像数据进行训练,从而有效地提取城市道路。
该方法首先利用卷积神经网络(CNN)来提取遥感影像中的特征,然后采用全卷积神经网络(FCN)将特征图分割为像素级别的道路和非道路区域。
接着,在全卷积神经网络的基础上,利用条件随机场(CRF)对像素进行细化和改进,以进一步提升道路提取的精度。
另一种新的方法是基于生成对抗网络(GAN)的城市道路提取方法。
生成对抗网络是一种包含生成器和判别器的对抗模型,在训练过程中,生成器和判别器相互竞争和博弈,以提高生成器生成样本的质量。
通过生成对抗网络,可以利用已知的道路样本生成更多的道路样本,从而扩充训练数据集,并提升道路提取的准确性和鲁棒性。
此外,还有一些新的方法结合了传统方法和深度学习方法,以提高城市道路提取的效果。
例如,可以通过形态学操作来改善传统方法中的道路分割结果,然后再利用深度学习方法对分割结果进行进一步的优化和改进。
总之,从高分辨率遥感影像中提取城市道路的新方法主要包括基于深度学习的方法、基于生成对抗网络的方法以及结合传统方法和深度学习方法的方法。
这些方法在提高道路提取的精度和鲁棒性方面取得了一定的成果,但仍需要进一步的研究和改进。
未来,随着遥感技术的进一步发展和深度学习算法的不断优化,将有更多更有效的方法被提出来。
基于高分辨率遥感影像的城市建筑物提取算法研究摘要:本论文研究了基于高分辨率遥感影像的城市建筑物提取算法。
研究重点包括数据预处理、性能评估、算法设计与优化以及机器学习在城市建筑物提取中的应用。
通过数据预处理,提高遥感影像质量;性能评估使用多种指标来衡量提取算法的准确性和稳定性;算法设计与优化结合图像处理技术,提高建筑物提取的效率和精确度。
机器学习技术的应用在城市建筑物提取中具有潜力,为城市规划、资源管理和环境监测等领域提供了可靠的数据支持。
关键词:高分辨率遥感影像、城市建筑物提取、图像处理、机器学习、城市规划引言:随着城市化进程的不断加速,对城市空间信息的需求日益增长。
城市建筑物的准确提取是城市规划、资源管理和环境监测等领域的基础工作,具有重要的实际意义。
传统的城市建筑物提取方法受限于数据质量和处理效率,已经不能满足现代城市信息需求的要求。
高分辨率遥感影像的广泛应用为城市建筑物提取提供了新的机遇。
本论文旨在研究基于高分辨率遥感影像的城市建筑物提取算法,结合了图像处理和机器学习技术,以提高准确性和效率。
我们将重点关注算法的设计、实验验证和应用前景,旨在为城市信息获取和管理领域提供新的解决方案。
一:高分辨率遥感影像在城市建筑物提取中的挑战城市建筑物提取是测绘工程领域的重要任务,而高分辨率遥感影像为该任务提供了丰富的信息资源。
然而,尽管高分辨率遥感影像具有许多优势,但在城市建筑物提取中仍然面临一些挑战,这些挑战需要仔细考虑和解决。
高分辨率遥感影像所包含的信息量庞大,导致数据处理的复杂性增加。
建筑物的各种细节和复杂结构需要精确的检测和提取,而传统的方法可能无法满足这些需求。
因此,如何有效处理大规模高分辨率遥感影像,提取建筑物的边界和特征,是一个重要的挑战。
城市环境中存在多样性的建筑物类型,包括住宅、商业、工业等。
这些不同类型的建筑物在遥感影像上表现出不同的特征,需要采用不同的算法和方法进行提取。
因此,如何实现对多样性建筑物类型的精确分类和提取,是另一个挑战。
基于高空间分辨率遥感影像的土地利用信息提取的开题报告一、研究背景和意义土地利用信息是国土规划和资源管理的重要组成部分,也是环境评价和生态保护的基础数据。
传统的土地利用调查和监测方法主要依靠地面实地调查,数据采集成本高、周期长、难以满足快速更新信息的需要。
而遥感技术具有高时空分辨率、覆盖广、快速获取等特点,可以快速提取大区域、多时相的土地利用信息,成为土地资源监测、规划与管理的重要工具。
在遥感技术中,高空间分辨率遥感影像在土地利用信息提取中具有重要作用。
高空间分辨率遥感影像可以精确地反映土地利用的空间分布特征,提高对细小空间结构的识别能力,约束分类精度,使得土地利用信息提取精度和效率大大提高。
因此,在高空间分辨率遥感影像土地利用信息提取方面的研究,具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、研究内容和方法本研究旨在利用高空间分辨率遥感影像,提取具有丰富信息的土地利用数据。
具体研究内容主要包括以下几个方面:1.高空间分辨率遥感影像的获取和预处理,主要涵盖高分辨率卫星数据的获取、预处理(地理校正、大气校正、几何校正等)。
2.土地利用分类方法研究,主要包括最大似然分类、支持向量机分类、神经网络分类等方法的比较和应用。
3.土地利用信息提取结果的精度评价研究,主要采用混淆矩阵分析方法对分类结果的精确性进行评价。
4.土地利用变化检测,通过比较不同时间的土地利用分类结果,研究土地利用的变化情况,分析其原因和趋势。
三、研究预期成果本研究将通过高空间分辨率遥感影像在土地利用信息提取中的应用,以提高土地利用信息的获取效率和精度,推动土地资源的管理和规划工作。
预期成果主要包括:1.获取高空间分辨率遥感影像,并利用GIS软件进行预处理和图像分类,得到土地利用数据。
2.比较不同的土地利用分类方法,选择最优方法,并对分类效果进行评价。
3.通过土地利用变化检测,分析土地资源的变化趋势,提出相应的管理和规划建议。
四、研究工作计划及时间安排1. 第一年收集高空间分辨率遥感影像数据,实现遥感影像的获取和基础处理(地理校正、大气校正、几何校正等)。
基于高分辨率遥感影像的南京市建成区提取1. 引言随着遥感技术的发展和高分辨率遥感影像的普及,遥感影像在城市规划和管理中的应用越来越广泛。
南京作为中国重要的省会城市,城市建设规划和管理对高分辨率遥感影像的使用需求十分迫切。
其中,南京市建成区的提取是一个重要的任务,它有助于城市规划和土地利用分析。
本文将介绍基于高分辨率遥感影像的南京市建成区提取方法。
2. 方法2.1 数据获取在本研究中,我们使用了南京市的高分辨率遥感影像数据作为研究对象。
这些数据可以从南京市国土资源和规划局获得。
高分辨率遥感影像数据通常包括多个波段,如红色、绿色和蓝色波段。
2.2 预处理在进行建成区提取之前,我们需要对遥感影像数据进行预处理。
预处理旨在消除图像中的噪声和增强建筑物的特征。
常见的预处理方法包括图像去噪、边缘增强和颜色调整等。
2.3 物体检测建成区提取可以通过物体检测算法实现。
物体检测算法的目标是识别图像中的建筑物,并将其与其他非建筑物进行区分。
常见的物体检测算法包括基于特征提取的方法和基于机器学习的方法。
在本研究中,我们将采用基于机器学习的方法,具体来说,使用支持向量机(SVM)算法进行建成区提取。
2.4 数据分类在建成区提取之后,我们需要将提取结果进行分类,以区分建筑物和其他类型的区域。
常见的分类方法包括像素级分类和对象级分类。
在本研究中,我们将采用像素级分类方法,即将每个像素分类为建筑物或非建筑物。
3. 实验步骤3.1 数据准备首先,我们需要获取南京市的高分辨率遥感影像数据,并进行预处理。
预处理步骤包括去噪、边缘增强和颜色调整。
3.2 特征提取和训练接下来,我们需要提取建筑物的特征,并利用这些特征训练支持向量机模型。
特征提取方法可以包括纹理特征、颜色特征和形状特征等。
3.3 建成区提取使用训练好的支持向量机模型,我们可以对整个南京市的遥感影像进行建成区提取。
提取的结果将包括一个建筑物掩膜,以及一个像素级的建筑物分类结果。