皖江城市带近20 a生态环境变化遥感指数分析

随着城市化进程的不断加快，环境保护问题越来越突出，加强生态文明建设也越来越成为城市发展的重心之一，因此快速监测城市生态环境变化显得尤为重要。选取1995年、2005年、2015年Landsat TM/OLI影像为主要数据源，分别提取绿度、湿度、干度、热度4个生态因子作为评估指标，结合主成分分析，生成遥感生态指数（RSEI）,客观、迅速、定量地对皖江城市带近20 a生态环境变化进行分析。结果表明：1995~2015年皖江城市带生态环境质量先降后升，总体呈上升趋势。其中RSEI从1995年的0.710下降至2005年的0.683再升至2015年的0.728，总共上升了2.54%；1995~2015年生态环境恶化区域面积比例由20.03%到14.56%，减少了26.86%；生态环境改善区域面积比例由21.87%到29.39%，增加了34.39%。生态环境恶化区域主要集中在长江沿岸经济发达的扩张型城市和地区；生态环境改善区域主要集中在植被覆盖、注重环境整治、绿化效果显著地区。总的来说，城市生态质量与植被覆盖情况（NDVI）和不透水建筑面积（NDBSI）关系最为密切，城市扩张发展的同时，应该加强生态文明建设，注重环境保护，增加绿化面积，实现城市的可持续发展。 关键词： 皖江城市带；RSEI指数；城市生态；变化检测；主成分分析     

江苏省湖泊遥感监测及10年动态变化分析

以多时相Landsat TM/ETM+影像和HJ CCD影像为数据源，提取江苏省2000、2005及2010年湖泊，分析江苏省湖泊10年的水域面积变化及驱动力。研究结果显示，江苏省湖泊三期水域面积分别为5 90223、5 89191和5 88319 km2，全省湖泊面积整体相对稳定，但单个湖泊变化差异较大，变化最明显的是洪泽湖和白马湖。洪泽湖及白马湖10年的动态变化表明，洪泽湖变化主要位于西南方向，白马湖变化明显的是西南与东北方向。进一步从人为和自然因素对其变化驱动力进行分析，结果表明，10年间洪泽湖和白马湖周边区域气温升高、降水量及入湖水量的减少是造成水面减小的重要自然因素；洪泽湖10年间面积加权的平均拼块分形维数（AWMPFD）变化不大，2000、2005及2010年分别为1161 0、1162 1和1159 0，处于相对稳定状态；白马湖10年间AWMPFD持续下降，从2000年的1274 5到2005年的1239 6，再到2010年的1211 3。因此，人为活动影响及湖周土地利用方式的变化是湖泊水域面积萎缩的重要人为因素     

基于纹理特征的高分辨率遥感影像灾害监测应用

变化检测方法作为遥感信息获取的主要技术手段之一,在灾害监测中已得到了一定应用。然而基于遥感图像灰度信息的变化检测方法,其阈值选取受到传感器和环境因素引起的"伪变化"信息影响。由于纹理特征具有移不变特性,可以利用地物空间结构信息开展变化检测,从而避免图像灰度"伪变化"信息的影响。该文在现有变化检测技术流程之上,通过纹理特征参数的分析,结合基于贝叶斯的图像阈值分割技术,建立了基于纹理特征的高分辨率遥感影像变化检测方法,并应用在汶川地震前后的福卫-2影像,与基于光谱影像的变化检测方法进行了分析对比。     

尾矿库安全稳定空间动态监测方法研究及应用

以尾矿库的科学化风险管控为目标,基于高分遥感、无人机低空航测和三维激光扫描多源空间数据,对尾矿库自身及其周边环境进行了系统化全方位的动态监测分析,为安全生产和监督管理人员提供数据支撑和决策支持。一方面利用多源数据进行周期性监测数据分析,提取尾矿库安全生产运行关键性指标,建立关键性指标长时间序列数据库,实现对尾矿库安全运行态势和风险的把控;另一方面划定尾矿库安全生产红线,利用遥感影像变化检测技术对尾矿库周边环境进行大面积智能化的动态监测,获取红线范围内的变化信息,进一步分析周边环境变化对于尾矿库安全稳定性的影响。以攀枝花市万年沟尾矿库为示范区域,综合利用多源数据开展尾矿库安全动态监测应用研究,结果表明,万年沟尾矿库在监测期间自身运行态势平稳,周边环境变化较小,整体相对比较稳定。这验证了基于多源数据的尾矿库安全动态监测的有效性和可行性,也表明了利用该技术可以有效掌握尾矿库的安全态势,提高尾矿库安全监测效率,进一步完善尾矿库安全监测技术体系。     

基于3S技术的青藏公路改建工程环境影响评价方法

通过青藏公路格尔木至拉萨段改建完善工程的环境影响评价实践,凝练出以Landsat7 ETM+、Landsat5 TM、Geoeye等遥感影像为数据源,采用数据融合、GIS空间分析、光谱差值法和目视判读法等方法,对施工前后公路沿线土地利用变化信息进行提取,并构建干扰斑块数量、干扰强度和干扰幅度等评价大型线性工程施工期干扰强度的新指标和新思路.结果表明,研究区域内土地利用类型的变化主要是高寒草甸向裸地或建筑的转变,同时也提取出少量植被恢复斑块.变化斑块集中分布在公路两侧10~50m范围内,对区域干扰幅度较小.通过工程监理与实地考察数据的验证,该方法能准确提取评价区域土地利用变化斑块,提出的干扰指标能有效提高变化信息的分析精度.     

基于改进U-Net网络与联合损失函数的海南自然保护区高分辨率遥感变化检测模型

海南自然保护区遥感监测对森林资源监测、生态保护及热带亚热带地表研究具有重要意义。基于深度学习方法,针对海南省自然保护区大范围变化检测问题,对U-Net网络结构进行了改进,在每一个卷积层后加入标准化层,以跳线连接的形式将原有卷积模块改进为优化模块,同时在编码器底端添加金字塔池化模块以更好提取全局信息,形成了改进U-Net网络模型。模型训练采用基于交叉熵损失函数和广义骰子损失函数构建的联合损失函数,配合多种优化策略实现端到端的地物变化信息提取。该模型应用于公开数据集和研究构建的海南自然保护区数据集的变化检测任务,总体精度分别为97.21%(Kappa系数0.88)和95.12%(Kappa系数0.90),相比原始U-Net效果提升显著。     

基于高分遥感的危险化学品重大危险源安全布局动态管控研究*

为遏制危险化学品重特大安全事故，解决传统安全监测手段的空间局限性问题，结合高分遥感与数值模拟技术，开展危险化学品重大危险源区域安全布局动态管控研究。利用数值模拟技术模拟并确定危险化学品重大危险源重点管控范围；基于高分遥感影像提出适用于危险化学品重大危险源安全布局动态管控的变化检测方法，动态监测安全防护范围内的建筑、道路等人工构筑物的变化情况，严控事故影响范围内的人工构筑物密度；以内江市隆桥化工为实例开展示范应用。结果表明:高分遥感技术能够高效监测危险化学品重大危险源安全防护范围内的工程建设情况，有助于危险化学品企业保持足够的外部安全防护距离，降低危险化学品重特大安全事故风险。     

建筑物震害遥感图像的变化检测与震害评估

随着卫星遥感成为一种便捷的信息源，遥感手段将能在震害快速评估中发挥重要的作用。本文详细介绍了地震前后遥感图像的变化检测方法，并以张北地震为例，经精确配准，利用定性显示和定量计算的方法，对地震前后张北地震区的SAR图像进行了变化检测处理，确定了村庄建筑物的地震破坏及震害程度,为利用遥感图像检测建筑物的地震破坏进行了有益的探索。     

一种基于集成学习的城市新增建设用地快速提取方法

城市新增建设用地是热岛效应调控、大气污染和扬尘管控、生态服务变化的重要指示信息。为准确提取新增建设用地,提出一种运用多时相Sentinel遥感数据和集成学习算法的城市新增建设用地快速提取方法。基于多时相Sentinel-1和Sentinel-2遥感影像提取光谱特征、纹理特征和后向散射特征,进行面向对象分割、全域均值滤波和归一化后得到组合特征集,运用随机森林、旋转森林、支持向量机和极限学习机多分类器集成学习进行分类来提取新增建设用地。提取了南京市2017年4月至10月间的新增建设用地并统计了各行政区分布的面积,提取整体精度达0. 95,Kappa系数达0. 88。相比与基于像素方法,面向对象技术可有效降低"椒盐现象",提高斑块完整性;与分类后提取方法比较,直接变化提取方法可减少误差产生环节及误差累积,从而降低系统误差,提高提取精度。     

顾及空间自相关性的高分遥感影像中建设用地的变化检测

在中国城市化的进程中,建设用地常常连片分布,其开发在空间上具有明显的聚集性,表现出较强的空间自相关性,这在高空间分辨率的遥感图像中更加明显。基于2016年、2017年两期南京市域内的北京2号3.2 m多光谱遥感图像,对比分析了引入变化向量的空间自相关指数作为图像特征后建设用地遥感变化检测的性能。首先提取遥感图像光谱变化向量的局部G指数、Moran's I和Geary's C三个典型空间自相关指数,然后确定适用于变化检测的最优空间间隔（Lag）范围和最优自相关指数。结果表明：（1）光谱变化向量在空间上具有显著的正相关性。（2）全局Moran's I和半方差函数相结合可以确定最优的Lag范围。（3）在光谱变化向量的基础上加入局部G指数和局部Moran's I能够提高检测精度,F1分数表明前者优于后者。（4）在光谱变化向量的基础上加入最优Lag范围内的局部G指数作为附加图像特征,F1分数比只使用光谱变化向量提高了20%以上。融合空间自相关信息,特别是多尺度局部G指数作为遥感图像特征可有效地提高连片区域建设用地的变化检测精度。