适用于城市洪水的水体提取方法对比与分析

发布时间：2021-02-12 02:52

　　洪水是最具破坏性的自然灾害之一。近几十年来,由于全球变暖和大规模的城市化,城市洪水灾害变得更加频繁,且令人们难以预测和防范,危害性日益加剧。遥感技术具有快速、大空间范围、低成本和高效的对地探测能力,在洪水灾害监测中具有巨大的应用潜力。由于城市建筑（如阴影、道路和其他黑暗物体）等低反照率地物的影响及城市景观的复杂性造成难以精准提取城市洪水。因此准确提取城市洪水信息对于监测城市洪水灾害具有重大现实意义。因此,利用Landsat 8 0LI影像,以2016年武汉城市洪水灾害为例,选取城市洪水泛滥区的"湖泊""河流""湖泊河流交汇处"3个区域为典型样区,选用归一化差值水体指数（NDWI）、改进型归一化差值水体指数（MNDWI）、增强型水体指数（EWI）、新型水体指数（NWI）、修订型归一化水体指数（RNDWI）和利用Band1与Band7归一化差分水体指数（NEW）等6种常见水体指数,以大津阈值法估算水与非水地物的分割阈值,对城市洪水范围进行提取,并将洪水提取结果和支持向量机（SVM）监督分类结果对比分析。结果表明,在城市河流洪水泛滥区提取水体效果好的方法依次为EWI> NWI> ... 

【文章来源】：地下水. 2020,42(05)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

研究区域示意

其中，Landsat 8 OLI包括9个波段，除全色波段为15 m分辨率外，其余可见光、近红外波段空间分辨率为30 m。由于遥感影像受成像时刻的大气散射、太阳光照和传感器状态等因素影响，导致相同地物目标在不同时相遥感影像上的辐亮度或反射率光谱不一致[18]。因此首先借助OLI传感器的辐射定标参数对原始影像进行辐射定标，将原始影像DN值转化为像元辐射亮度值。再以FLAASH模型对影像进行大气校正，从而将辐射亮度值转化为地表表观反射率[19]。2 研究方法

利用水体指数提取洪水信息，需要进行如下步骤，研究流程图如图3所示。首先需要对Landsat影像进行辐射定标和大气校正预处理，再通过6种常用水体指数进行水体信息提取，然后利用大津阈值法对水体指数提取图进行阈值分割，提取水体和非水体。再次通过结合同期Google earth对Landsat 8 OLI数据进行SVM监督分类，分为水体和非水体。最后将阈值分割结果和监督分类结果进行目视和误差矩阵评估。2.1 水体指数法

【参考文献】：
期刊论文
[1]长时序Landsat数据辐射校正方法对比研究[J]. 邓琳,胡勇,黄健,李婷婷.  航天返回与遥感. 2018(05)
[2]基于FLAASH模型的SPOT6卫星影像大气校正及评价[J]. 杨亚莉,赵宁,成晓倩.  现代测绘. 2015(02)
[3]基于Landsat TM影像的水体信息提取[J]. 刘桂林,张落成,刘剑,李广宇.  中国科学院大学学报. 2013(05)
[4]环境一号卫星影像中水体信息提取方法研究[J]. 王秋燕,陈仁喜,徐佳,陈犀力.  科学技术与工程. 2012(13)
[5]Kappa系数在干旱预测模型精度评价中的应用——以关中平原的干旱预测为例[J]. 许文宁,王鹏新,韩萍,严泰来,张树誉.  自然灾害学报. 2011(06)
[6]基于LBV变换与多分辨率分析的水体提取研究[J]. 胡兵,杨敏华,刘璇.  测绘信息与工程. 2011(05)
[7]不同指数模型提取ALOS AVNIR-2影像中水体的敏感性和精度分析[J]. 熊金国,王世新,周艺.  国土资源遥感. 2010(04)
[8]利用TM影像Band1与Band7提取水体信息[J]. 肖艳芳,赵文吉,朱琳.  测绘科学. 2010(05)
[9]基于TM影像的平原湖泊水体信息提取的研究[J]. 杨莹,阮仁宗.  遥感信息. 2010(03)
[10]一种基于遥感数据快速提取水体信息的新方法[J]. 丁凤.  遥感技术与应用. 2009(02)

博士论文
[1]高分辨率遥感影像面向对象分类方法研究[D]. 陈杰.中南大学 2010
[2]中国灾害综合管理机制构建研究——以风暴潮灾害为例[D]. 赵领娣.中国海洋大学 2003

硕士论文
[1]基于Landsat影像的1987-2016年武汉市湖泊面积动态变化分析[D]. 喻晓娟.东华理工大学 2018



本文编号：3030137