《基於多時相遙感影像的亞像元級地表水變化監測研究》是依託西北大學，由黃昌擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於多時相遙感影像的亞像元級地表水變化監測研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：黃昌
- 依託單位：西北大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
對地表水的動態監測往往需要基於多時相的遙感影像進行，而鑒於中低解析度影像在時間解析度上的優勢，它們在此類研究中的作用不容忽視。但是，它們相對較低的空間解析度又使得監測的精度因混合像元問題而大受影響。基於單個時相遙感影像的混合像元分解和亞像元製圖是當前處理這類問題的常規方法，但這類方法在效率、精度、監測結果的穩定性上存在不足。本項目以NPP-VIIRS數據為例，探索基於多時相遙感影像在亞像元尺度上監測地表水動態變化的方法。該方法結合變化檢測方法中的光譜變化向量分析法與線性光譜混合模型，探索混合像元內水體豐度變化的監測方法，然後通過結合多時相的水體分布信息改進亞像元製圖算法，從而最終實現地表水降尺度監測的完整流程。本研究結合野外調查、高解析度遙感影像解譯，對所提出方法的精度和適用性進行論證。研究成果將豐富地表水遙感降尺度監測的方法體系，促進中低解析度遙感數據在地表水體動態監測研究中的套用。
結題摘要
以Suomi NPP-VIIRS為代表的低空間解析度遙感數據由於具有較高的時間解析度，依然在地表水遙感監測研究中發揮重要作用。面對傳統混合像元分解與重構方法在亞像元級別的水體提取與製圖方面穩定性和精度不足的問題，本項目探索基於多個時相的遙感影像探測亞像元尺度上地表水的動態變化檢測方法，主要研究內容包括不同類型地表水體的光譜分析，面向水體動態變化的變化向量分析，藉助輔助信息的地表水體混合像元分解與亞像元製圖研究，面向水體動態變化監測的多時相多源遙感數據時空融合研究等，取得的主要成果如下： （1）對基於光學遙感影像進行地表水探測、提取以及動態監測的相關研究進展進行了全面的梳理和細緻的分析，分別從不同感測器類型、不同水體提取方法以及多時相水體動態監測方面進行了詳細的文獻綜述，對相關研究領域取得的重要進展和面臨的主要挑戰進行了系統的闡述，為地表水遙感研究的深入開展打下紮實的基礎。 （2）分析了水體在不同渾濁度下的光譜特徵的差異性，基於疊合光譜圖選擇最優波段進行變化向量分析，確定變化向量強度和方向與水體變化之間的對應關係，最佳化相應的閾值，實現多時相的水體動態變化監測。 （3）開發了以歷史地表水動態產品為輔助的地表水體混合像元分解與亞像元製圖方法，以歷史永久水體為參考，實現了基於Suomi NPP-VIIRS影像自動提取水體和陸地端元進行混合像元解混，以歷史水體質心為吸引力中心，改進了水體亞像元製圖方法，實現亞像元級別的水體範圍的精確反演。 （4）基於影像時空融合模型理論，開發了面向水體動態變化監測的多時相多源遙感影像融合模型，融合多個時相Suomi NPP-VIIRS和Landsat的水體指數圖像，獲得兼具高空間解析度和高時間解析度的地表水動態監測結果，相比於傳統的時空融合方式，在精度和效率上均有明顯提高。 以上研究成果是對遙感監測地表水動態的時空尺度問題的有益探索，對於豐富地表水遙感研究的相關理論和方法、促進多源遙感數據在水文水資源研究中的套用，具有重要意義。
