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Phenological metrics-based crop classification using hj-1 ccd images and Landsat 8 imagery

International Journal of Digital Earth 2018年第12期11卷 1219-1240页

作者： Xiaochun Zhang Qinxue Xiong Liping Di Junmei Tang Jin Yang Huayi Wu Yan Qin Rongrui Su Wei Zhou State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science Wuhan UniversityWuhanPeople’s Republic of China College of Agriculture Yangtze UniversityJingZhouPeople’s Republic of China Center for Spatial Information Science and Systems(CSISS) George Mason University(GMU)FairfaxVAUSA Institute of Remote Sensing and Digital Earth Chinese Academy of SciencesBeijingPeople’s Republic of China State Key Laboratory of Information Engineering in Surveying Mapping and Remote SensingWuhan UniversityWuhanPeople’s Republic of China Jingzhou Agricultural Meteorologic Trial Station JingzhouPeople’s Republic of China

Crop type data are an important piece of information for many applications in *** crop type using remote sensing is not easy because multiple crops are usually planted into small parcels with limited availability of satellite images due to weather *** this research,we aim at producing crop maps for areas with abundant rainfall and small-sized parcels by making full use of Landsat 8 and hj-1 charge-coupled device(ccd)*** masked out non-vegetation areas by using Landsat 8 images and then extracted a crop map from a longterm time-series of hj-1 ccd satellite images acquired at 30-m spatial resolution and two-day temporal *** increase accuracy,four key phenological metrics of crops were extracted from time-series Normalized Difference Vegetation Index curves plotted from the hj-1 ccd *** phenological metrics were used to further identify each of the crop types with less,but easier to access,ancillary field survey *** used crop area data from the Jingzhou statistical yearbook and 5.8-m spatial resolution ZY-3 satellite images to perform an accuracy *** results show that our classification accuracy was 92%when compared with the highly accurate but limited ZY-3 images and matched up to 80%to the statistical crop areas.

关键词： Crop type classification multi-temporal satellite images hj-1 ccd

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基于MODIS数据辅助的hj-1 ccd数据大气校正方法

基于MODIS数据辅助的HJ-1 CCD数据大气校正方法

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第十七届中国遥感大会

作者：张红梅赵元凌南昌工程学院水利与生态工程学院武汉大学遥感信息工程学院

提出一种基于MODIS数据辅助的hj-1 ccd影像数据大气校正方法。该方法借助MODIS的2.13μm波段数据拾取暗像元,设定暗像元红、蓝波段的地表反射率初值,再反演气溶胶光学厚度,从而克服难于从hj-1 ccd影像数据本身估算气溶胶光学厚度的难题... 详细信息

提出一种基于MODIS数据辅助的hj-1 ccd影像数据大气校正方法。该方法借助MODIS的2.13μm波段数据拾取暗像元,设定暗像元红、蓝波段的地表反射率初值,再反演气溶胶光学厚度,从而克服难于从hj-1 ccd影像数据本身估算气溶胶光学厚度的难题。文中以实际的hj-1 ccd影像数据对该方法进行了实验验证。在气溶胶光学厚度估算方面,该方法估算的值与AERONET提供的气溶胶数据基本一致。在大气校正结果方面,在该方法校正后的影像上提取的典型地物的反射率与同类典型地物实测光谱数据也基本一致,说明此大气校正方法能够比较有效的消除大气程辐射的影响,恢复地物本身的反射特征。由于没有考虑地物反射的方向性及邻近效应,故该方法更适合内陆水域的大气校正。

关键词： hj-1 ccd AOT 大气校正暗像元法

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MODIS红外波段协同的hj-1 ccd气溶胶光学厚度反演试验研究

MODIS红外波段协同的HJ-1 CCD气溶胶光学厚度反演试验研究

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第十六届中国环境遥感应用技术论坛

作者：张自力于海燕胡尊英周斌韩明春浙江省环境监测中心

暗像元法（Dense Dark Vegetation,DDV）是目前具有代表性的气溶胶光学厚度（AOD）反演算法,在高植被覆盖区反演精度较高。hj-1 ccd数据较MODIS数据具有较高的空间分辨率,但波段设置较少、波谱分辨率较粗,缺少中红外波段的不足,根据环... 详细信息

暗像元法（Dense Dark Vegetation,DDV）是目前具有代表性的气溶胶光学厚度（AOD）反演算法,在高植被覆盖区反演精度较高。hj-1 ccd数据较MODIS数据具有较高的空间分辨率,但波段设置较少、波谱分辨率较粗,缺少中红外波段的不足,根据环境卫星和Terra卫星过境时期基本一致的特点,利用同一天过境的MODIS红外波段数据估算暗像元及地表反射率,通过窄宽波段转换,确定对应hj-1 ccd对应波段的地表反射率,并经辐射传输模拟得到耵一1 ccd相应波段的气溶胶光学厚度。试验结果表明该算法能够利用MODIS和hj-1 ccd协同反演气溶胶光学特性,但在反演精度和反演算法稳定性方面有待提高。

关键词： hj-1 ccd MODIS 气溶胶光学厚度协同

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基于hj-1 ccd影像的水体信息提取研究及三峡水库蓄水动态监测

基于HJ-1 CCD影像的水体信息提取研究及三峡水库蓄水动态监测

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第十七届中国遥感大会

作者：祝令亚李杏朝中国资源卫星应用中心

2009年9月15日,三峡水库开始向最终水位175米试验性蓄水。此次蓄水,整个工程将接受全面检验,因此必须做好蓄水的过程监控,积极做好防范工作。本文以hj-1 ccd影像为数据源,以三峡水库坝前水体为研究区域,基于水体光谱特征分析,对阈值法... 详细信息

2009年9月15日,三峡水库开始向最终水位175米试验性蓄水。此次蓄水,整个工程将接受全面检验,因此必须做好蓄水的过程监控,积极做好防范工作。本文以hj-1 ccd影像为数据源,以三峡水库坝前水体为研究区域,基于水体光谱特征分析,对阈值法、多波段法、归一化水体指数(NDWI)等水体信息提取方法的效果进行了试验,确定了最佳提取模型。在此基础上,应用多时相遥感影像,对三峡水库175m试验性蓄水过程中的坝前水体面积变化及淹没情况进行了动态监测,为三峡工程蓄水试验的影响评估提供基础信息支撑。

关键词： hj-1 ccd 水体信息提取三峡水库蓄水动态监测

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hj-1星ccd相机多点法交叉定标研究

HJ-1星CCD相机多点法交叉定标研究

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作者：汪左福建师范大学

学位级别：硕士

卫星传感器的绝对辐射定标是遥感数据定量化应用的前提和基础。为了提高hj-1星ccd相机的数据质量、利用率及其定量化应用的水平,需要对hj-1星ccd相机进行高精度高时效的绝对辐射定标。针对目前hj-1星ccd相机辐射定标方法单一、缺乏可信... 详细信息

卫星传感器的绝对辐射定标是遥感数据定量化应用的前提和基础。为了提高hj-1星ccd相机的数据质量、利用率及其定量化应用的水平,需要对hj-1星ccd相机进行高精度高时效的绝对辐射定标。针对目前hj-1星ccd相机辐射定标方法单一、缺乏可信的在轨定标系数偏移量的研究现状,本文开展了hj-1星ccd相机的多点法交叉定标技术研究。具体研究内容包括以下三个方面：(1)改进了交叉定标公式,改进后的公式将光谱匹配因子定义为目标传感器与标准传感器归一化表观反射率之比,使得交叉定标公式更加简洁和实用。然后概括了交叉定标的具体操作流程。(2)分析了交叉定标的不确定性来源与大小,并在此基础上讨论了交叉定标中利用非实测数据替代实测数据的各种替代措施的可行性。通过分析,得出：海拔设置、大气参量设置、历史地表光谱替代等因素对光谱匹配因子的影响很小(水汽含量设置对近红外波段光谱匹配因子的影响稍大);同类型地物光谱替代需要考虑地物的实际类型;地表二向反射特性对光谱匹配因子的影响很大。另外,本文发现了一致的观测几何下光谱匹配因子不确定性最小的性质,这一发现为高精度交叉定标提供了另一种可能性。(3)进行了hj-1星ccd相机的多点法交叉定标,得到了在轨定标系数(包括增益和偏移量),并通过表观产品的真实性检验证明了多点法交叉定标结果的可靠性。

关键词：交叉定标多点法不确定性分析 hj-1 ccd

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基于hj-1ccd的滇池蓝藻水华遥感监测与年度统计分析研究

基于HJ-1CCD的滇池蓝藻水华遥感监测与年度统计分析研究

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第十六届中国环境遥感应用技术论坛

作者：朱利环境保护部卫星环境应用中心

本文介绍了滇池蓝藻水华的日常遥感监测的方法与流程,开展了基于日常监测的年度统计分析,为水华环境管理提供了科学依据。研究首先分析了蓝藻水华与正常水体的光谱差异,利用蓝藻水华在近红外波段的"陡坡效应",基于NDVI方法开展水华日常... 详细信息

本文介绍了滇池蓝藻水华的日常遥感监测的方法与流程,开展了基于日常监测的年度统计分析,为水华环境管理提供了科学依据。研究首先分析了蓝藻水华与正常水体的光谱差异,利用蓝藻水华在近红外波段的"陡坡效应",基于NDVI方法开展水华日常遥感监测。接着基于日常监测开展水华年度统计分析,获得水华最早发生日期、最晚发生日期、最大发生面积等,并以水华发生频率、水华起始日期和水华持续时间,来分析滇池一年内高发区、发展趋势及持续时间等时空分布规律。研究表明:2010年滇池水华的高发区域在外海北部区域和东北部分区域,水华持续天数最长的区域是外海北部沿岸和东北部沿岸区域,水华先在最早出现滇池外海北部沿岸、东北部沿岸部分区域以及西南沿岸区域,随时间推移水华逐步向整个外海北部区域扩散,10月外海东部沿岸从北到南开始出现大面积水华,至扩散到整个外海南部水域。

关键词：蓝藻水华 hj-1 ccd NDVI 年度统计分析滇池

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甘蔗种植区域空间识别提取与面积遥感估算研究

甘蔗种植区域空间识别提取与面积遥感估算研究

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作者：周振浙江大学

学位级别：硕士

农作物的种植空间信息、种植面积以及产量等信息是农情信息监测的基础。及时准确的监测农作物种植空间分布及其种植面积能够辅助政府及相关职能部门科学合理的调整农作物种植结构、制定农作物生产政策等。传统的作物估产方法主要是通过... 详细信息

农作物的种植空间信息、种植面积以及产量等信息是农情信息监测的基础。及时准确的监测农作物种植空间分布及其种植面积能够辅助政府及相关职能部门科学合理的调整农作物种植结构、制定农作物生产政策等。传统的作物估产方法主要是通过调查统计的方式,根据自下而上的统计报表,其统计数据不仅时效性较差,而且人为因素影响较大,信息的准确度也无法保证。近年来,很多用于国土资源调查、土地确权、农作物估产以及防灾减灾的卫星陆续投入应用。遥感具有覆盖范围广、重访周期短、丰富的存档资料以及较高的时效性,现阶段已广泛应用于农作物种植空间信息识别和种植面积估算等领域。本研究选择我国南方四省、地市(广西、云南、海南和广东湛江市)为研究区,利用国产环境减灾小卫星(hj-1A/1B)的多时相数据,系统研究了适用于该区域的甘蔗种植面积遥感提取方法。作者研究了基于面向对象与AdaBoost数据挖掘算法相结合的方法在典型研究区内用于提取甘蔗种植空间分布信息,并利用基于植被指数阈值的决策树分类方法对整个研究区内的甘蔗种植空间信息进行了识别,最后对甘蔗种植面积遥感提取结果进行了精度评价。研究得出以下主要结果：(1)收集、整理了一套用于中国南方甘蔗种植空间信息识别的完整数据集：hj-1 ccd数据、Landsat-8 OLI数据以及SRTM DEM遥感数据;甘蔗种植区样本数据(GPS数据)以及甘蔗生育期等相关辅助数据。(2)通过基于面向对象和AdaBoost数据挖掘算法相结合的方法对典型研究区内的甘蔗种植区域进行空间识别和种植面积遥感估算,并利用混淆矩阵对分类结果进行了精度验证,总体分类精度达到93.60%,Kappa系数为0.85;通过对遥感估算面积结果与当年统计部门数据进行比较发现,遥感估算精度达97.68%,证明该方法适用于甘蔗遥感识别。(3)通过基于植被指数阈值决策树的分类方法对广西、云南、海南、广东湛江地区的甘蔗种植区域进行了空间种植信息识别和种植面积遥感估算,结合农业部门统计数据对遥感估算结果进行了精度评价,总体精度达到90.09%。

关键词：甘蔗 hj-1 ccd AdaBoost算法遥感面积估算

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基于MODIS和hj-1数据的赤潮遥感监测

基于MODIS和HJ-1数据的赤潮遥感监测

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作者：陈曦福州大学

学位级别：硕士

MODIS等水色遥感数据具备覆盖范围广、获取时间快、与地球同步等特点,在海洋动态监测及生产力评估等方面取得了不错的应用,近年来国内近海水域小面积赤潮频发,MODIS数据1km的空间分辨率无法满足监测的需求,hj-1卫星数据30m空间分辨率能... 详细信息

MODIS等水色遥感数据具备覆盖范围广、获取时间快、与地球同步等特点,在海洋动态监测及生产力评估等方面取得了不错的应用,近年来国内近海水域小面积赤潮频发,MODIS数据1km的空间分辨率无法满足监测的需求,hj-1卫星数据30m空间分辨率能在一定程度上弥补其不足。本文以福建厦门、浙江温州近海水域为研究区域,综合利用MODIS、hj-1卫星数据,开展小面积赤潮监测研究。主要内容如下：(1)赤潮水体特征参数提取及赤潮水体时空变化分析。利用MODIS数据提取叶绿素a浓度(chl-a)、海水表面温度(SST)、反射率(Rrs)比值、归一化离水辐射率(nLw)比值等赤潮监测特征参数,分析它们的变化规律,结果表明赤潮水体各特征参数均大于非赤潮水体,水体特征参数在赤潮发生时变化明显,有明显拐点;chl-a赤潮发生前基本没有变化,赤潮发生时急剧升高,赤潮退去后平稳下降;SST变化平稳;Rrs比值、nLw比值在赤潮严重时有极大值。chl-a是赤潮监测的最佳特征,其次是Rrs比值、nLw比值,SST只能用于赤潮的辅助判别。(2)厦门海域hj-1 ccd数据叶绿素a浓度反演模型的建立与验证。利用hj-1 ccd数据,结合实测水体光谱及叶绿素a浓度数据,建立了hj-1 ccd数据叶绿素a浓度反演本地化模型：chla=100.15-3.488,R=log10 (b1/b2),并用实测叶绿素a浓度数据对模型进行精度验证,相关系数达到0.8147,以此反演2011年时间序列的叶绿素a浓度,为赤潮监测提供了空间分辨率更高的数据。(3) MODIS和hj-1 ccd叶绿素a浓度对比与光谱归一化。对MODIS、 hj-1 ccd反演的叶绿素a浓度进行对比,结果表明基于MODIS数据经验算法反演的叶绿素a浓度偏高;hj-1 ccd叶绿素a浓度反演结果更准确,但时序不完整。为消除两者的差异,提出光谱归一化的方法进行修正,结果表明光谱归一化在提高两种数据一致性方面的作用有限。(4)叶绿素a浓度特征级融合及分析。基于自适应加权平均法和改进型时空自适应反射率融合模型(E-STARFM),对MODIS和hj-1 ccd叶绿素a浓度数据进行融合,而后对融合结果进行分析。自适应加权平均法能有效提高数据的空间覆盖,但不能提高数据的空间分辨率;E-STARFM模型效果融合结果基本保持了hj-1 ccd的空间分辨率,补足了hj-1 ccd叶绿素a浓度在时间上的缺失。最后利用叶绿素a浓度的时间序列提取了赤潮信息,其结果在赤潮发生、消退时间,位置,规模上与实际情况一致。

关键词：赤潮监测叶绿素a浓度 hj-1 ccd 光谱归一化特征级融合

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大气校正开展与否和NDVI闽值选取对绿潮面积遥感提取精度的影响

大气校正开展与否和NDVI闽值选取对绿潮面积遥感提取精度的影响

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中国灾害防御协会风险分析专业委员会第六届年会

作者：孙立娥崔廷伟秦平崔文连国家海洋局第一海洋研究所青岛市环境监测中心站中国海洋大学

本文利用hj-1 ccd数据,研究了卫星光学遥感数据的大气校正与否和归一化差值植被指数(ND VI,Normalized Difference Vegetation Index)阈值选取对绿潮面积遥感提取精度的影响。研究发现:(1)大气校正后,绿潮和海水混合样本区的标准差较校... 详细信息

本文利用hj-1 ccd数据,研究了卫星光学遥感数据的大气校正与否和归一化差值植被指数(ND VI,Normalized Difference Vegetation Index)阈值选取对绿潮面积遥感提取精度的影响。研究发现:(1)大气校正后,绿潮和海水混合样本区的标准差较校正前变大,更有利于绿潮信息提取;(2)绿潮面积随NDVI阈值的变化基本呈线性关系,所选8景影像的拟合斜率在0.47-8.91之间,阈值变化引起的绿潮提取面积变化在12%0%之间,因此,如何选择合适的阈值对于准确提取绿潮面积至关重要。

关键词：绿潮 hj-1 ccd 大气校正 NDVI阈值精度影响

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