基于多光譜遙感影像的城市河道水體異常檢測方法研究
發(fā)布時間:2021-02-07 08:04
近年來,城市水環(huán)境問題越來越受到重視。對城市河道水體水質(zhì)開展長效管理、有效監(jiān)測和綜合治理,具有重要意義。除了使用河道水質(zhì)監(jiān)測站對河道水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測之外,利用衛(wèi)星遙感影像資料對城市河道大范圍水質(zhì)時空分布狀況及水體異常進(jìn)行監(jiān)測、分析和報警,是人工檢測和監(jiān)測站監(jiān)測的有益補(bǔ)充。本學(xué)位論文借助多光譜遙感監(jiān)測范圍大、地面分辨率較高等特點(diǎn),開展了基于多光譜遙感影像的城市河道水體異常檢測方法研究,旨在利用衛(wèi)星影像信息,從空間、時間尺度上,研判出河道水體岸線變化、水質(zhì)在多光譜影像中有表現(xiàn)的異常,為城市河道管理部門提供信息支持。論文著重研究了城市河道的水體(水域)提取、兩時相岸線變化檢測、水質(zhì)空間異常檢測以及兩時相影像水質(zhì)異常變化檢測等相關(guān)問題,對河道岸線變化、在多光譜上有體現(xiàn)的泥沙污染及黑臭廢水污染等綜合水質(zhì)異常進(jìn)行了檢測分析與驗(yàn)證。論文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:(1)研究了適用于多光譜遙感影像的城市河道水體(水域)提取及兩時相岸線變化檢測方法。在進(jìn)行水體遙感檢測數(shù)據(jù)定標(biāo)、校正、影像融合等預(yù)處理之后,利用目標(biāo)河道地理位置相對固定等先驗(yàn)知識,研究了應(yīng)用水體指數(shù)法計算歸一化差異水體指數(shù)、從遙感影像中辨別水域和背...
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:116 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 水質(zhì)遙感技術(shù)簡介
1.2.2 基于遙感的水體提取方法研究現(xiàn)狀
1.2.3 基于遙感的水體異常檢測方法研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內(nèi)容
1.3.1 研究課題的提出
1.3.2 主要研究內(nèi)容和章節(jié)安排
1.4 本章小結(jié)
第二章 水質(zhì)遙感監(jiān)測技術(shù)的原理和方法
2.1 水質(zhì)遙感監(jiān)測技術(shù)
2.1.1 水質(zhì)遙感監(jiān)測原理
2.1.2 遙感影像水體提取一般方法
2.1.3 遙感數(shù)據(jù)類型
2.2 基于多光譜遙感進(jìn)行城市河道水體異常檢測的研究思路
2.2.1 基于多光譜遙感進(jìn)行城市河道水體異常檢測的流程
2.2.2 河道水體異常檢測方法性能評估
2.3 本章小結(jié)
第三章 城市河道水體提取與兩時相岸線變化檢測
3.1 概述
3.2 多光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理
3.2.1 輻射定標(biāo)
3.2.2 大氣校正
3.2.3 幾何校正
3.2.4 影像融合
3.3 河道水體提取
3.3.1 水體指數(shù)法及面向?qū)ο蠓诸惙ㄔ诔鞘泻拥浪w提取中的適用性
3.3.2 基于水體指數(shù)和區(qū)域生長法的城市河道水體提取方法
3.3.3 實(shí)驗(yàn)案例與結(jié)果分析
3.4 兩時相河道岸線變化檢測
3.4.1 兩時相影像河道岸線配準(zhǔn)
3.4.2 水體區(qū)域比較及岸線變化檢測
3.4.3 檢測實(shí)驗(yàn)案例與結(jié)果分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 空間尺度上的城市河道水質(zhì)異常檢測方法研究
4.1 概述
4.2 河道水質(zhì)空間異常檢測問題研究
4.2.1 針對平面空間中異常檢測的二維滑動窗方法
4.2.2 基于多元高斯分布的雙閾值異常檢測算法
4.2.3 形態(tài)學(xué)后處理
4.3 檢測實(shí)驗(yàn)案例與結(jié)果分析
4.3.1 人為添加異常區(qū)域?qū)嶒?yàn)
4.3.2 實(shí)際廢水及泥沙污染案例
4.3.3 討論分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 基于兩時相遙感影像的城市河道水質(zhì)異常檢測方法研究
5.1 概述
5.2 不同時相影像分析
5.3 基于遙感的兩時相變化檢測現(xiàn)有方法
5.4 兩時相影像不變背景區(qū)域提取
5.4.1 主成分分析法和獨(dú)立成分分析法的基本原理
5.4.2 使用主成分分析法粗提取不變背景
5.4.3 使用獨(dú)立成分分析法進(jìn)一步剔除變化背景
5.5 兩時相影像河道水質(zhì)異常變化檢測
5.5.1 建立線性回歸模型校正待檢測影像
5.5.2 根據(jù)不變背景的統(tǒng)計特性檢測異常
5.6 檢測實(shí)驗(yàn)案例與結(jié)果分析
5.6.1 河段中部分區(qū)域產(chǎn)生水質(zhì)異常
5.6.2 河段整體產(chǎn)生水質(zhì)異常
5.6.3 河段中基本無水質(zhì)異常產(chǎn)生
5.6.4 討論分析
5.7 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 論文工作總結(jié)
6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個人簡歷
攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于GF-1遙感數(shù)據(jù)的城市水體信息提取方法研究[J]. 趙慧童,王萍,張娜,孫俊嬌. 測繪與空間地理信息. 2017(10)
[2]基于高分影像的城市黑臭水體遙感識別:以南京為例[J]. 溫爽,王橋,李云梅,朱利,呂恒,雷少華,丁瀟蕾,苗松. 環(huán)境科學(xué). 2018(01)
[3]基于高分二號衛(wèi)星融合數(shù)據(jù)的城鎮(zhèn)黑臭水體遙感監(jiān)測研究[J]. 靳海霞,潘健. 國土資源科技管理. 2017(04)
[4]基于GF-1 WFV影像的渾河懸浮物濃度和濁度遙感反演研究[J]. 許鵬,杜萍,申茜,徐智邦. 沈陽師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(02)
[5]落實(shí)綠色發(fā)展理念 全面推行河長制河湖管理模式[J]. 陳雷. 水利發(fā)展研究. 2016(12)
[6]飲用水有機(jī)污染物的三維熒光光譜檢測與分析方法[J]. 陳方,張曉燕,黃平捷,侯迪波,張光新,趙佳佳,何紀(jì)平. 浙江大學(xué)學(xué)報(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版). 2016(03)
[7]多光譜遙感影像濕地水體提取方法綜述[J]. 邱煌奧,程朋根,甘田紅,廖江,趙無雙. 江西科學(xué). 2016(01)
[8]淺談城區(qū)河道岸線利用存在的問題及保護(hù)對策[J]. 王德維,周云,冉四清,程建敏. 中國水運(yùn)(下半月). 2016(02)
[9]協(xié)同利用高光譜與多光譜遙感技術(shù)提取油氣異常信息[J]. 劉佳,汪大明,劉德長,鄭鴻瑞,李志忠,隋正偉. 地球科學(xué)(中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報). 2015(08)
[10]面向內(nèi)陸水環(huán)境監(jiān)測的GF-1衛(wèi)星WFV數(shù)據(jù)特征評價[J]. 梁文秀,李俊生,周德民,申茜,張方方. 遙感技術(shù)與應(yīng)用. 2015(04)
博士論文
[1]高光譜水質(zhì)遙感監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 胡興堂.中國科學(xué)院研究生院(遙感應(yīng)用研究所) 2006
碩士論文
[1]基于自適應(yīng)最小距離分類的信陽市水功能區(qū)水質(zhì)遙感監(jiān)測方法研究[D]. 朱培樂.鄭州大學(xué) 2018
[2]基于GF-1影像的鄱陽湖水體葉綠素反演及光譜形態(tài)分類研究[D]. 王景琪.東華理工大學(xué) 2016
[3]基于混合像元分解的水體提取及變化監(jiān)測研究[D]. 孔美美.華僑大學(xué) 2016
[4]多光譜遙感圖像中風(fēng)車目標(biāo)的檢測算法研究[D]. 郝宇俊.大連海事大學(xué) 2016
[5]面向水質(zhì)監(jiān)測的遙感影像反演關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李海元.電子科技大學(xué) 2016
[6]水質(zhì)COD在線監(jiān)測技術(shù)研究[D]. 薛佩姣.江南大學(xué) 2015
[7]杭州河道水環(huán)境現(xiàn)狀及治理對策研究[D]. 徐偉.浙江工業(yè)大學(xué) 2015
[8]基于多光譜遙感的渭河水質(zhì)監(jiān)測[D]. 臧友華.長安大學(xué) 2014
[9]基于視覺注意機(jī)制及區(qū)域生長的圖像分割方法研究[D]. 梁丹.浙江大學(xué) 2013
[10]基于獨(dú)立成分分析的遙感影像變化檢測[D]. 孫青.南京林業(yè)大學(xué) 2012
本文編號:3021940
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:116 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 水質(zhì)遙感技術(shù)簡介
1.2.2 基于遙感的水體提取方法研究現(xiàn)狀
1.2.3 基于遙感的水體異常檢測方法研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內(nèi)容
1.3.1 研究課題的提出
1.3.2 主要研究內(nèi)容和章節(jié)安排
1.4 本章小結(jié)
第二章 水質(zhì)遙感監(jiān)測技術(shù)的原理和方法
2.1 水質(zhì)遙感監(jiān)測技術(shù)
2.1.1 水質(zhì)遙感監(jiān)測原理
2.1.2 遙感影像水體提取一般方法
2.1.3 遙感數(shù)據(jù)類型
2.2 基于多光譜遙感進(jìn)行城市河道水體異常檢測的研究思路
2.2.1 基于多光譜遙感進(jìn)行城市河道水體異常檢測的流程
2.2.2 河道水體異常檢測方法性能評估
2.3 本章小結(jié)
第三章 城市河道水體提取與兩時相岸線變化檢測
3.1 概述
3.2 多光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理
3.2.1 輻射定標(biāo)
3.2.2 大氣校正
3.2.3 幾何校正
3.2.4 影像融合
3.3 河道水體提取
3.3.1 水體指數(shù)法及面向?qū)ο蠓诸惙ㄔ诔鞘泻拥浪w提取中的適用性
3.3.2 基于水體指數(shù)和區(qū)域生長法的城市河道水體提取方法
3.3.3 實(shí)驗(yàn)案例與結(jié)果分析
3.4 兩時相河道岸線變化檢測
3.4.1 兩時相影像河道岸線配準(zhǔn)
3.4.2 水體區(qū)域比較及岸線變化檢測
3.4.3 檢測實(shí)驗(yàn)案例與結(jié)果分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 空間尺度上的城市河道水質(zhì)異常檢測方法研究
4.1 概述
4.2 河道水質(zhì)空間異常檢測問題研究
4.2.1 針對平面空間中異常檢測的二維滑動窗方法
4.2.2 基于多元高斯分布的雙閾值異常檢測算法
4.2.3 形態(tài)學(xué)后處理
4.3 檢測實(shí)驗(yàn)案例與結(jié)果分析
4.3.1 人為添加異常區(qū)域?qū)嶒?yàn)
4.3.2 實(shí)際廢水及泥沙污染案例
4.3.3 討論分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 基于兩時相遙感影像的城市河道水質(zhì)異常檢測方法研究
5.1 概述
5.2 不同時相影像分析
5.3 基于遙感的兩時相變化檢測現(xiàn)有方法
5.4 兩時相影像不變背景區(qū)域提取
5.4.1 主成分分析法和獨(dú)立成分分析法的基本原理
5.4.2 使用主成分分析法粗提取不變背景
5.4.3 使用獨(dú)立成分分析法進(jìn)一步剔除變化背景
5.5 兩時相影像河道水質(zhì)異常變化檢測
5.5.1 建立線性回歸模型校正待檢測影像
5.5.2 根據(jù)不變背景的統(tǒng)計特性檢測異常
5.6 檢測實(shí)驗(yàn)案例與結(jié)果分析
5.6.1 河段中部分區(qū)域產(chǎn)生水質(zhì)異常
5.6.2 河段整體產(chǎn)生水質(zhì)異常
5.6.3 河段中基本無水質(zhì)異常產(chǎn)生
5.6.4 討論分析
5.7 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 論文工作總結(jié)
6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個人簡歷
攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于GF-1遙感數(shù)據(jù)的城市水體信息提取方法研究[J]. 趙慧童,王萍,張娜,孫俊嬌. 測繪與空間地理信息. 2017(10)
[2]基于高分影像的城市黑臭水體遙感識別:以南京為例[J]. 溫爽,王橋,李云梅,朱利,呂恒,雷少華,丁瀟蕾,苗松. 環(huán)境科學(xué). 2018(01)
[3]基于高分二號衛(wèi)星融合數(shù)據(jù)的城鎮(zhèn)黑臭水體遙感監(jiān)測研究[J]. 靳海霞,潘健. 國土資源科技管理. 2017(04)
[4]基于GF-1 WFV影像的渾河懸浮物濃度和濁度遙感反演研究[J]. 許鵬,杜萍,申茜,徐智邦. 沈陽師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(02)
[5]落實(shí)綠色發(fā)展理念 全面推行河長制河湖管理模式[J]. 陳雷. 水利發(fā)展研究. 2016(12)
[6]飲用水有機(jī)污染物的三維熒光光譜檢測與分析方法[J]. 陳方,張曉燕,黃平捷,侯迪波,張光新,趙佳佳,何紀(jì)平. 浙江大學(xué)學(xué)報(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版). 2016(03)
[7]多光譜遙感影像濕地水體提取方法綜述[J]. 邱煌奧,程朋根,甘田紅,廖江,趙無雙. 江西科學(xué). 2016(01)
[8]淺談城區(qū)河道岸線利用存在的問題及保護(hù)對策[J]. 王德維,周云,冉四清,程建敏. 中國水運(yùn)(下半月). 2016(02)
[9]協(xié)同利用高光譜與多光譜遙感技術(shù)提取油氣異常信息[J]. 劉佳,汪大明,劉德長,鄭鴻瑞,李志忠,隋正偉. 地球科學(xué)(中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報). 2015(08)
[10]面向內(nèi)陸水環(huán)境監(jiān)測的GF-1衛(wèi)星WFV數(shù)據(jù)特征評價[J]. 梁文秀,李俊生,周德民,申茜,張方方. 遙感技術(shù)與應(yīng)用. 2015(04)
博士論文
[1]高光譜水質(zhì)遙感監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 胡興堂.中國科學(xué)院研究生院(遙感應(yīng)用研究所) 2006
碩士論文
[1]基于自適應(yīng)最小距離分類的信陽市水功能區(qū)水質(zhì)遙感監(jiān)測方法研究[D]. 朱培樂.鄭州大學(xué) 2018
[2]基于GF-1影像的鄱陽湖水體葉綠素反演及光譜形態(tài)分類研究[D]. 王景琪.東華理工大學(xué) 2016
[3]基于混合像元分解的水體提取及變化監(jiān)測研究[D]. 孔美美.華僑大學(xué) 2016
[4]多光譜遙感圖像中風(fēng)車目標(biāo)的檢測算法研究[D]. 郝宇俊.大連海事大學(xué) 2016
[5]面向水質(zhì)監(jiān)測的遙感影像反演關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李海元.電子科技大學(xué) 2016
[6]水質(zhì)COD在線監(jiān)測技術(shù)研究[D]. 薛佩姣.江南大學(xué) 2015
[7]杭州河道水環(huán)境現(xiàn)狀及治理對策研究[D]. 徐偉.浙江工業(yè)大學(xué) 2015
[8]基于多光譜遙感的渭河水質(zhì)監(jiān)測[D]. 臧友華.長安大學(xué) 2014
[9]基于視覺注意機(jī)制及區(qū)域生長的圖像分割方法研究[D]. 梁丹.浙江大學(xué) 2013
[10]基于獨(dú)立成分分析的遙感影像變化檢測[D]. 孫青.南京林業(yè)大學(xué) 2012
本文編號:3021940
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