面向耕地的高分一号卫星遥感影像融合方法研究
基于Landsat8数据和监督分类方法的土地利用分类研究
基于Landsat8数据和监督分类方法的土地利用分类研究作者：肖凡郭俊军张梦杰来源：《安徽农学通报》2020年第08期摘要：该研究以Landsat8数据为基础，采用ENVI软件对数据进行预处理，以《土地利用现状分类》（GB/T21010-2017）为标准，将研究区的土地利用分为农用地、林地、水域、建筑用地和未利用地5种类型，分别采用平行六面体法、马氏距离法、最小距离法、最大似然法、神经网络法、支持向量机等6种监督分类方法进行分类，并对土地分类结果和精度进行评价，以分类精度和制图精度最高的支持向量机分类结果为对象，用其他5种分类方法与其进行结果差异对比分析。
通过多种监督分类方法结果对比，以期为后期土地利用分类提供指导和借鉴。
关键词：Landsat8;监督分类方法;土地利用分类中图分类号 TP79 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2020）08-0110-04土地利用/覆盖变化（LUCC）是全球环境变化人文因素计划（IHDP）与国际地圈生物圈计划（IGBP）的核心研究内容之一，也是全球变化研究的重要因素之一[1]。
开展土地利用分类研究有助于及时掌握区域土地覆盖变化，合理制定土地利用规划，节约土地资源，提升土地利用效率。
20世纪以来，打造新型卫星的传感器相继发射，針对不同问题，不同传感器有不同的参数特点[2]。
Landsat8由于波段信息丰富、空间分辨率高、易获取等优点成为广大学者研究的重要数据来源。
而随着国内遥感技术的发展，高分辨率遥感影像凭借地物内部分异明显、纹理清晰、细节丰富等优点也被应用到土地利用分类中。
本研究通过获取Landsat8 OLI遥感影像数据，以长沙市望城区为研究区域，对其遥感影像进行辐射校正、大气校正、融合、裁剪等预处理后，采用目视解译选取具有代表性的土地利用分类训练样本，分别采取平行六面体法、马氏距离法、最大似然法、最小距离法、神经网络法和支持向量机等监督分类方法对研究区域进行分类，并对分类结果进行对比分析。
卫星影像价格之高分一号、高分二号、资源三号、高分六号卫星价格
高分一号、高分二号、资源三号、高分六号卫星价格卫星类型价格（元/景）最小起订高分一号1号星1500整景高分一号234星2500整景高分二号3000整景/面积资源三号3000整景高分六号卫星3000整景备注景是一幅卫星影像的通俗讲法，例如，一景高分一号1号卫星影像，大小为32.5×32.5公里。
高分一号234星是60公里×60公里高分二号是23.5公里×23.5公里资源三号是50公里×50公里高分六号卫星是90公里×90公里另：卫星是沿着设定的卫星轨道拍摄，拍摄的位置及大小是固定的备注说明：北京揽宇方圆200多颗遥感卫星数据资源，各卫星都有详细的价格体系表，不同行业根据自己遥感项目业务要求，对各卫星影像的分辨率、波段数量、质量以及影像拍摄的时间要求各异，而卫星影像的价格则主要由以上参数决定。
北京揽宇方圆信息技术有限公司是国内的领先遥感卫星数据机构，遥感行业的国家高新技术企业，整合全球200多颗遥感卫星数据资源，遥感卫星影像数据贯穿中国1960年至今的所有商业卫星影像数据，是中国遥感卫星数据资源最多的专业遥感卫星数据服务机构，提供多尺度、多分辨率、全覆盖的遥感卫星影像数据服务，最大限度的保证了遥感影像数据获取的及时性和完整性。
分发不同性能、技术应用上可以互补的多种卫星影像，包括光学、雷达卫星影像、历史遥感影像等各种卫星数据服务，各种专业应用目的的图像处理、解译、顾问服务以及基于卫星影像的各种解决方案等。
公司拥有完全自主知识产权、高性能、满足大规模遥感数据集中处理的空间大数据管理与服务系统。
架构流程化的处理方案，满足海量遥感数据的集中处理需求。
技术能力优势：1：北京揽宇方圆国内老品牌卫星数据公司，国家遥感行业的高新技术企业，公司注册经营时间久，行业口碑相传，与1800多个行业国家级用户建立了长期稳定的合作关系，在遥感用户当中享有较高的地位。
2：北京揽宇方圆遥感数据购买专人数据查询一对一服务，专业统一的自主遥感卫星数据查询网址。
高分卫星遥感影像在地图制图中的应用
高分卫星遥感影像在地图制图中的应用摘要：本文通过实例阐述了高分一号卫星遥感影像应用于地图制图的作业流程，并对影像的正射校正、配准、融合、镶嵌裁切等处理步骤进行详细介绍，简要分析了卫星遥感影像数据应用于地图制图技术的优势和前景。
关键词：高分卫星遥感影像；地图制图；影像处理；1 背景传统地图制图，资料来源不一，除了用作地图底图的基础测绘数据和图纸以外，还有从国土、规划、交通等相关部门搜集来的最新地理信息资料，由于涉及部门众多，收集资料的工作费时费力，也难以收集到完整全面的覆盖资料，且各部门资料常涉及保密，使用不便，资料的现势性也常常滞后于地图时间节点，还需要进行外业调绘，花费大量的人力物力。
高分辨率卫星遥感影像具有成本低、成图周期短、覆盖范围大等特点，对于涉及区域范围较大、地理要素更新快的地图，卫星遥感影像是稳定、理想的数据来源。
本文是在高分遥感数据的基础上，通过对高分一号卫星数据进行分析处理，并应用于地图制图的实例介绍。
高分一号卫星是中国高分辨率对地观测系统的第一颗卫星，搭载了两台2m分辨率全色、8m分辨率多光谱相机，四台16m分辨率多光谱相机，宽幅多光谱相机幅宽达到了800公里。
2 高分卫星遥感影像获取与分析自然资源卫星影像云服务平台可实现对国产卫星遥感数据的查询及申请服务，并对各级政府及行业节点实行数据分发及推送。
通过自然资源卫星影像云服务平台的数据查询服务，对地理位置、采集时间、传感器、云量等条件进行选择，可以筛选出需要的卫星遥感影像。
各级节点通过推送服务实时免费获取最新影像数据，对地图制图应用无疑是非常便捷和有利的。
选择卫星遥感影像除考虑影像拍摄质量、拍摄时间以外，还需要考虑地图的成图比例尺，一般情况下，高分一号卫星全色或融合影像空间分辨率2m，可用于1:1万～1:2万图，高分二号全色或融合影像空间分辨率1m，可用于1: 3 000～1:1万图，可针对实际工作需求，根据制图比例尺选择适宜的空间分辨率的卫星遥感影像。
高分卫星遥感影像在地图制图中的应用
高分卫星遥感影像在地图制图中的应用摘要：通过使用先进的高分卫星遥感技术，我们可以快速高效地获取高分辨率对地观测影像，生产高质量的数字正射影像图，本研究介绍了基于快速特征点匹配的影像几何纠正技术、顾及全局与局部优化的影像匀色拼接技术，并从卫星遥感正射影像图快速制作过程中分析影像精度和色彩的因素，总结出提高成图质量的方法，希望能为相关人员提供参考。
关键词：高分卫星遥感技术；地图制图；应用引言通过对卫星观测获取的光学遥感影像进行处理，我们可以制作出具有准确的几何形状和空间位置的数字正射影像图。
因此，卫星遥感正射影像是建立数字地球空间数据框架的主要影像来源，其作为地理信息数据的重要组成部分，在国民经济和社会发展中，在构建数字城市、“天地图”、地理国情监测三大平台以及加快数字中国建设、推进中国式现代化进程中，在实景三维中国建设中，发挥不可替代的基础支撑作用。
1.收集卫星原始影像数据近年来，随着我国卫星遥感技术的飞速发展，在轨国产卫星的数量和类型不断增加，每年国产卫星获取的对地遥感影像数据量大幅提升。
为了更快速高效地制作高精度、高分辨率的卫星遥感影像图，资源（ZY）、高分(GF)、天绘（TH）、高景（GJ）、北京（BJ）等卫星系列的影像数据都成为了优良选择，它们拥有全天候快速获取影像的能力，大量的文件数据、较高的地面分辨率和易于管理的特点。
根据使用面积、精度要求、更新时相等因素，选择适宜的卫星遥感影像数据源类型，能更高效地满足项目的需求。
2.卫星遥感正射影像图的快速生产技术2.1控制点的自动匹配使用先进的卫星遥感影像处理系统（如BSEI Gpro)，批量导入卫星遥感原始影像，利用特征点匹配算法进行自动匹配得到大量地面控制点（GCP），从而将卫星遥感影像中的影像点匹配到正确的空间坐标位置上。
地面控制点（GCP）是在原始影像上能够明显识别并知晓其地面坐标的特征点。
GCP来源多种多样，如全球定位系统（GPS）、地面外业测绘点、带有地理坐标的影像、矢量、地形图、控制点库或通过摄影测量的方式来标识影像中的GCP。
高分一号卫星数据处理参数
北京揽宇方圆信息技术有限公司高分一号卫星数据处理参数1、GF-1PMS 影像产品介绍GF-1PMS 相机可以获取2米的全色黑白图像、8米多光谱彩色图像（蓝、绿、红、近红外4个波段）以及多光谱和全色融合之后的2米真彩产品。
GF-1PMS 的数据由资源卫星应用中心分发，包括Level 1级的辐射校正影像产品和Level 2级的几何校正影像产品。
GF-1PMS 处理模板：产品级别产品处理模板AllLevel 1ALevel 1CAll BandsMultispectral Panchromatic Pansharpen Pansharpen and Multispectral 波谱范围（源自资源卫星应用中心）：TagBand order Wavelength (nm)Description 全色Pan 1450–900Panchromatic 多光谱Band 1450–520Blue 多光谱Band 2520–590Green 多光谱Band 3630–690Red 多光谱Band 4770–890Near infraredGF-1PMS 传感器2013年在轨绝对辐射定标系数（源自资源卫星应用中心）：卫星载荷波段号Gain Bias PMS1PAN0.1886-13.127Band10.2082 4.6186Band20.1672 4.8768Band30.1748 4.8924Band40.1883-9.4771北京揽宇方圆信息技术有限公司是国内的领先遥感卫星数据机构，而且是整合全球的遥感卫星数据资源，分发不同性能、技术应用上可以互补的多种卫星影像，包括光学、雷达卫星影像、历史遥感影像等各种卫星数据服务，各种专业应用目的的图像处理、解译、顾问服务以及基于卫星影像的各种解决方案等。
遥感卫星影像数据贯穿中国1960年至今的所有卫星影像数据，是中国遥感卫星数据资源最多的专业遥感卫星数据服务机构，提供多尺度、多分辨率、全覆盖的遥感卫星影像数据服务，最大限度的保证了遥感影像数据获取的及时性和完整性。
高分一号卫星遥感数据技术参数及购买须知
高分一号卫星是中国高分辨率对地观测系统的第一颗卫星，于2013年4月26日成功发射。
“高分一号”的全色分辨率是2米，多光谱分辨率为8米。
它的特点是增加了高分辨率多光谱相机，该相机的性能在国内投入运行的对地观测卫星中最强。
此外，“高分一号”的宽幅多光谱相机幅宽达到了800公里，重访周期只有4天，“高分一号”实现了高空间分辨率和高时间分辨率的完美结合。
它为国土资源部门、农业部门、环境保护部门提供高精度、宽范围的空间观测服务，在地理测绘、海洋和气候气象观测、水利和林业资源监测、城市和交通精细化管理，疫情评估与公共卫生应急、地球系统科学研究等领域发挥重要作用。
高分一号卫星参数
高分一号2米影像样片
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广西善图科技有限公司是一家集遥感数据获取、深度加工、遥感信息提取及解译、行业应用、软件服务、解决方案为一体的股份制高新技术企业。
依托东盟和北部湾经济发展优势，服务辐射全国和越南、泰国、缅甸、印度尼西亚等东南亚国家。
在不断的发展过程中，善图企业始终专注于遥感技术的标准化、专业化、民用化服务，用遥感开阔眼界，让数据服务世界。
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卫星影像在地图制图中的应用探讨
卫星影像在地图制图中的应用探讨摘要：遥感卫星影像因为覆盖面广，能够实现大范围面积内地物信息的快速准确获取，通过对同一地区不同时期的遥感影像进行综合比对，可以实现对大面积区域的长期动态监测，并依据实时遥感影像数据，对现有资料进行更新存档，在多个领域得到了较为广泛的应用。
随着遥感技术的不断发展，基于遥感影像的地图制图技术应运而生。
在遥感卫星影像的基础上，以专业的地图符号和地图注记对地物空间信息进行准确表达，从而形成遥感影像地图。
鉴于此，本文将针对地图制图期间卫星影像的应用展开更为深入的探讨与分析，仅供相关人士参考和借鉴。
关键词：卫星影像；地图制图；应用前言：近年来，经济日新月异，国产高分辨率卫星影像质量得到了稳步提升，与其相关的制图技术也得到了迅猛发展。
但由于国产高分辨率遥感影像技术起步较晚，遥感影像地图多采用国外遥感卫星影像数据。
随着我国遥感技术的迅速发展，越来越多的学者投入基于国产遥感影像的地图制图研究中去，拟定更为规范的遥感影像地图制图方法，形成标准化制图流程，具有重要的现实意义。
1数据基础本次研究以国产高分辨率遥感卫星影像为研究对象，分别以资源三号、高分一号以及高分二号遥感影像进行制图。
资源三号卫星搭载了多台高分辨率相机，包括正视多光谱相机（分辨率5.8m）、全色延迟积分成像相机（分辨率2.1m）等，全国陆地覆盖率可达99.37%以上；高分一号卫星的成功发射标志着我国高分辨率对地观测时代的开启，同样搭载多台高分辨率相机，其中多光谱相机共5台（4台分辨率为16m，1台分辨率为8m），全色延迟积分成像相机共1台（分辨率2.0m）；高分二号卫星空间分辨率相对较高，所搭载相机的分辨率优于1m，国产遥感卫星正式进入亚米级时代。
除遥感影像数据外，还需要地理矢量要素数据，主要可分为三大类，分别是行政区划数据、道路矢量数据、位置信息及地名数据，数据格式一般为shp格式，分别来源于国家基础地理信息中心、OpenStreetMap网站、已出版地图或百度地图等。
基于GF-1卫星遥感的冰川边界识别
第42卷第4期2020年12月Vol.42，No.4Dec.，2020冰川冻土JOURNAL OF GLACIOLOGY AND GEOCRYOLOGY基于GF -1卫星遥感的冰川边界识别彦立利1，高健峰2，王建1，郝晓华1（1.中国科学院西北生态环境资源研究院，甘肃兰州730000；2.中国地质大学（北京）信息工程学院，北京100083）摘要：高分一号（GF -1）卫星的成功发射开启了国产高分辨率对地观测的新时代，为探讨国产高分卫星在冰川边界识别中的有效性，在缺少短波红外和热红外波段的情况下，将GF -1影像、建立的波段比值Band 1/Band 4，数字高程模型和坡度相结合，采用面向对象的分析方法，经过反复试验，确定影像分割和合并尺度，进而确定冰川边界的知识规则，最终实现冰川边界的识别。
以研究区第二次冰川编目数据集作为参考数据，采用混淆矩阵的方法对识别结果进行验证，总体精度和Kappa 系数为90.05%和0.79。
同时将识别结果与人工修订冰川边界进行对比，可以发现除少量冰舌末端冰川外，该方法可以有效地对冰川进行识别。
建立的知识规则显示仅仅利用蓝色波段和DEM 就可以有效地提取裸冰区，波段比值、坡度和纹理特征更有助于冰舌的提取。
该研究表明GF -1卫星数据可以有效识别冰川范围，为冰川研究提供可靠的数据和研究基础。
关键词：GF -1；表碛覆盖冰川；地形参数；面向对象中图分类号：P 343.6；P 236文献标志码：A文章编号：1000-0240（2020）04-1400-070引言冰川变化不仅是气候变化的敏感指示器，而且是影响水资源变化、海平面上升、洪水、泥石流等自然灾害发生的重要因素。
进入21世纪以来，气候变暖，冰川消融加速，依据近年卫星遥感影像和20世纪60年代航空照片对全国范围内1700多条冰川的分析对比以及对数十条冰川实地考察验证表明，约82%的冰川处于退缩状态［1］。
作为水资源的冰川、积雪融水是河川径流的重要补给来源，是我国西部干旱地区绿洲农业赖以生存和发展的生命线［2-3］。
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面向耕地的高分一号卫星遥感影像融合方法研究
一、引言
随着农业现代化的发展，对耕地信息的获取和监测要求越来越高。而卫星遥感技术因
其全面、高效、经济的特点，成为获取耕地信息的重要手段。高分一号卫星是我国自主研
发的高分辨率资源卫星，具有高空间分辨率和广覆盖能力，适用于耕地遥感监测。单一高
分一号卫星数据在耕地监测应用中存在信息不完整、精度不高等问题。利用多源遥感影像
进行融合处理，能够提高耕地信息提取的精度和可信度。
二、高分一号卫星遥感影像融合技术综述
高分一号卫星主要包括高分一号A、高分一号B和高分二号卫星。这些卫星获取的遥
感影像数据具有高分辨率、全时空覆盖等优点。由于单一卫星数据在空间分辨率、光谱特
性、时间频率等方面存在局限，因此需要进行多源遥感影像的融合处理。常用的融合技术
包括像元级融合、特征级融合和决策级融合等。需要根据具体的耕地监测需求选择合适的
融合方法，以达到提高耕地信息提取精度的目的。
三、面向耕地的高分一号卫星遥感影像融合方法研究
1. 数据获取与预处理
首先需要获取高分一号卫星的多光谱和全色影像数据。然后对这些数据进行预处理，
包括大气校正、辐射定标等，以减少数据的噪声和错误，提高数据的质量。
2. 影像融合方法选择
针对耕地监测的需要，需要选择合适的影像融合方法。常见的影像融合方法包括主成
分分析法、小波变换法、光谱角度匹配法等。这些方法在融合多源遥感影像时，可以充分
利用各自的优势，提高融合后的影像数据的质量和信息量。
3. 高分一号卫星遥感影像融合实验设计
在具体的耕地监测区域，设计一系列高分一号卫星遥感影像融合实验。通过对比不同
融合方法的影像质量和信息量，选择最优的融合方法进行后续的耕地监测应用。
5. 结果分析与应用展望
通过实验分析，总结影像融合方法对耕地监测的影响，并展望该方法在实际应用中的
前景。
四、结论
高分一号卫星遥感影像融合是提高耕地监测精度和可信度的重要手段。通过本文的研
究，可以得出合适的融合方法，提高耕地信息提取的效果。未来，可以进一步探索更多的
影像融合方法，并结合其他遥感技术，如机器学习和人工智能，提高耕地监测的精度和自
动化程度。这些工作对于农业现代化和粮食安全具有重要意义。
五、参考文献
[1] 季卓威, 孟祥, 张瑶. 基于高分一号影像的城市建设用地变化监测与分析[J].
第二十七届中国科学技术论文统计年报, 2017.
[2] 梁祖权, 龚黎先, 李昌志. 多源遥感数据在耕地利用/覆盖变化中的应用研究[J].
遥感信息, 2019.
[3] 陈炳琪, 唐正国, 韩彦国. 小波变换技术在多时相高分影像融合中的应用[J].
遥感技术与应用, 2018.