城市化地区Landsat水体指数适用性分析

作者：杨振华; 赵铜铁钢^*; 林鸿章; 陈晓宏

来源：应用基础与工程科学学报, 2023, 31(03): 541-554.

DOI：10.16058/j.issn.1005-0930.2023.03.002

• 水体指数
• 适用性分析
• Landsat影像
• 城市化
• 水文监测
• 可分离度
• 阈值

遥感水体指数是地表生态环境分析的重要基础，在大规模水体提取与水文监测中起关键作用.多种水体指数研究集中于大尺度、短历时、非城市化为主的区域，而对于城市化地区的水体指数适用性问题却一直困扰着城市水体的提取.针对常用水体指数(TCW、NDWI、MNDWI)和改进的新型水体指数(WI2015、AWEInsh、ANDWI、MBWI、WI2020),搜集深圳市1986～2020年逐月Landsat影像，以建筑阴影、亮建筑、暗建筑、滩涂噪声和山体阴影5种案例区为例，分析不同水体指数在城市地表覆被噪声区的解译能力.结果表明：(1)水体指数的生产者精度与用户精度呈负相关(Otsu阈值),TCW、NDWI、ANDWI、AWEInsh可有效过滤建筑类噪声和山体阴影，但无法识别细小河流水体，MNDWI、WI2015、MBWI、WI2020则相反；(2)光谱变换型和差值型水体指数考虑多波段的绝对值，可分离度较低，适用于高质量影像制图，比值型和逻辑运算型水体指数计算多波段的相对值，更适用于长序列监测；(3)多案例、多时相的案例区抽样验证方法有效突显出水体指数的解译能力和阈值适用性，城市地区NDWI适用性最强，非城市地区WI2020提取精度最高.上述研究为城市水文监测过程的水体指数选取、精度验证提供了一定的理论参考和实践依据.

• 单位
  南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）; 中山大学; 土木工程学院