海绵城市遥感监测

目录
第1章　海绵城市遥感监测概述　1
1.1　城市化进程　1
1.1.1　城市化概念和特点　1
1.1.2　全球城市化发展历程和趋势　2
1.1.3　中国城市化发展进程　3
1.2　城市水问题　6
1.2.1　不利水文效应　6
1.2.2　洪涝灾害问题　7
1.2.3　水环境问题　9
1.3　海绵城市生态理念　10
1.3.1　海绵城市概念　10
1.3.2　国内外生态雨洪管理理念　11
1.3.3　城市海绵体主要类型　12
1.3.4　城市海绵体空间分布形式　18
1.4　海绵城市遥感监测科学问题　25
1.4.1　城市水系统复杂场景海绵体“时-空-谱-角”遥感监测　25
1.4.2　城市水系统海绵建设布局智能优化　25
1.4.3　海绵城市水文生态综合效应定量遥感评估　25
1.5　海绵城市建设遥感监测对象　26
1.5.1　交通要素　26
1.5.2　建筑要素　28
1.5.3　绿地要素　29
1.5.4　裸土要素　30
1.5.5　水体要素　31
参考文献　31
第2章　海绵城市遥感监测内容　34
2.1　海绵城市遥感监测需求　34
2.1.1　海绵城市下垫面水文效应特征监测　35
2.1.2　海绵城市下垫面用地覆盖特征监测　35
2.1.3　海绵城市下垫面产流水文状态参数监测　38
2.1.4　海绵城市下垫面汇流特征监测　39
2.2　海绵城市遥感监测可利用影像资源　39
2.2.1　海绵城市下垫面用地覆盖特征监测影像资源　39
2.2.2　海绵城市下垫面产流遥感监测影像资源　42
2.2.3　海绵城市下垫面汇流遥感监测影像资源　46
2.3　海绵城市遥感监测面临的关键问题　49
2.3.1　城市多源多时相遥感影像色调差异问题　49
2.3.2　城市遥感影像云遮挡问题　50
2.3.3　城市遥感影像高层建筑阴影遮挡问题　51
2.3.4　城市遥感影像植被阴影遮挡问题　51
2.3.5　城市复杂下垫面同物异谱和异物同谱问题　52
2.3.6　城市复杂场景混合像元问题　52
2.4　海绵城市下垫面遥感监测关键技术　53
2.4.1　城市典型下垫面时空谱特性监测技术　53
2.4.2　城市高空间分辨率遥感影像阴影检测技术　55
2.4.3　城市遥感影像超分辨率重建时空融合技术　56
2.4.4　海绵城市遥感监测模型构建技术　57
2.4.5　海绵城市建设成效遥感评价方法　59
参考文献　60
第3章　海绵城市遥感监测生态模型　62
3.1　海绵城市生态学碳水通量遥感监测模型　62
3.1.1　海绵城市碳水循环　62
3.1.2　海绵城市生态系统碳水通量监测　63
3.1.3　基于涡度相关理论的海绵城市碳水通量观测模型　65
3.2　海绵城市下垫面遥感观测和信息表达模型　67
3.2.1　城市化对海绵城市下垫面的影响　67
3.2.2　海绵城市时-空-谱-角遥感观测模型　68
3.2.3　海绵城市下垫面遥感信息表达模型　72
3.3　海绵城市生态学遥感监测模型　74
3.3.1　海绵城市下垫面生态遥感监测　74
3.3.2　海绵城市水文水动力模型及应用　76
3.3.3　基于WaSSI-C的海绵城市生态学遥感监测模型　85
3.3.4　基于WaSSI-C的城市水文生态效应评估案例　89
参考文献　92
第4章　多尺度城市下垫面遥感监测方法　96
4.1　城市下垫面分类体系　96
4.2　像元尺度城市下垫面遥感监测方法　98
4.2.1　基于光谱指数的城市下垫面遥感监测方法　98
4.2.2　基于半监督模糊聚类的城市下垫面遥感监测方法　101
4.2.3　基于监督学习的城市下垫面遥感监测方法　102
4.3　亚像元尺度城市下垫面遥感监测方法　106
4.3.1　基于线性混合像元分解的城市下垫面遥感监测方法　107
4.3.2　基于局部自适应端元合成的城市下垫面遥感监测方法　108
4.4　对象尺度城市下垫面遥感监测方法　110
4.4.1　城市不透水面多尺度场景分割　111
4.4.2　基于随机森林的下垫面分类　112
4.4.3　图谱特征逐层融合的迭代提取模型　112
4.5　景观尺度城市下垫面遥感监测方法　113
参考文献　114
第5章　海绵城市土地利用空间格局遥感动态监测方法　116
5.1　海绵城市土地利用空间格局用地模式　116
5.2　基于中低分辨率遥感影像的海绵城市监测方法　118
5.2.1　城市群不透水面遥感监测方法　118
5.2.2　长江三角洲不透水面遥感监测　119
5.2.3　珠江三角洲不透水面遥感监测　121
5.2.4　武汉城市圈不透水面遥感监测　124
5.3　基于高分辨率遥感影像的海绵城市下垫面精细监测方法　126
5.3.1　海绵城市下垫面遥感精细监测方法　126
5.3.2　珠海市横琴新区海绵城市示范区下垫面遥感监测　127
5.3.3　梧州市海绵城市下垫面遥感监测　132
参考文献　134
第6章　多源遥感影像融合的海绵城市监测方法　136
6.1　多源遥感影像融合的基本方法　136
6.1.1　多源遥感影像融合的业务流程　136
6.1.2　遥感影像时空谱信息描述和提取　137
6.2　多源遥感影像时空谱融合方法　141
6.2.1　常用的全色多光谱影像融合方法　143
6.2.2　基于不同时相MODIS和Landsat遥感影像的时空谱融合方法　144
6.2.3　基于深度学习RSIFNN模型的全色多光谱影像时空谱融合方法　145
6.2.4　基于深度学习ESRCNN模型的多时相影像时空谱融合方法　148
6.3　多源遥感影像融合的海绵城市下垫面动态监测方法　151
6.3.1　融合光学和SAR影像的海绵城市下垫面动态监测方法　151
6.3.2　融合光学影像和LiDAR数据的海绵城市下垫面动态监测方法　155
6.4　基于天空地联合的海绵城市建设成效遥感监测方法　158
6.4.1　基于透水铺装材质光谱特征的海绵城市透水性监测方法　159
6.4.2　基于三维探地雷达技术的海绵城市浅地表含水量监测方法　168
6.4.3　基于光学和LiDAR数据的海绵城市地上生物量动态监测方法　175
6.4.4　基于天空地多传感器集成的海绵城市水系统动态监测方法　177
参考文献　180
第7章　面向城市水系统的海绵城市遥感监测方法　182
7.1　海绵城市水系统及要素遥感监测技术　182
7.1.1　海绵城市水系统组成　182
7.1.2　海绵城市水系统循环模式　183
7.1.3　海绵城市水系统要素遥感监测技术　185
7.2　海绵城市水系统要素遥感监测方法　187
7.2.1　海绵城市水体遥感监测方法　187
7.2.2　海绵城市水质遥感监测方法　189
7.2.3　海绵城市降雨量遥感反演方法　192
7.2.4　海绵城市地表径流模拟和估算方法　194
7.3　海绵城市水系统洪涝承载力遥感评估案例　196
7.3.1　海绵城市水系统承载力遥感评估流程　196
7.3.2　基于遥感影像的海绵城市下垫面调蓄库容量计算　197
7.3.3　海绵城市汇水区汇流能力分析　198
7.3.4　基于设计降雨量的海绵城市汇水区洪涝承载力评价　200
参考文献　200
第8章　海绵城市遥感监测系统　202
8.1　海绵城市遥感监测系统建设需求　202
8.2　海绵城市不同阶段遥感监测任务　203
8.2.1　基于海绵城市规划角度的遥感信息监测　203
8.2.2　基于海绵城市建设角度的遥感信息监测　204
8.2.3　基于海绵城市运维角度的遥感信息监测　205
8.3　海绵城市典型专题的遥感监测　205
8.3.1　海绵城市不透水面专题遥感监测　205
8.3.2　海绵城市透水面专题遥感监测　207
8.3.3　海绵城市蓄水专题遥感监测　209
8.3.4　海绵城市渍水排水专题遥感监测　215
8.4　海绵城市遥感监测系统建设思路　216
8.4.1　海绵城市遥感监测系统架构设计　216
8.4.2　海绵城市遥感监测系统建设关键技术　218
8.5　海绵城市遥感监测系统建设实践　219
8.5.1　海绵城市水系统优化平台　219
8.5.2　海绵城市遥感监测系统应用案例　220
参考文献　223
第9章　海绵城市示范区遥感监测应用实践　225
9.1　海绵城市示范区建设阶段的遥感监测需求　225
9.2　武汉市海绵城市建设遥感监测内容　227
9.2.1　武汉市海绵城市建设概述　227
9.2.2　武汉市海绵城市遥感监测指标　231
9.2.3　武汉市海绵城市建设监测系统　233
9.3　武汉市多尺度下垫面遥感监测实践　235
9.3.1　武汉市城市尺度下垫面遥感监测　235
9.3.2　武汉市景观尺度下垫面遥感监测　237
9.4　武汉市海绵城市水系统遥感监测实践　240
9.4.1　武汉市自然水系特点　240
9.4.2　武汉市湖泊面积遥感监测实例　241
9.4.3　武汉市模拟径流监测　244
9.5　海绵城市遥感监测面临的挑战　246
9.5.1　空地协同解决点面遥感监测问题　246
9.5.2　地面传感网建设成本问题　246
9.5.3　建成区透水铺装改造后的透水性能监测问题　246
9.5.4　海绵城市遥感监测的尺度问题　247
参考文献　249