南京大学杜培军团队ISPRS最新成果!

图 5.研究区分布与哨兵二号遥感影像。(a) 全球 10 处研究点位分布于北美洲、欧洲、非洲、亚洲，覆盖 7 类柯本 - 盖格尔气候带：ET、Aw、BWk、Cfa、BSk、Dfb、BWh；各研究区哨兵二号真彩色合成影像示例：(b) 班公湖（2019 年 2 月 4 日）；(c) 恒河三角洲（2020 年 5 月 11 日）；(d) 察尔汗盐湖（2024 年 8 月 18 日）；(e) 武汉市（2021 年 4 月 29 日）；(f) 洞庭湖（2020 年 11 月 13 日）；(g) 太湖（2025 年 7 月 1 日）；(h) 呼伦湖（2022 年 11 月 21 日）；(i) 千湖地区（2023 年 6 月 8 日）；(j) 曼扎拉湖（2024 年 12 月 28 日）；(k) 威尼斯（2025 年 8 月 15 日）。

图 6.武汉典型难点场景：城市建筑阴影与浑浊水体（哨兵二号，2021 年 9 月 1 日）。(a) 真彩色影像，人工划定感兴趣区（蓝色：水体；红色：建筑及阴影）；(b–h) 基于感兴趣区内全部 10 米像元，分别绘制 RWI、NDWI、MNDWI、MBWI、WI2015、AWEIsh、AWEInsh 七种指数的归一化密度直方图与核密度估计曲线；同时给出杰弗里斯–马图西塔距离（JM）、重叠度（OVL）、曲线下面积（AUC），量化各指数的地物可分性。

图 7.察尔汗盐湖难点场景：盐壳地表与浑浊水体（哨兵二号，2024 年 8 月 18 日）。(a) 哨兵二号真彩色影像及人工划定感兴趣区（蓝色：水体；红色：盐壳）；(b–h) 七种水体指数的归一化密度直方图叠加核密度估计曲线，附带 JM、OVL、AUC 可分性评价指标。

图 8.太湖难点场景：藻华 / 浑浊水体与高亮屋顶（哨兵二号，2025 年 7 月 1 日）。(a) 真彩色影像及人工划定感兴趣区（蓝色：水体；红色：屋顶）；(b–h) 七种水体指数的归一化密度直方图与核密度拟合曲线，附带 JM、OVL、AUC 可分性参数。

图 9.呼伦湖难点场景：积雪与薄冰覆盖水体（哨兵二号，2022 年 11 月 21 日）。(a) 真彩色影像及感兴趣区（蓝色：水体；红色：积雪）；(b–h) 七种水体指数的归一化密度直方图与核密度估计曲线，通过 JM、OVL、AUC 量化水体与积雪的可分性。

图 10.2021 年 9 月 1 日武汉市不同水体指数二值化水体提取结果对比。(a) 哨兵二号原始影像；(b–h) 依次为 RWI、NDWI、MNDWI、AWEIsh、AWEInsh、WI2015、MBWI 的水体分类图，各子图标注对应大津法分割阈值；(i) 该场景下七种指数的 F1 精度对比。

图 11.2024 年 8 月 18 日察尔汗盐湖各水体指数二值化水体提取结果对比。(a) 哨兵二号影像；(b–h) 七种指数水体分类结果并标注对应大津阈值；(i) 该场景下各指数 F1 分数对比。

图 12.2025 年 7 月 1 日太湖区域不同水体指数水体提取结果对比。(a) 哨兵二号影像；(b–h) 七种指数水体二值化结果与对应分割阈值；(i) 场景精度 F1 对比。

图 13.2022 年 11 月 21 日呼伦湖各水体指数水体提取结果对比。(a) 哨兵二号影像；(b–h) 七种指数水体分类图及大津阈值；(i) 各指数 F1 精度对比。

图 14.呼伦湖 2022 年四个季节（春、夏、秋、初冬）七种水体指数时序响应特征。列方向为 2022 年 5 月 7 日、7 月 1 日、9 月 12 日、11 月 21 日四期时序影像；行方向依次展示 RWI、NDWI、MNDWI、AWEIsh、AWEInsh、WI2015、MBWI 七种指数灰度可视化结果，每行右侧标注该指数数值取值范围。

图 15.28 组影像场景下七种水体指数的整体精度与误差分布特征。(a) 七种指数精确率 - 召回率散点分布图，RWI 用红色突出显示，红色菱形代表其平均精确率、召回率位置；(b) 各指数场景级别的误检率（FPR）、漏检率（FNR）分布，散点代表单场景精度结果，带误差棒的彩色标记为均值 ± 标准差。

图 16.基于基准 RWI（A0）的消融实验精度变化量。(a) 按 F1 绝对变化量排序，A1–A7 各组平均 F1 变化值；(b) 按误检率绝对变化量排序，各组平均误检率、漏检率变化值；散点为单场景单季节样本，实心点带误差棒代表均值 ± 标准差。

图 17.基于基准 RWI 公式（B0）的公式敏感性实验精度变化量。(a) B1–B5 各组平均 F1 分数变化值；(b) 各组平均误检率、漏检率变化值；散点为各场景季节样本，实心点附带误差棒表示均值 ± 标准差。