Study on the Evolution Monitoring of Topographic and Hydrological Characteristics of Small Watershed Based on Remote Sensing and GIS

Estudio sobre el seguimiento de la evolución de las características topográficas e hidrológicas de pequeñas cuencas hidrográficas basadas en teledetección y SIG

Soil and water conservation is one of the key measures to improve the ecological environment of small watersheds and maintain the healthy life of the region. With the current method used to monitor the evolution of topographic and hydrological characteristics of a small watershed, the edge keeping index of the image and the signal-to-noise ratio of the image are low, the monitoring results are inaccurate, and there are some problems such as low edge keeping ability, poor denoising effect, and low monitoring accuracy. A monitoring method based on remote sensing and GIS for the evolution of topographic and hydrological characteristics of small watersheds is proposed. The hyperspectral data was transformed by the Principal Component Analysis (PCA). Group principal component images, use sparse representation method based on adaptive dictionary and dual-tree complex wavelet transform method to denoise principal component images with a small amount of information were the objectives of the paper; also the use the multi-scale wavelet transform to detect image edge; build a binary model of a pixel, extract vegetation index, and terrain factor based on a binary model of the pixel, and realize terrain and hydrological characteristics of the small watershed. The experimental results show that the proposed method has the high edge-preserving ability, good denoising effect, and high monitoring accuracy.

La conservación del suelo y el agua es una de las medidas clave para mejorar el entorno ecológico de las pequeñas cuencas y mantener la vida de la región sana. Con el método actual para monitorear la evolución de las características topográficas e hidrológicas de las cuencas hidrográficas pequeñas, el índice de mantenimiento de bordes de la imagen y la relación señal/ruido de la imagen son bajos, los resultados del monitoreo son inexactos y hay algunos problemas como la capacidad baja del mantenimiento de bordes, un efecto de eliminación de ruido deficiente y una precisión de monitoreo baja. En este trabajo se propone un método de monitoreo basado en teledetección y en Sistemas de Información Geográfica para determinar la evolución de las características topográficas e hidrológicas de pequeñas cuencas hidrográficas. Los datos hiperespectrales fueron transformados por el método de Análisis de Componentes Principales (PCA). Agrupar las imágenes de componentes principales, utilizar un método de representación disperso basado en un diccionario adaptativo y un método de transformación de wavelet complejo de árbol dual para reemplazar las imágenes de componentes principales con una pequeña cantidad de información fueron los principales objetivos de este trabajo; también usar la transformación de wavelet multiescala para detectar el borde de la imagen; construir un modelo binario de píxeles, extraer el índice de vegetación y el factor de terreno basado en el modelo binario de píxeles, y realizar las características del terreno y las características hidrológicas de las pequeñas cuencas. Los resultados experimentales muestran que el método propuesto tiene una alta capacidad de preservación de bordes, buen efecto de eliminación de ruido y alta precisión de monitoreo.