近年来城市化进程加剧了不透水面的扩张,在部分城市中绿地大量减少,严重影响了城市气候、水循环和碳循环,城市热岛效应日趋明显,城市内涝、水体污染及生态退化等问题突出。由此,不透水面被认为是评价城市生态系统健康及环境质量的重要指标之一,受到学者们的广泛关注。因此,快速、高精度地获取城市不透水面信息就显得尤为重要,而遥感影像是不透水面快速提取最重要的数据源。由于不同类型遥感传感器的成像物理模型及空间分辨率不同,因此其不透水面提取方法存在明显差异。在大量文献分析及实验的基础上,根据项目需求本文提出2种新的不透水面提取方法,分别针对中空间分辨率和高空间分辨率。论文主要研究内容为:(1)提出基于Landsat 8-OLI影像多特征集成的不透水面提取新方法针对线性光谱分解模型在提取不透水面中端元选取不足的问题,论文首先集成了归一化水体指数(NDWI)、归一化植被指数(NDVI)和调整型土壤调节植被指数(MSAVI);其次,制作水体、植被及土壤掩膜,将三者信息进行叠加;再次,运用MNF变换将原始影像信息集中至前三波段;最后,将掩膜文件与MNF变换后影像合成,选取阈值提取不透水面信息。实验表明,该方法能够高精度提取Landsat 8影像中的不透水面信息。(2)提出基于高分二号(GF-2)影像的不透水面提取方法基于高空间分辨率卫星影像提取不透水面属于新问题,可借鉴的方法很少。为此,论文基于国产GF-2影像构建了一种高效提取方法。首先,论文以垂直不透水面指数(Perpendicular Impervious Surface Index,PISI)模型为基础,分析了该模型在水体、植被和土壤提取方面存在的问题,构建了针对性的计算模型;其次,对构建的四个子模型进行集成逻辑运算,初步提取不透水面信息;再次,采用形态学滤波、细化处理等算法进行去噪和提高不透水面提取精度;最后,选取兰州市4块实验区进行验证和分析。实验结果表明:该方法能有效地提取高分影像中的不透水面信息。(3)研究、分析了2013-2018年兰州市主城区不透水面变化情况基于Landsat 8-OLI影像,分别获取2013年、2015年和2018年兰州市主城区的不透水面信息,对其进行分析研究,发现随着城市化进程的推进,不透水面变化率也有所上升,其中变化最大的是七里河区,紧接着是城关区,其次是西固区,最后是安宁区。