基于COSMOＧSkyMed和SPOTＧ５的城镇洪水淹没信息快速提取研究

洪水是我国最为频繁的自然灾害之一,如何快速准确地获取洪水淹没范围在救灾减灾工作中具有重要意义.目前,卫星遥感技术已广泛应用于洪水信息提取的研究中.不同的遥感数据源在洪水信息提取中各有利弊,综合研究雷达影像和可见光影像的优缺点,建立了基于多源遥感数据的洪水淹没信息快速提取模型.首先,利用灾中第一时间获取的COSMOＧSkyMed雷达影像,采用面向对象的方法提取出洪灾发生时的水域空间信息;其次,利用灾前SPOTＧ５高分辨率光学影像,采用多光谱影像波段运算和决策树分类的思想提取出常态下的水域空间信息;最后,对灾中雷达影像COSMOＧSkyMed提取的水体和灾前光学影像SPOTＧ５提取的水体进行空间差值运算,得到洪水淹没范围信息,并利用洪水当天拍摄的无人机遥感影像对结果进行精度评价.将该模型应用于２０１３年浙江余姚水灾,监测结果表明:在洪水发生后,能够快速获取淹没范围空间信息,并且提取精度达到９３．７％,为洪灾的防治以及抗洪抢险救灾工作提供强有力的技术支撑和基础数据信息.     

基于无人机的山地遥感观测平台及可靠性分析——以若尔盖试验为例

在山地复杂条件下开展无人机遥感观测面临众多挑战,分析无人机遥感观测平台的可靠性是影像拼接、成果应用、平台和飞行方案改进的重要基础。介绍了一种基于低空无人机的山地多源数据遥感观测平台,重点阐述了无人机系统的组成、性能参数和传感器参数。以《低空数字航空摄影规范》为参照,总结低空无人机遥感观测平台的可靠性分析方法。以2014年7月25日若尔盖高原无人机遥感观测试验获取的数据为例,定量分析该低空无人机遥感观测平台的可靠性。结果表明:该平台在山地复杂条件下具有较高的可靠性,航向平均重叠度为73.58%,旁向平均重叠度为55.07%,平均倾角为2.23°,航线内平均旋角为1.36°,航线间平均旋角为10.41°,平均航线偏移为5.42m,最大航线弯曲度为0.19%,最大航高差为5m,各项指标评价结果远优于《低空数字航空摄影规范》要求。相机成像面与平台飞行方向的夹角可能引起旁向旋角的增大;在逆风条件下,该小型无人机遥感观测平台的姿态更为稳定。     

Building Height Estimation from GF-2 Image based on Morphological Shadow Index

GF-2 is a high resolution earth observing satellite with sub\|meter resolution which is developed by our own technique.To estimate urban building height based on GF\|2 remote sensing image combined with the idea of mathematical morphology and object\|oriented classification.First of all,segment image based on multi\|scale segmentation.Then extract shadow and calculate its length based on object\|oriented classification combined with spectral,shape,Morphological Shadow Index (MSI) and other features.In the end,estimate building height based on the geometrical model of satellite,sun and building and then accuracy evaluation and error analysis are carried out by using the field measurement data.Experimental results showed that 90% of the buildings’ absolute error is less than 1 m.This experiment demonstrate that the method can extract the height of urban building from the GF\|2 image effectively and the immense potential of domestic high resolution remote sensing image in applications on urban building information extraction.     

基于Hyperion影像的高光谱水汽含量反演的算法比较研究

基于高光谱遥感图像数据的大气参数反演和一体化辐射校正具有重要研究意义和应用价值。首先,通过6S模型辐射传输计算分析了EO-1/Hyperion遥感影像在940和1 130nm附近水汽吸收区域的光谱吸收特点。其次,采用两通道比值法和三通道比值法,比较了不同波段组合的大气含水量高光谱遥感反演精度并进行了敏感性分析,模拟实验结果表明采用三波段比值算法的相关系数和均方根误差均优于对应的两波段算法。最后,利用张掖地区2008年3景EO-1Hyperion高光谱遥感影像,反演了大气含水量,并与地基CE-318太阳分光光度计测量数据进行对比验证,结果表明:1 124nm水汽吸收通道反演精度优于940nm,两通道和三通道比值法的均方根误差分别为0.369和0.128g/cm2,三通道比值方法优于两通道比值方法,与地面观测结果一致。     

一种遥感图像太阳—观测几何归一化方法

宽空间覆盖、高观测频率传感器往往具有较大的观测视场,大观测视场带来的问题是不同位置和不同时间的太阳—观测几何不同。因此,在半经验的核驱动BRDF模型基础上,提出一种新的模型用于遥感数据太阳—观测几何归一化,利用植被指数组成的二次多项式作为基于核驱动的半经验BRDF模型中体散射部分和几何光学散射部分的核系数,并使用目标在不同时间的多角度观测数据反推用于太阳—观测几何转换的模型系数。分别利用红色和近红外波段的模拟数据和真实观测数据对模型进行验证,结果表明新提出模型的模拟值与真实观测值具有较好的一致性,能够应用于遥感图像的太阳—观测几何转换。     

Integration and Case Analysis of BRDF Model based on Linear Kernel\|driven Model#br#

Anisotropic reflectance is the intrinsic characteristic of an object surface.over the past few decades,various BRDF models have been developed for investigating the relationship between the vegetation canopy and reflectance anisotropy.This helps to retrieve biophysical parameters from the anisotropic reflectance patterns of vegetation canopy.In this study,for the purpose of assisting potential users to use these models,and to improve the understanding of the BRDF modeling,several BRDF models that are widely used in the remote sensing community have been integrated with the current version of the MaKeMAT (Multi\|angular Kernel\|driven Model Analysis Tool),based on the Interactive Data Language (IDL).This work retains all functions of the current version of the MaKeMAT model,meanwhile,adds some new functions by integrating these physical BRDF models.Undoubtedly,this work facilitates the potential users to process BRDF data and make further analysis in their work by operating a simpler visual interface.This helps to build a rapid communication between the kernel\|driven BRDF models and the physical BRDF models.Our initial results show that this model\|integration practice is a valuable reference for potential users to devise a similar technique.Our case study in coupling these physical BRDF models with the kernel\|driven models present a high correlation between them,with the determination of coefficients (R²) reaching 0.899~0.989 in the red and NIR bands.     

Multi-Observed Block Adjustment for Satellite ImagesWithout Ground Control Points

In order to ensure the accuracy of target area’s ground information,it is necessary to do geometric correction for remote sensing images.Geometric correction has a great influence on the application of remote sensing images.Traditional geometric correction needs ground control points.However,it is difficult to obtain ground control points in some places,such as abroad,western China and desert.To improve positioning accuracy without ground control points,multi\|overlapping block adjustment model is built.Different from traditional method,error equations are built depending on multi\|projection in image space of a single object.In this way,error equations can converge to more accurate solutions.By adjusting the rational polynomial coefficients of each image,the positioning errors in different directions are compensated to a certain extent.Thus the positioning accuracy of remote sensing images is improved.First,block adjustment model and error compensation model are built with RPC coefficients.Then,conjugate gradient algorithm is used to solve the error equations iteratively.Finally the RPC coefficients are adjusted to improve the accuracy of positioning without ground control points.The ZY\|3 data test shows that multi\|overlapping block adjustment model increase the plane positioning accuracy of remote sensing images from 19.8m to 12.9m and the method can effectively improve the absolute positioning accuracy of remote sensing images.     

基于小波分析的TM遥感图像超分辨率重建

基于图像算法的超分辨率重建技术可以提高光学遥感图像的空间分辨率,能够更加有效地利用现有数据并降低成本。以滇西北香格里拉市小中甸坝为实验区,以2009年的TM影像为数据源,开展遥感图像超分辨率重建实验研究。首先分析其中造成图像退化的各项因素并经过双线性插值、维纳逆滤波、卷积等处理;然后通过小波分解得到描述各个方向上不同尺度的高低频信息的小波系数,并多次试验推导出满足预期条件的加权因子。再将多时段的低分辨率图像小波系数以小波重构的方式重建。通过实验可以看出,重建图像能提供更多的细节信息,图像质量有了明显提高。     

最小二乘法联合光学与雷达遥感数据估算玉米叶面积指数

针对单源数据经验模型估算精度较低等问题,提出采用最小二乘法联合光学和雷达遥感数据构建联合估算模型,以中国科学院河北怀来遥感综合实验站为研究区,以夏季玉米为研究对象,利用Landsat8和Radarsat2影像实现研究区叶面积指数估算:首先分别建立了多光谱数据和雷达数据与实测叶面积指数之间的回归模型,然后利用最小二乘算法联合不同数据间的回归模型构建估算模型,最后利用迭代法估算叶面积指数并通过验证数据对估算结果进行评价分析,同时与单源数据经验模型、多源数据加权平均模型和基于物理模型查找表估算结果进行对比。通过对研究区59个样本点数据分析表明:基于最小二乘算法联合光学与雷达遥感数据能够提高叶面积指数的估算精度(R2=0.5442,RMSE=0.81),优于单源遥感数据拟合经验模型(DVI经验模型:(R2=0.485,RMSE=1.27))、基于权重的光学微波联合模型(R2=0.447,RMSE=1.36)和物理模型查找表法(R2=0.333,RMSE=1.36),并当叶面积指数大于3时,对其由于信息饱和或误差引起的低估或高估现象具有一定的抑制作用。     

一种基于物理机理的高光谱遥感图像真彩色校正模型

针对高光谱遥感影像由于各波段光谱范围窄,难以获得符合人们视觉效果的真彩色合成影像问题,提出一种基于物理机理的高光谱遥感图像真彩色校正模型。该模型充分利用高光谱影像在红、绿、蓝反射区的所有谱段信息,通过插补波段并进行波段加权积分重建真彩色合成图像,进而结合实测地物反射率光谱,利用辐射传输模拟的方式,构建具备普适性的真彩色校正模型。利用航空高光谱遥感影像进行色彩校正实验的结果表明,所构建的真彩色校正模型能够很好地应用于高光谱遥感影像真彩色校正。     

基于平台/插件软件架构的多源遥感影像融合系统设计

阐述了“平台+插件”软件设计模型,并在开放式遥感数据处理与服务平台(OpenRS)下运用插件技术开发了多源遥感影像融合子系统。实验表明,采用“平台+插件”软件架构进行多源遥感影像融合系统设计,不仅减少了系统的冗余性,而且使得系统具有良好的可扩展性与灵活性。     

Self-adaptive Spare Representation of Clustering Structure for Hyperspectral Remote Sensing Image Inpainting

A new algorithm for Hyper\|Spectral Image(HSI)inpaintingbased on self\|adaptive sparse representation of clustering structure is proposed.The method can adaptively select the block size according to the feature of remote sensing image.After the pixel is clustered,each band image of HSI can been sparsely represent according to the dictionary learning algorithm,and achieve HSI inpainting through the sparse approximation.The experimental results show that the sparse coefficients obtained by self\|adaptive spare representation can better represent the HSI and improve the Peak Signal\|to\|Noise Ratio(PSNR) of the image.The method proposed in this paper has important significance and application prospect in remote sensing image application.     

遥感影像地形与大气校正系统设计与实现

遥感影像地形和大气校正是提高定量化遥感数据处理精度的重要因素。目前的数据处理软件系统集成了一些地形和大气校正算法,但在应用中还存在不能获取重要的地形参数(如阴影因子、天空可视因子等),需提供精准DEM和校正方法基于朗伯体地表假设等问题。为应对遥感专业用户需求,设计并实现了遥感影像地形与大气校正软件系统,用以对影像进行地形辐射校正、获取DEM数据和相关地形参数、地形与大气校正等。介绍了系统的功能模块设计并展示了系统的原型版本,并应用系统中的地形和大气校正方法获取了HJ/CCD影像和Landsat/TM影像的反射率。校正结果表明:该系统中的BRDF模型能够有效消除地形影响。系统的实现可以为遥感科学研究和应用提供支撑。     

基于三维地球的海量遥感影像高效可视化管理系统的设计与实现

针对数量日益增长的多源、异构遥感影像组织与管理问题,在分析遥感影像特点的基础上,设计并实现了海量遥感影像高效可视化管理系统。研究了系统的组织架构,借助三维地球技术,提升系统的可操作性与视觉体验;采用元数据库技术,实现海量、多分辨率遥感影像的统一、快速查询、检索与定位;通过遥感影像缩略图、金字塔模型和线程池机制,提高遥感影像读取及可视化显示的效率。最后,完成了基于三维地球的遥感影像可视化管理系统的功能集成,实现遥感影像的多种管理模式和多层次需求。在此基础上,在实际工程应用中为海量遥感影像的分发服务提供有力的技术保障。     

黑河综合遥感联合试验数据发布

“黑河综合遥感联合试验”(Watershed Allied Telemetry Experimental Research,WATER)是在我国第二大内陆河流域-黑河流域开展的大型航空、卫星遥感和地面同步观测试验。在试验加强观测期结束两年之际,试验数据集正式发布,实现了发展多尺度、多分辨率、高质量并最终完全共享的综合数据集的目标。本文是“黑河综合遥感联合试验”数据专栏的序言,概述了试验数据信息系统的意义、数据集的构成、数据质量控制的基本措施和流程,以及数据共享政策。我们热情邀请国内外同行在内陆河水文与生态研究、定量遥感研究等多方面使用该数据集,共同推进其广泛应用。     

多波段多极化SAR遥感数据的二维周期介质模型

提出了 SAR遥感数据的二维周期介质半空间理论模型。由于二维周期介质中电磁场的特征向量并不限于入射场的极化方向 ,因此可以考虑同种极化和交叉极化的散射。模型参数简单 ,适用范围广 ,数值模拟结果能较全面地反映多波段、多极化 SAR遥感数据的特性。特别适合于利用种类比较有限的 SAR遥感数据的地物参数反演问题     

机载AISA Eagle Ⅱ高光谱数据处理——以额济纳旗试验区为例

机载AISA EagleⅡ传感器为"黑河综合遥感联合试验(HiWATER)"额济纳旗试验区提供航空高光谱影像。介绍了高光谱原始数据的辐射定标、几何校正、大气校正等预处理过程。根据研究区地形差异以及数据使用目的的多样性,几何校正中可选择是否加高精度DEM产品,大气校正的选择策略可分为平坦地形无DEM的大气校正和起伏地形添加DEM大气校正。本试验数据采用加载高精度DEM的几何校正和平坦地形大气校正方法,经过预处理后的高光谱数据产品,其地理坐标与高分辨率的CCD影像对比,地理位置信息较为准确;与实测地物光谱对比,影像光谱能较好地体现地物光谱的特性,数据可用作定量遥感进一步的研究。     

Citrus Recognition Methods of Hyperspectral Remote Sensing Image based on Spectral Unmixing Model

In order to monitor the citrus planting information timely and accurately,We take Huichang County of Jiangxi Province as the research area,using EO\|1 Hypersion hyperspectral remote sensing (HRS)image as a datasource to build a citrus recognition methods of hyperspectral remote sensing image based on spectral unmixing.First of all,the EO\|1 Hyperion hyperspectral remote sensing image has 242 bands,and it has a wide spectrum rang.It can extract the spectral curve of typical objects in the study area,which is based on the image pre\|processing including the band selection,the atmospheric correction and so on.Then,we use the fully constrained linear spectral mixture model of spectral unmixing to decompose the mixed pixels of the image,and then extract the abundance value of citrus.Finally,we construct the relationship between citrus abundance and the actual cultivation of citrus based on the high resolution remote sensing image.The results indicated that the unavoidable error in the extraction of the typical objects and the differences of the citrus canopy coverage can lead to the corresponding relationship between the citrus plant accurate identification and the citrus abundance threshold value.Under the condition of repeated experiments,the study area of citrus abundance thresholds in the range of 0.30~0.45,the overall accuracy can reach more than 90%,and it can meet the requirements of identification of citrus.     

基于模糊高斯基函数神经网络的遥感图像分类

针对遥感图像分类的特点,提出了一种基于模糊高斯基函数神经网络的遥感图像分类器。该分类器将模糊技术与神经网络相结合,采用神经网络来实现模糊推理,利用神经网络的学习能力来达到调整模糊隶属函数和模型规则的目的,从而使系统具备了自适应的特性,实验结果表明,这种基于模糊高斯基孙数神经网络的分类器经过训练后,可应用于遥感图像的分类,其分类精度明显高于传统的最大似然分类法。     

结合地籍数据的高密度城区面向对象遥感分类 

利用高分辨率遥感影像和GIS辅助数据,对高密度城区进行面向对象的土地利用覆被分类研究。使用NAIP高分辨率航空遥感影像,在多尺度影像分割的基础上,针对特定地物选择合适的影像分割参数。采用决策树方法建立高密度城市地区的分类规则,并结合该地区地籍图数据作为辅助数据,逐步进行高密度城市地区地物信息提取。利用辅助数据进行面向对象的遥感分类效果优于单纯依靠遥感影像进行的分类,且有效提取了道路和复杂的房屋等信息,得到了理想的分类结果,其总分类精度从常规面向对象方法的84.08%提高到89.79%。利用辅助数据进行遥感分类提高了高分辨率遥感影像的分类精度,说明了利用辅助数据进行遥感分类方法的有效性。