基于广义回归神经网络反演悬浮泥沙含量的定量遥感方法

利用2003年1月和2004年1月所获得的珠江口实测遥感反射率和悬浮泥沙浓度数据,根据MODIS专门的水色通道,建立了基于实测遥感反射率的广义回归神经网络（GRNN）模型来反演悬浮泥沙含量,并利用MODIS图像获取悬浮泥沙的浓度图。研究结果表明：GRNN模型计算方法简单,选取MODIS 8~15通道的遥感反射率组合作为输入时,模型的反演精度较为理想,平均相对误差为17.01%,相关系数为0.965。     

Sentinel-2的胶州湾水体透明度遥感反演

针对目前透明度遥感反演研究多以较低空间分辨率卫星数据为主的现状,采用分辨率高达10 m的Sentinel-2卫星数据进行了胶州湾海域水体透明度的遥感反演研究。构建了基于实测数据的反演模型。结果表明:模型具有较高的精度,反演值与实测值的平均相对误差为9.86%,均方根误差为0.22 m。依据构建的反演模型与卫星影像数据反演了胶州湾水体的透明度,绘制了水体的透明度分布图,分析了胶州湾海域水体透明度的空间分布规律和局部的细微变化特征。研究发现,胶州湾海域水体透明度呈现由近岸向外海逐渐升高的趋势,径流量大的河流会造成汇入海域透明度明显降低的变化,潮汐会引起透明度出现沿垂直于岸边方向的纹理变化特征,大型船只的通航会造成透明度短时降低的变化。     

通道式偏振遥感器偏振定标方法研究

通道式偏振遥感器可获取目标光谱辐亮度、偏振度和偏振方位角等多维度信息,是目前最常用的偏振遥感探测的主要仪器类型之一。介绍了通道式偏振遥感器偏振定标的原理,根据矩阵光学理论和辐射度学理论,构建新的Stokes矩阵,从光谱维建立完善的偏振定标模型,分析了需要定标反演的参数,并给出了相应的定标方法,可为类似的通道式偏振遥感器的偏振定标工作提供参考。     

水下光源主光轴光谱辐照度分布模型

根据光传输理论和水体光学衰减规律,提出了水下光源主光轴上光谱辐照度随距离分布的理论模型,确定了模型结构。在此基础上,采用数值计算的方法对模型中各待定参数进行求解,根据模型结构特点提出了对不同参数进行分步拟合的思路并给出了具体的参数求解方法。为了验证建模方法的准确性和可行性,根据水下光源实测数据进行建模并对模型的精度进行了评估。结果显示:模型拟合数据与水下实测数据吻合程度较高,拟合误差的方均根值仅为实测数据方均根值的4%,说明模型拟合精度较高。该方法有望用于水下光场建模、水下图像处理等应用领域。     

山地光学遥感成像仿真的实现

为了进一步提高对山区地表特征的研究精度,为光学遥感摄影等相关工作提供有力参考,基于山地辐射传输方程建立了一个山地光学遥感成像仿真模型.利用辐射传输软件MODTRAN4.0进行辐射计算及大气校正,结合得到的数字方程模型(DEM)数据进行地形参数的计算,以美国资源卫星的多光谱扫描影像(TM)为基础反演得到地表反射率.通过对...     

基于深度学习的光学遥感图像目标检测综述

目标检测是光学遥感图像解译的核心环节,广泛应用于情报侦察、土地利用、城市规划等领域。近年来,深度学习的发展成熟使光学遥感目标检测的精确度和效率得到大幅提升。本文首先综述了基于深度学习的通用目标检测算法;然后介绍了当前常用的光学遥感图像目标检测数据集并依据数据特点分析了数据集的发展趋势;接着根据遥感图像检测难点,从任意方向、多尺度、小目标、密集分布、复杂背景5个方面详细梳理了算法的优化方案;最后展望了光学遥感图像目标检测研究的发展方向。     

深海直达声区水下声源距离深度联合估计

深海直达声区声场存在明显的多途结构,可用于水下声源被动定位。本文根据一次南海实验获取的数据,研究基于双水听器接收信号互相关函数和单水听器接收信号自相关函数的水下声源距离深度联合估计方法。首先假设声源深度位于50m~300m之间,根据双水听器互相关函数提取直达波到达时间差估计水下声源距离,然后根据距离估计结果以及单水听器自相关函数提取的直达波与海面反射波时延差估计水下声源深度,最后计算声源深度估计结果的平均值再与双水听器互相关函数结合得到更为精确的距离估计结果。结果表明,采用此方法估计的水平距离相对误差在10.5%以内,声源深度相对误差小于13.3%。      

浮游植物分布对强台风尼格的响应

研究调查了Ekman流对浮游植物生态动力过程的驱动机制。采用新的光学遥感算法提取浮游植物光学有效信息。该算法结合了近红外波段的浮游植物荧光信号以及可见光部分的弹性散射的辐射传输模型,通过两次迭代优化算法,提取浮游植物光学信号。采用辐射传输软件Hydrolight对海水水下光场进行了数值模拟,并结合新算法对模拟数据进行了对比分析。结果表明,新算法较好地表征了浮游植物叶绿素光学参数。利用MERIS光学遥感数据并结合了动力学参数,利用该算法分析了强台风尼格对我国海域浮游植物分布的影响。研究结果表明,Ekman流是我国海域浮游植物分布异常的原因之一。     

基于航空偏振数据的地表BPDF模型优化研究

针对航空偏振气溶胶反演涉及的地表双向偏振辐射分布函数（BPDF）特性问题,分析了地表双向偏振反射分布物理机理,结合经典地表BPDF模型参数特点,提出了基于阴影方程和归一化植被指数的优化地表BPDF模型。利用航空辐射偏振遥感数据,验证了新模型的精度,相对于实测结果,平均相对偏差小于9.9%。与三种经典模型模拟结果相比,新模型值随不同观测角度变化时,其一致性很好。根据新模型精度,还模拟了地表偏振反射率偏差与气溶胶光学厚度反演误差的关系,发现地表偏振反射率偏差为4×10-4时,带来反演气溶胶光学厚度误差小于0.03,满足气溶胶偏振反演应用要求。     

光学卫星遥感图像舰船目标检测综述

遥感图像的目标检测是把海量遥感数据转化为应用成果的重要一环,而光学遥感图像中舰船目标的检测更是遥感图像处理分析的研究热点,具有重要的应用价值.本文的主要目的是研究光学遥感图像中舰船目标检测的各种方法,对目前采用的检测方法做出系统性总结.重点介绍了基于灰度信息统计特征、视觉显著性、模板匹配和分类学习的四种传统舰船目标检测方法和深度学习方法在舰船目标检测中的应用,并分析了各种方法的优缺点和适用性,同时对舰船目标检测的未来发展进行了展望.     

新疆北疆地区雪水当量遥感定量研究

为了探讨光学遥感数据反演雪水当量可行性,2009和2010年2月对新疆北疆地区雪密度等参数进行了野外观测.运用连续统去除法对不同类型积雪光谱吸收特征进行分析得出1028nm、1252nm、1494nm和1940nm附近雪深对光谱吸收深度影响显著,积雪深度越大,光谱吸收深度越小.以500m 中分辨率成像光谱仪MODIS影...     

海洋遥感综合孔径微波辐射计系统误差的降低

被动微波遥感是海洋遥感的一项重要手段,可以测量一些重要的海洋参数,如海表面盐度、海表面风矢量等。综合孔径微波辐射计是目前被动微波遥感领域的一个研究热点。然而,由于综合孔径辐射计在空间频率上只能覆盖有限的带宽,无法获取观测目标的高频分量,所以即使不存在G矩阵误差和辐射噪声情况下,依然存在固有的系统误差。针对固有的系统误差,提出了一种系统误差降低方法应用于FPIR 系统中。仿真结果表明:该方法能够有效降低FPIR 系统误差,获取高精确度的亮温数据以满足测量海表面盐度和海表面风矢量等应用需求。     

基于遥感图像的舰船目标检测与参数估计方法

利用遥感图像进行舰船检测与监视的研究和技术开发在海洋遥感领域得到了快速发展,并成为遥感数据重要的海洋应用之一。当海洋遥感图像用于舰船尾迹检测时,就可及时有效地发现和提取舰船目标信息。文中利用光学遥感图像的海面舰船尾迹特征以及相关参数,估测舰船目标的速度与航向。分别通过灰度累积法和Radon变换法两种不同的尾迹长度检测方法,对尾流长度进行了提取,并利用尾流长度特征简单估测了舰船航速与航向。对实验结果和误差进行了分析,并对影响舰船尾流检测的因素进行了讨论。估算结果初步验证了对航速与航向估算方法的有效性     

基于多源遥感卫星的海面舰船目标检测方法

围绕光学卫星遥感图像中的海面舰船目标检测问题,考虑静止轨道遥感卫星和低轨道高分辨率遥感卫星的优缺点,提出一种基于多源遥感卫星的海面舰船目标检测方法。该方法首先通过多结构多尺度形态学滤波和自适应阈值分割对静止轨道卫星遥感图像进行目标预检测,然后将预检测结果与卫星图像的地理位置信息相结合来确定高分辨率遥感图像候选目标区域,最后提取候选目标区域中目标的主要特征,进行舰船目标判别,将判别结果反映到静止轨道遥感卫星图像上。仿真结果表明,该方法能有效检测出海洋背景遥感图像中的多个运动舰船目标,具有目标检测率高、虚警率低、时效性好等优点,为静止轨道遥感卫星对海面运动舰船目标的实时监视跟踪提供了技术支撑。     

基于海岸线区域两类不同轴遥感设备之间匹配应用

以高光谱分辨率的空间外差光谱仪为例,针对其获取地表目标干涉数据的特点,提出一种利用高空间分辨率遥感图像中海岸线区域的大面积均匀地貌且地表反射率有突变的特征来对空间外差光谱仪进行指向配准的方法,实现了不同轴成像遥感设备与非成像遥感设备之间的匹配应用.利用空间外差光谱仪在多个对地观测点的结果干涉数据和相同经纬度区域的高空间分辨率图像数据进行地基测试实验,将配准校正值结果与其标称值进行对比,误差范围在-3%~5%.结果表明,该方法可为星载不同轴成像遥感设备与非成像遥感设备之间匹配应用提供参考依据.     

海洋激光遥感技术研究进展(特邀)

国内正处于实施21世纪海洋丝绸之路战略部署的关键时期,发展海洋光学技术是支撑国家中长期发展战略的重要方向。海洋激光遥感技术是海洋光学的重要研究领域之一。激光雷达作为近年来快速发展的新型主动遥感技术,由于其具有高精度及高时空分辨率的优点,已在海洋激光遥感领域得到广泛的应用。文中基于布里渊散射激光雷达和海洋成像激光雷达介绍了海洋激光遥感技术的研究进展,以及我国在水体参数测量、水下目标探测和海洋地形地貌的激光遥感中的应用。     

基于语音识别控制的激光超声水下遥感研究

为了减少激光致声对水下目标遥感的实时性和有效性的影响,分析了激光超声诱导与光声效应原理,采用语音识别技术实现字符化编码,探讨语音信息的基频编码和控制激光发射的码型结构。搭建了实验测试系统,利用波长为1.06μm的脉冲激光进行水下超声激励,通过对水下激光声信号采集处理,完成了实验室空中平台到水下目标的实时语音控制。结果表明,非特定人的语音指令识别与编码方法有效实现了可变基频的激光超声水下目标控制。该研究为激光声水下目标遥感应用提供了一种新的技术途径。     

基于LCTF的水下光谱成像系统研制

水下光谱成像技术在水下目标物识别、海洋生态监测等领域有着重要作用。基于实际工程使用环境设计了基于液晶可调谐滤光片(LCTF)的水下光谱成像系统。该系统通过采用LCTF作为滤光结构以获得水下目标物的光谱信息。水下光谱成像系统在宽光谱LED光源的照明下,进行水池实验获得了目标物在波长400~700 nm之间的31个通道光谱图像。对水下具有相似颜色的不同物体的光谱信息进行了讨论和分析,结果表明:该系统有助于水下目标物识别和分类。在海试中对珊瑚进行了原位观测,成功获取了珊瑚礁的水下光谱图像。该系统有望应用于海洋遥感、海洋生态环境监测等领域。     

Inversion of ocean color observations using particle swarm optimization

Inversion of ocean color reflectance measurements can be cast as an optimization problem, where particular parameters of a forward model are optimized in order to make the forward-modeled spectral reflectance match the spectral reflectance of a given in situ sample. Here, a simulated ocean color dataset is used to test the capability of a recently introduced global optimization process, particle swarm optimization (PSO), in the retrieval of optical properties from ocean color. The performance of the PSO method was compared with the more common genetic algorithms (GA) in terms of model accuracy and computation time. The PSO method has been shown to outperform the GA in terms of model error. Of particular importance to ocean color remote sensing is the speed advantage that PSO affords over GA.     

基于主成分分析的CO2统计反演方法

二氧化碳（CO2）卫星遥感中,大气环境因素是影响反演精度的重要原因,目前反演条件通常限制在气溶胶光学厚度小于0.3的情况。我国大气气溶胶高值情况较为普遍,对大气条件的较高要求将严重影响我国CO2卫星遥感数据的应用能力。针对这种情况,利用基于主成分分析法对中国京津地区高气溶胶光学厚度的大气CO2反演,得到的CO2柱浓度与2013年、2014年GOSAT-Level2产品进行对比分析,均方根误差分别为0.65%和0.46%,相关性分别为0.77和0.93。