基于一种简单物理模型的叶面积指数反演

叶面积指数(LAI)是植被冠层结构最基本的参量之一,也是植被定量遥感的重要参数,反演方法主要有经验模型、半经验模型与物理模型.提出了一种基于四分量的简单物理模型,能快速准确地模拟森林冠层反射率并建立查找表,以Landsat-7ETM+遥感图像中单个像元作为测算单位,对大野口典型森林区叶面积指数进行反演,利用研究区地面实测数据对模型反演结果进行验证和精度分析.结果表明:相比二分量物理模型,改进的四分量物理模型能较好地描述遥感图像植被覆盖混合像元真实的物理组成,提高冠层光谱曲线模拟精度,使LAI反演准确度有所提高,R2(R为相关系数)由0.240 3提高到0.772 7,均方根误差由0.983 0降低到0.114 8,说明四分量模型能真实地反映研究区叶面积指数分布状况.     

土地利用现状更新调查中大气校正对反演植被盖度影响的研究

定量反演植被盖度是评价土地荒漠化程度的重要手段.以科尔沁沙地为研究对象,选择Landsat5-TM遥感影像数据,在定量反演荒漠化地区植被盖度时,对大气校正前后的归一化植被指数(NDVI)的变化进行对比研究,并对所建立的植被盖度的遥感信息模型进行精度比较.研究表明:对于科尔沁沙地,运用大气校正后图像计算出的NDVI,采用三次拟合曲线建立的植被盖度的遥感信息模型,其实际精度相应提高约11%.     

岷江上游典型流域林冠截持降雨遥感模型与反演

在对岷江上游典型流域研究区实地踏勘和定位观测的基础上,综合利用ETM和ASTER遥感数据、地面实测数据和常规观测数据等资料,结合森林水量平衡原理,建立了岷江上游典型流域林冠截持降雨遥感信息模型。以遥感图像中单个像元作为测算单位,对模型参数叶面最大持水度、覆盖度、叶面积指数(LAI)进行了计算,并对岷江上游毛儿盖地区林冠截留降雨量进行了反演。并利用研究区实测数据、生态环境本底遥感调查数据和水文气象数据对上述模型反演结果进行验证和精度分析。结果表明,模型反演结果精度较高,能较好反应研究区植被冠层截留量的实际状况。     

基于DART模型森林结构参数反演

为充分发挥多角度遥感技术在森林资源监测过程中的作用,首先需要认识遥感信号产生的机理,了解植被冠层辐射传输的过程,建立合适的数学模型进行定量描述,最终达到从遥感信号中提取植被信息的目的。利用CHRIS多角度遥感数据验证DART多角度物理模型,DART多角度物理模型确定影响双向反射率分布函数(BRDF)的不同敏感参数,根据试验区的特点设计并正演建立查找表,由平方差最小原则通过多角度遥感图像反演LAI。反演得到的LAI与样地实测数据比较分析,结果表明多角度遥感反演精度满足要求。     

基于TM影像的大气辐射校正方法对比分析

比较6S模型与改进DOS模型进行大气辐射校正的原理与算法,以期选取基于TM影像的更优大气辐射校正方法.选择陆地卫星7号TM遥感影像的可见光TM1、TM2、TM3波段数据,分别探讨基于6S模型与改进DOS模型进行大气辐射校正和反射率反演.研究表明:改进DOS模型较6S模型辐射校正效果更好,地表反演精度更高,且可操作性强,易于接受.对于TM影像而言,改进DOS模型是一种较优的大气辐射校正方法.     

林区环境因素与CORS测量精度的相关性分析

在林区环境下的碎部测量中存在一定的障碍物对CORS信号进行干扰,影响CORS信号的站间传播.为研究林区环境因素与CORS测量精度之间的关系,通过获取林区优势树种的叶面积指数(LAI)和CORS测量精度等要素,利用SPSS软件分析其相关性.结果表明:不同优势树种的LAI值与CORS测量精度秩相关系数rs>0.8,在p<0...     

光学遥感卫星大气校正研究综述

由于高分辨率遥感应用需求增加的牵引,国内外发射了越来越多的光学遥感卫星载荷.然而,随着传感器分辨率的增加,大气对地表信息干扰的问题也越来越突出,光学遥感图像的大气校正问题,因载荷特点和应用需求的改变面临着一些新的挑战,有必要对其进行总结和分析.本文在介绍大气校正现状和原理的基础上,按照光学遥感卫星大气校正输入信息来源不同,把大气校正方法归纳为基于图像和图形处理方法、基于辐射传输计算、基于图像自身信息反演大气参数、基于大气同步校正仪的大气校正4类进行介绍.最后,结合我国高分辨率光学卫星的发展方向,对当前的大气校正应用方案和未来发展进行了讨论和展望.     

辐射计观测模拟系统的设计与研究

基于物理参数反演和卫星数据同化系统的发展需要,设计了一个结合陆面、大气和传感器特征,基于辐射传输模型的辐射计观测数据模拟系统.综合考虑地形、地表异质性、大气等影响,可以直接应用到数据同化系统,进而为校正数据同化模式的静态参教提供基础,同时提高对辐射机理的理解和认识,促进地球物理参数反演.利用该模拟系统,模拟了先进微波扫...     

基于水体特征指数的广西北部湾近岸海域叶绿素a 浓度反演

为了弥补传统水质监测的不足, 加强赤潮的风险管控, 基于Landsat 8 OLI 遥感影像和实地监测数据, 分析了遥感影像光谱特征对叶绿素a 浓度变化的响应关系, 统计各种水体指数(FAI、VB-FAH、NDCI等)与叶绿素a 实测浓度之间的相关关系, 对最佳的相关性指数FAI 进行改进; 再分别基于相关系数较高的水体指数(改进的FAI、 FAI、VB-FAH)建立叶绿素a 浓度反演模型, 并评价反演精度。结果表明: 改进的FAI 模型和叶绿素a 浓度的相关性最高, 相关系数R 达到0. 74; 构建的一阶线性反演模型的精度最高(R2为0. 79, RMSE 为1. 66, MAPE 为26%)。利用改进FAI 建立的一阶线性反演模型对整个研究区域的叶绿素a 浓度进行反演, 结果表明: 叶绿素a 浓度与到岸距离呈负相关关系, 河流入海口叶绿素a 浓度较高, 南流江入海口的叶绿素a 浓度值相较于其他入海口更高, 河流流域水质整体较差。改进的FAI 建立的一阶线性反演模型计算简单、精度较高, 可以快速有效地反演北部湾近岸海域的叶绿素a 浓度。     

松花江流域植被覆盖动态监测遥感分析——哈尔滨市区段为例

利用遥感和地理信息系统技术对1989和1995年的Landsat TM遥感数据进行处理,定量反演归一化植被指数（NDVI）,在此基础上,获取研究区域植被覆盖度。在ArcGIS9.2软件空间分析模块的支持下,对研究区域植被覆盖进行叠加分析,揭示区域植被盖度的数量变化和空间变化特征,对土地资源管理和可持续发展决策及生态环境保护有科学指导意义。     

一种基于降噪自编码神经网络的积雪产品去云方法

目前应用最为广泛的积雪覆盖区域图(SCA)可由中分辨率成像光谱仪(MODIS)获取,常被用于积雪覆盖时空变化的研究中.由于受云遮挡的影响,MODIS积雪产品存在较大区域的数据缺失.为了消除云遮挡的影响,本文构建一种降噪自编码神经网络模型,建立雪粒径与复杂地形、土地覆盖类型之间的复杂的映射关系,实现云下积雪参数的补全,提高积雪产品的覆盖面积.本文选取开都河流域为研究区域,将MODIS反演得到的积雪产品数据与地形地物数据结合,并通过降噪自编码神经网络(Denoising Autoencoder Artificial Neural Network)、极值雪线法相结合的方法来定量地回归补全高山复杂地形下由于云覆盖导致的积雪缺失数据,从而得到无缺失的逐日雪盖数据.其中,降噪自编码神经网络融合多特征数据,建立地形特征与雪粒径数据之间的非线性映射关系,从而来补全云层下的雪粒径数据;极值雪线法主要用来去除低海拔地区误报值,进一步提高雪盖提取精度.采用MODIS积雪产品对去云结果开展精度验证,本文所提出的去云方法的精度超过86％,有效地提高了雪盖提取精度.因此,本文所提的算法可以有效地去除复杂地形区域的云覆盖.     

基于遥感数据的宁夏地区土壤水分反演方法比较

利用MODIS产品数据MOD11A2和MOD13A2获取地表温度(TS)、昼夜温差(DST)、归一化植被指数(NDVI)、增强植被指数(EVI),构建宁夏区域2005年4、7、10月逢8、18、28日TS-NDVI、TS-EVI、DST-NDVI、DST-EVI特征空间,根据TS-NDVI、TS-EVI、DST-NDVI、DST-EVI特征空间建立了温度植被干旱指数(TV-DI)、温度增强植被指数型干旱指数(TE-DI)、温差植被干旱指数(DTVDI)、温差增强植被指数型干旱指数(DTEDI),并以这些干旱指数作为土壤水分监测指标,反演了宁夏区域2005年4、7、10月的土壤水分.利用实测10cm土壤水分进行相关分析,结果表明DTEDI在宁夏土壤水分反演中表现较好,DTVDI表现略好.     

土壤湿度的空间变异特征及尺度效应分析

基于遥感信息分析了土壤湿度的空间变异及尺度效应问题.利用多尺度遥感数据获得了归一化植被指数和地表温度,并基于此参数提取了干旱/半干旱地区的土壤湿度指数;基于分形理论,利用表面积计算方法,通过计算一系列不同尺度窗口像元的曲面面积,研究了三维曲面面积随尺度变化的规律,即定量描述了不同尺度遥感图像提取的土壤湿度指数值的变化特性,随着尺度的增加,驻点像元数减少,说明其空间异质性降低;并利用半变差函数研究了不同空间分辨率下土壤湿度的异质性特征.结果表明:空间分辨率越大,其整体空间异质性程度越小,与实际情况相符,说明利用分形几何学和地统计学方法分析土壤湿度指数的空间异质性特征是可行的.通过该研究可以有效地确定土壤湿度遥感监测的尺度,更好地了解区域尺度的土壤干旱程度及水资源情况.     

基于SNPP-VIIRS夜间灯光数据的GDP预测模型对比

由于基于夜光遥感数据的GDP 预测多采用单一函数模型, 缺乏对比和可行性验证, 因此利用校正后的夜光影像对比多种函数模型的预测效果具有实际价值。鉴于此, 选择 SNPP-VIIRS 作为基础数据, 经过消除负值和背景噪声等校正处理, 对线性函数等6种预测模型进行GDP估算效果对比。结果表明: 在省级尺度下, 二项式函数拟合优度最高, Gaussian 函数预测效果最好; 市级尺度下, 二项式函数均优于其他函数模型。校正方法合理科学, 校正后的影像可用于GDP预测研究。     

多云雾山丘地区遥感定量化理论及应用进展

在分析光学与微波遥感各自的应用现状及面临的挑战的基础上,从数据层、数据预处理和定量化理论与方法3个层面详细分析和总结了适用于多云雾山丘地区复杂环境的遥感定量化应用理论与方法,包括面向对象的反演策略、主被动遥感协同、时间序列建模、前向模型地形效应修正、弱敏感参数反演等。同时,结合研究团队近年在多云雾山丘地区遥感定量应用的研究实践,给出西南地区的土地连续变化监测、森林火灾风险评估、干旱监测、植被覆盖条件下的土壤水分主被动遥感反演等方面的应用实例。     

广西都安县石漠化景观格局的尺度效应

以都安县2007年LANDSAT TM影像为数据源,采用基于归一化植被指数(NDVI)的像元二分模型估算了研究区的植被覆盖度,根据石漠化与植被覆盖度的对应关系,反演了石漠化景观信息。从景观水平上选取7个常用的景观指数,定量分析了景观指数随粒度和幅度变化的基本规律。结果显示:1不同景观指数随粒度变化的响应特征不同,除Shannon多样性指数(SHDI)和均匀度指数(SHEI)外,其余指数对粒度变化较敏感;2当幅度5(实际8 km)时,大部分指数随幅度变化具有随机性,当幅度5(实际8km)时,周长-面积分数维数(PAFRAC)对幅度变化不敏感,其他指数都表现出明显的幅度效应;3空间粒度和幅度两方面都说明石漠化景观格局具有尺度依赖性。     

陆地高光谱遥感数据的大气校正算法分析

针对大气散射、气溶胶散射和太阳反射等因素影响,使传感器接收到的数据与地表反射的数据不一致,造成遥感图像失真的问题,本文为了将高光谱成像数据用于陆地表面的定量遥感,必须消除大气影响,对所获得的信息进行大气校正。通过运用辐射传输模型法对遥感数据进行大气校正,并采用经验法与辐射传输模型法相结合的混合方法进行大气校正。研究结果表明,将ATREM和现场光谱测量相结合,可以在与校准点不同的海拔上改善大气校正,地面校准消除了与传感器伪影和辐射传输模型相关的残留误差。该研究可以使遥感图像准确地获得地表信息。     

基于BP神经网络的Landsat影像去云方法

利用最优化云变换HOT检测云区位置,再经过云区偏移和膨胀计算检测云影。对于多时相遥感图像的辐射特征存在非线性关系问题,采用BP神经网络对非线性函数进行模拟,预测仿真后各像元的灰度值,实现参考影像与目标影像的光谱匹配。根据云区及其阴影的检测图,将BP神经网络辐射校正后的参考影像镶嵌入目标影像,达到影像修复的目的。实验结果表明,BP神经网络对于Landsat数据具有很好的函数逼近效果,去云后图像质量得到较大改善。     

基于RS和GIS的岩溶石漠化与大气降雨关系——以贵州省典型岩溶石漠化地区为例

以贵州省典型岩溶石漠化地区为例,采用不同时相的TM多光谱数据和19个基准地面气象观测站及自动站1999—2013年的逐日降雨数据为数据源,以遥感(RS)、地理信息系统(GIS)为技术手段和平台,1999—2013年的年均降雨量和年暴雨频率为评价因子,运用地统计学和空间信息分析方法分析岩溶石漠化与大气降雨的关系。结果表明:降雨(非暴雨)是加剧岩溶石漠化进程的因素之一,也是减缓岩溶石漠化进程的重要因素;暴雨加速了岩溶石漠化的演化进程,对岩溶石漠化的恢复起反作用。     

喀斯特石漠化遥感信息增强与监测技术

应用遥感动态监测的基本理论和方法,从遥感数据选择、数据预处理、石漠化演变图像提取、石漠化变化信息的分类分级、石漠化变化信息自动提取等方面入手,总结了利用改进的EVI提取石漠化信息,二次图像分类遥感动态监测的技术路线与方法.野外调查验证表明,该技术方法实用、监测结果准确.