基于AROP程序包的类Landsat遥感影像配准与正射纠正试验和精度分析

遥感影像的精确配准和正射纠正是进行图像融合、变化检测、图像镶嵌、定量遥感建模、多时相和多传感器影像协同应用的基础和前提。以美国国家航空和航天管理局下设LEDAPS(Landsat Ecosystem Disturbance Adaptive Processing System)课题组开发的配准与正射纠正程序包AROP(Automated Registration and Orthorectification Package)为例,详细阐述了其配准的原理与程序设计流程,并对其配准的精度进行了分析和评价。试验表明:AROP程序包算法能够找出足够的控制点,且控制点分布较为均匀,配准误差小于0.5个像元。误差特征表现为:扫描误差明显大于航向误差,误差的结果与影像漂移、DEM、坡度存在一定的相关性,高程和坡度是影响配准精度的主要因素之一。该程序包目前能够用于对我国CBERS影像的正射校正以及波段不匹配处理,但是对HJ卫星CCD影像数据配准还有待于进一步研究。     

整合机载CASI和SASI高光谱数据的北方森林树种填图研究

将机载CASI和SASI高光谱数据整合,既可以获取可见光-近红外-短波红外区间连续的窄波段地物光谱,又能得到很高的空间分辨率,为高覆盖度的森林树种识别又增加了一种新方法。但是由于两种传感器的光谱响应不同,接收到的辐射值差异较大,如何将两种数据有效整合目前仍是一个难题。CASI和SASI覆盖谱段不同,受大气影响程度也不同,根据植被反射和吸收光谱特性,首先用基于统计模型的经验线性法和基于辐射传输的MODTRAN模型分别对CASI和SASI大气校正,复原地物光谱真实的反射率。然后去除反射率光谱包络线,用Savitzky\|Golay滤波函数对归一化后的光谱曲线进行平滑,以去除噪声及异常点,实现CASI和SASI数据（CASI+SASI）的整合。与实测光谱曲线对比发现,整合后的CASI+SASI光谱曲线与实测光谱曲线匹配度较高,并且比单一传感器的光谱信息更丰富,有利于不同树种的区分识别。最后应用光谱微分及曲线匹配技术,选取SVM分类器实现了研究区的树种填图,总体精度达到86.21%,Kappa系数为0.8297,该方法有效可行,为后续的相关研究提供了参考。     

卫星遥感反演海面风矢量数据真实性检验与质量评价

微波散射计(QuikSCAT)和微波辐射计(WindSAT)的10m风矢量数据是目前覆盖范围最大、持续时间最长的海面风场卫星数据产品。利用QuikSCAT和WindSAT运行时间重叠的风矢量原始轨道资料,分别与同步的全球海洋浮标实测风矢量资料进行比较。结果显示:QuikSCAT平均风速略大于浮标,平均绝对误差约为1m/s;风向平均绝对误差在8°以下。WindSAT平均风速略大于浮标,平均绝对误差不超过0.5m/s,均方根误差约为1m/s;风向平均绝对误差在10°以下。在全球海域,QuikSCAT和WindSAT风矢量数据质量高,可信度极好。QuikSCAT和WindSAT在同一点上空的过境时间为准同步,并且二者的风矢量数据相关性极好,可以互相替代。     

基于长时间序列ASAR数据的近海风场反演

首先获取覆盖浙江省近海215景长时间序列多模式ASAR Level 1B数据,对获取的ASAR数据进行几何校正、辐射定标、极化比转化、噪声剔除后,将所有的影像统一重采样得到1km×1km分辨单元的后向散射系数影像,尝试利用CCMP风向作为SAR风速反演地球物理模式函数的风向初始场,对比目前国际上最常用的3种模式函数CMOD4、CMOD-IFR2和CMOD5的风速反演效果,将反演得到风速分别与CCMP插值风速和现场观测气象站点的风速进行对比,结果表明CCMP风向数据可作为SAR风速反演的风向初始场,其中结合CMOD4模式函数能够得到较高精度的反演风速,由于CCMP数据有效时间长、覆盖范围广、易于获取,因此联合CCMP风向有利于SAR近海风场反演的业务化应用。     

复杂下垫面城市暴雨内涝汇水区划分方法研究

汇水区(catchment)是径流控制的结构单元,也是水文模型中重要的输入数据。在城市地区,由于复杂的下垫面特征,使用传统的汇水区划分方法得到的结果和现实情况差异较大。在已有的汇水区划分方法基础上,结合城市地区实际径流特点,提出了新的汇水区划分方法。首先,将影响地表汇流路径的不同地物高程信息融入到DEM中;然后,对概化后的排水管网进行缓冲区分析并修正对应范围内的DEM数据,进一步优化DEM;再次,结合研究区范围确定合适的DEM空间分辨率,保证子汇水区划分的合理性;最终,根据精细化的DEM数据,利用D8算法划分子汇水区。以海宁地区为研究区,并将新方法与3种传统方法进行对比。结果表明:细化后的DEM能够更加真实地反映地表高程,汇水区划分结果可以准确刻画地表径流过程,提高了汇水区划分的合理性。     

北美永久湿地NDVI时序变化特征分析——以哈德逊湾西南湿地区域为例

基于2001~2009年MCD12Q1数据,提取哈德逊湾西南区连续9年都是湿地的区域作为研究区。利用1982~2006年GIMMS NDVI数据,分析此区域25 a来NDVI季节、年际变化,并与温度、降水数据进行相关分析。结果显示:研究区域NDVI季节变化呈现单峰曲线形状,夏季达到最大值。1982~2006年NDVI年际变化在春秋两季与全年平均NDVI年际变化都呈增加趋势,夏季与冬季趋势则相反。此区域NDVI季节变化与温度、降水呈极显著相关,冬季NDVI年际变化与温度以及夏季NDVI年际变化与降水的相关性不显著,而其他各时期NDVI年际变化与温度、降水也都呈极显著相关。然而,由于人类活动及其他因素的影响,此区域的NDVI年际变化驱动还存在一定的不确定性。