基于小波变换与支持向量机回归的冬小麦叶面积指数估算

叶面积指数(LAI)是作物长势诊断及产量预测的重要参数。通过对冬小麦采样点的高光谱曲线进行连续小波变换(CWT),然后利用小波系数与LAI建立支持向量机回归(SVR)模型,实现冬小麦不同生育时期的叶面积指数估算。通过对所研究方法与选取的植被指数、偏最小二乘(PLS)回归等5种方法的反演结果进行统计分析。结果表明:利用连续小波变换确定的LAI的敏感波段为680、739、802、895 nm,对应尺度分别为8、4、9和8,对应小波系数的LAI回归确定系数(R2)明显高于冠层反射率的回归确定系数;利用小波系数与LAI建立的SVR模型的反演精度最高,模型实测值与预测值的检验精度(R2)为0.86,均方根误差(RMSE)为0.43;而常用植被指数(归一化植被指数,NDVI;比值植被指数,RVI)建立的估测模型对冬小麦多个生育时期LAI反演精度最低(R2<0.76,RMSE>0.56)。因此利用连续小波变换进行数据预处理,能更好地筛选出对叶面积指数敏感的信息,LAI回归方法比较结果表明,SVR比PLS更适合于LAI的估测,通过将CWT与SVR结合(CWT-SVR)能实现不同生育时期冬小麦叶面积指数的遥感估算。  

基于Radarsat2与Landsat8协同反演植被覆盖地表土壤水分的一种新方法

主动微波遥感与被动光学遥感在反演地表土壤水分方面分别具有各自的优缺点, 为了将这两者的优势结合弥补缺点, 提出了一种基于Radarsat 2与Landsat 8数据协同反演植被覆盖地表土壤水分的半经验耦合模型.该模型基于水云模型, 将光学遥感反演得到的植被冠层含水量作为水云模型的关键输入参数, 并同时考虑植被冠层与土壤以及其之间的部分对雷达后向散射系数的影响,以此来去除雷达回波中的植被部分.最后选用内蒙古呼伦贝尔市额尔古纳市大兴安岭西侧研究区的Radarsat 2与Landsat 8遥感数据, 利用新的耦合模型反演得到植被覆盖区土壤水分含量, 并利用地面测量数据对模型进行验证.结果表明：利用Landsat 8数据反演植被含水量算法精度较高(R2=0.89), 论文提出的耦合模型反演植被覆盖地表土壤水分精度比之前算法也有了较大的提高, 其中HH极化效果最好, R2由0.27提高至0.65.这表明该耦合模型具有较好的反演精度, 可以应用于植被覆盖区土壤水分含量的反演.  

基于分形理论与GEOEYE-1影像的NDVI连续空间尺度转换模型构建及应用

尺度效应是定量遥感领域一个重要而基础的科学问题。尺度效应的解决方法为尺度转换。传统的尺度转换方法面临涉及的空间分辨率离散、有限及传感器间成像参数归一化的干扰等问题。在提出并实践基于分形理论构建归一化差分植被指数（Normalized Difference Vegetation Index, NDVI）连续空间尺度转换模型（continuous spatial scaling model, CSSM）的基础上，本文基于GEOEYE-1多光谱影像、以NDVI为研究对象继续就分形方法在高空间分辨率基础图影像中的适用性进行研究，并就分形模型构建最合理尺度层级的确定进行细致探讨。实验获得如下结论：（1）基于分形理论的NDVI连续空间尺度转换模型构建方法适用于高空间分辨率遥感影像；（2）在给定的条件下，NDVI尺度转换分形模型构建时最合理尺度层级存在且可计算。论文的研究使得分形方法所适用的反演量类型及基础图空间分辨率范围皆有大的扩展。  

三轴天线角度标校方法

三轴天线系统主要用于对低轨卫星的全空域无盲区跟踪。对于斜转台三轴天线系统，已有的方位-俯仰座架的误差模型及标校方法已不适用。依据三轴天线系统的特点，分析研究了三轴天线系统的各项误差，提出了三轴天线系统误差修正的数学模型和标校的具体方法，并结合三轴天线实测数据进行了试验验证。该标校方法已应用于实际工程中，取得了良好的效果。  

Antarctic Ice-Sheet Freeze-Thaw Detection Based on Improved Physical Model

On the basis of the simple ice-sheet freeze- thaw physical model, a new algorithm of Antarctic ice- sheet freeze-thaw detection was proposed for the automatic threshold segmentation, which did not depend on the priori freeze-thaw distribution. That was the histogram statistics for the data of ice-sheet freeze-thaw physical model by the use of generalized Gaussian model to automatically get the optimal threshold of the dry snow and the wet snow, so as to get the Antarctic freeze-thaw areas. The algorithm improves the computational efficiency, usability and oper- ability of the ice-sheet freeze-thaw detection because the algorithm does not rely on the actual melt information and can automatically select many samples. To some extent, the algorithm also improves the accuracy of the ice-sheet freeze-thaw detection.  

S/X/Ka频段天伺馈系统关键技术分析

采用Ka频段进行星地数据传输是解决数据传输频带资源紧张的有效技术途径,将成为星地数据传输的发展方向。针对目前国内外对S/X/Ka地面接收系统缺乏深入的技术研究和工程化产品的问题,分析研究了S/X/Ka天伺馈系统的关键技术,提出了主要技术指标需求及关键技术实现途径。研究结果可为系统的设计、研制加工等提供技术参考。  

交叉极化干扰消除技术研究

针对双极化频率复用系统中的交叉极化干扰问题,提出了全数字交叉极化干扰消除器的设计方案,研制了具有交叉极化干扰消除、解调功能的一体化工程样机。测试结果表明,该设备对交叉极化干扰的消除效果明显。  

基于高分一号与Radarsat-2的鄱阳湖湿地植被叶面积指数反演

叶面积指数(LAI)是衡量湿地生态系统健康状况的重要指标.根据鄱阳湖湿地植被生长密集、LAI动态范围大的特点，针对雷达数据的复杂散射机制，利用Freeman-Durden极化分解技术，定义了一种雷达植被指数，并考虑光学植被指数的饱和性，尝试将光学植被指数和雷达植被指数相结合，构建融合植被指数来估算植被LAI.通过实测数据和理论模型模拟数据与LAI的相关性分析，表明融合植被指数能有效地提高与LAI的相关性.利用融合植被指数、光学植被指数、雷达植被指数与LAI构建最佳拟合模型得出：光学微波融合植被指数能更准确地估算鄱阳湖湿地植被LAI.  

星载激光雷达对气溶胶垂直分布的对比分析

云和气溶胶偏振激光雷达(CALIPSO)卫星数据是探测大气气溶胶特征的有效工具。采用CALIPSO数据对37.1°N,113.3°E~38.6°N,117°E之间地理区域的强霾天气、沙尘天气、生物质燃烧污染天气和清洁天气的气溶胶消光系数、退偏比、色比以及温度廓线进行对比分析,结果表明:1)强霾天气主要是球形度较高的水溶性细粒子污染,集中在地表1 km以内,常伴有逆温无风或弱风现象出现;2)沙尘天气垂直分布广,可存留在高空,非球形度高,粒子尺度不均匀,风速偏大;3)生物质燃烧污染天气主要是集中在中低空的细粒子污染,黑碳成分高,消光系数大,常伴有污染性沙尘共同存在。三种污染天气廓线有很大不同,说明不同污染天气的气溶胶垂直分布的差异很大。  

基于PROSAIL模型的高光谱遥感图像模拟研究

针对高光谱图像数据难以获取的情况，提出了一种基于PROSAIL辐射 传输模型的高光谱图像模拟方法。首先，对PROSAIL模型的输入参数进行了敏感性分析。以 此为基础，针对5个典型生化参数(叶片结构参数N、叶绿素含量Cab、叶片干物质含量Cm、类 胡萝卜素含量Car和叶面积指数LAI)，基于支持向量机构建了一种基于多光谱数据的参数计算模型。其 次，根据得到的典型生化参数图，通过利用PROSAIL模型逐像元计算获得了高光谱模拟图像。 对HJ1A环境卫星的CCD1多光谱图像数据进行了实验，实现了高光谱图像数据模拟。在将等效计算后的模拟结果 与HJ1A CCD1多光谱图像数据进行对比后发现，两幅图像对应波段的 平均结构相似度都超过了95%；除了蓝光波段之外，全图的相对误差均小于10%。结果表明，本文方 法可以很好地实现基于多光谱数据的高光谱图像模拟。