对遥感在城市更新监测应用中的认知和思考

对城市更新改造的监测是目前较新的遥感应用领域。鉴于当前城市更新领域有关的遥感监测研究现状,对城市更新中遥感监测的概念、涉及方法以及与业务应用关系等方面进行了介绍,通过简要综述城市遥感监测的研究进展,分析适用于城市更新中的遥感数据类型,给出遥感在城市更新中的应用实例,尝试论证遥感在城市更新改造中的价值和作用,填补该领域遥感应用认知上的空缺,提出遥感在该领域工作可能的发展方向和研究思路。     

Moving vehicle detection,tracking and traffic parameter estimation from a satellite video: a perspective on a smarter city

ABSTRACT

Satellite remote sensing is undergoing a revolution in terms of sensors and temporal coverage. The possibility of acquiring earth’s surface video from space provides an opportunity to investigate broader applications of remote sensing. High-resolution spaceborne videos can become a vital factor in earth observation. Temporally continuous tracking of moving objects, i.e. vehicles, vessels, or even military equipment on Earth’s surface demands high spatial resolution satellite videos. Detecting moving vehicles in the urban areas from space video can lead governments to a new era of traffic monitoring. Satellite videos will find many applications in the field of traffic monitoring. In this article, first, moving vehicles are detected using background subtraction with 94.7% accuracy. Afterwards, vehicles’ trajectories, average velocities, dynamic velocities, and space-time diagram are estimated and trajectories are classified based on velocities. Finally, the total frame traffic density is computed.     

积雪遥感动态研究的现状及展望

简要讨论了积雪遥感研究的现状,主要包括常用传感器的物理参数及其可行性和局限性,云和雪的区分技术,雪盖面积和积雪深度的提取,雪水当量换算以及积雪遥感在融雪径流模拟、雪灾监测与评价、积雪对气候变化的影响研究等方面的应用。并对积雪遥感研究的发展趋势做了简要的分析与展望。     

遥感技术在环境污染监测中的应用

环境污染遥感监测技术具有监测范围广、速度快、成本低,且便于进行长期的动态监测等优 点,是实现宏观、快速、连续、动态地监测环境污染的有效高新技术手段。介绍了应用于环境污染监 测的可见光、反射红外遥感技术、热红外遥感技术、高光谱技术以及微波遥感监测技术,并着重阐述 了遥感监测技术在水环境污染、大气环境污染中的应用。最后,指出了我国环境污染遥感监测技术 存在的问题和发展趋势,建议尽快发展我国的环境污染遥感监测技术,以满足我国环境污染监测的 需要。     

A review of regional science applications of satellite remote sensing in urban settings

This paper reviews the potential applications of satellite remote sensing to regional science research in urban settings. Regional science is the study of social problems that have a spatial dimension. The availability of satellite remote sensing data has increased significantly in the last two decades, and these data constitute a useful data source for mapping the composition of urban settings and analyzing changes over time. The increasing spatial resolution of commercial satellite imagery has influenced the emergence of new research and applications of regional science in urban settlements because it is now possible to identify individual objects of the urban fabric. The most common applications found in the literature are the detection of urban deprivation hot spots, quality of life index assessment, urban growth analysis, house value estimation, urban population estimation and urban social vulnerability assessment. The satellite remote sensing imagery used in these applications has medium, high or very high spatial resolution, such as images from Landsat MSS, Landsat TM and ETM+, SPOT, ASTER, IRS, Ikonos and QuickBird. Consistent relationships between socio-economic variables derived from censuses and field surveys and proxy variables of vegetation coverage measured from satellite remote sensing data have been found in several cities in the US. Different approaches and techniques have been applied successfully around the world, but local research is always needed to account for the unique elements of each place. Spectral mixture analysis, object-oriented classifications and image texture measures are some of the techniques of image processing that have been implemented with good results. Many regional scientists remain skeptical that satellite remote sensing will produce useful information for their work. More local research is needed to demonstrate the real potential and utility of satellite remote sensing for regional science in urban environments.     

基于无人驾驶飞行器低空遥感系统的三维城市建筑物纹理快速获取方法

无人驾驶飞行器低空遥感系统的研制与应用,开拓了三维城市建设新的技术手段。本文简单介绍了无人驾驶飞行器低空遥感系统的组成、技术特点,并阐述了基于该系统的三维城市建筑物纹理快速获取方法。     

基于迁移学习再训练模型和高分遥感数据的建筑垃圾自动识别方法

目前城市建筑垃圾大量持续产生且堆积严重,利用率较低同时危害城市生态环境.建筑垃圾的识别是实现建筑垃圾分割、提取以及监测的技术基础,但由于建筑垃圾本身的复杂特征和遥感影像的尺度差异、光谱差异等因素导致其识别和监管困难.提出了 一种利用迁移学习再训练模型来实现自动识别建筑垃圾的方法.首先根据建筑垃圾的典型遥感特征构建样本库...     

遥感新技术的若干进展及其应用

概述了高光谱遥感、微波遥感、激光雷达和偏振探测等遥感新技术的特点，并在此基础上，综述了这些新技术在地质、海洋、大气、农业、环境、测绘等领域的应用现状。     

农田农情参数遥感监测进展及应用展望

农情参数是指反映作物生长过程及其产出的状态指标,关键农情参数主要包括作物长势、单产、物候和旱情等,可用于指导农田的生产管理。遥感是关键农情参数获取的有效手段,然而目前农情参数的遥感监测大多停留在大尺度、宏观监测的层面上,由于缺乏高时空分辨率、高准确度、低成本的农田信息获取技术,业务化的农田尺度农情参数获取受到了诸多因素的制约与限制。导致难以为农田生产管理提供及时的信息支持,这已经影响到精准耕作的发展与应用。文章在总结目前长势、单产、物候和旱情等几个主要农情参数遥感监测研究进展的基础上,分析了这些技术在农田尺度应用的瓶颈,并从新数据源和农情参数监测新模型两个角度出发,对农田尺度农情参数的获取进行了展望。     

“北京一号”小卫星数据在天津市土地利用动态变化监测中的应用

应用“北京一号”小卫星CCD 数据进行天津市2000～ 2005 年土地利用动态变化监测, 研究该数据在土地利用研究领域所具有的实用性和效果。结果表明,“北京一号”小卫星遥感影像, 光谱信息丰富, 纹理结构清晰, 整体判读情况良好, 能够满足中等比例尺成图要求, 在土地利用研究领域具有实用性, 可以在土地利用ö土地覆盖的研究中广泛使用, 成为遥感数据更新的一种新数据源。动态监测显示, 2000～ 2005 年天津市不同土地利用类型之间相互转化明显。整体表现出了城镇用地通过占用近郊的耕地和其它类型用地而迅速扩展、城镇化过程显著以及不同土地利用类型之间转化明显等基本特征。     

水质监测与评价中的遥感应用

不同含量和类别的水质参数的水体光谱特征不同,这使得遥感影像能用于水体水质的监测。本文简要介绍了遥感监测水质的原理,监测的几类水质参数,常用的方法和几种典型水质参数的光谱特征及其遥感研究方法和目前研究的进展情况,最后讨论了这一领域目前仍然存在的一些问题。     

遥感大数据在水利中的应用及发展

首先回顾国内外遥感技术的发展历史;其次总结遥感数据在水利中的应用,尤其是在洪涝灾害监测评估中水体的动态监测、旱情灾害监测中土壤含水量监测、地表水源监测中水体边界和面积的提取及水土保持监测中植被覆盖度等环境因子的提取中的应用;最后结合现代信息技术手段,展望遥感大数据在水利应用中的前景,即形成由水利大数据到知识库,再到知识图谱,最终利用可视化应用服务水利行业的整体应用框架,利用微观宏观知识的融合,可服务于水利科学机理揭示,并提升水利管理的实时性、精准性、科学性和智能性,符合水利信息化的新时代要求。     

基于多尺度特征融合的U-Net网络高分影像不透水面提取研究

不透水面作为监测城市生态环境的重要指标,其信息提取具有重要意义。由于城市地表的复杂性及细化的城市管理需要,急需提取高精度的城市不透水面。但是基于传统方法提取高精度的城市不透水面面临巨大困难。而深度学习方法因其自动化提取影像特征的特点逐渐成为遥感影像地物提取的新兴方法。基于此,采用多尺度特征融合的U-Net深度学习方法以提升语义分割精度,开展高分辨率遥感影像不透水面的精确提取研究。模型引入残差模块代替普通卷积以加深网络,提取更多影像特征;加入金字塔池化模块增强网络对复杂场景的解析能力;利用跳跃连接方式融合不同尺度特征,有利于恢复空间信息。以广州市航摄正射影像为数据源,通过卷积神经网络将遥感影像分割为背景、其他、植被、道路和房屋5种地物类型,将其与人工目视解译的地面真值进行验证,最终提取研究区域不透水面。实验证明：多尺度特征融合的U-Net模型总体精度和Kappa系数分别为87.596%和0.82。在定性与定量两个方面均优于传统的监督分类法、面向对象分类法和经典U-Net模型法。结果表明：该模型利用多维度影像特征信息,有效提升了复杂场景图像的分割精度,分割效果好,适用于高分辨率遥感影像不透...     

遥感监测土壤水分的理论、方法及研究进展

对国内外遥感监测土壤水分的发展情况进行了回顾,简单总结了国内外常用的遥感监测土壤水分的方法及其原理,对目前遥感监测土壤水分领域的研究重点和未来发展方向进行了评述。以改进的热惯量法和植被缺水指数法等为主要代表的土壤水分遥感监测方法日臻成熟,可以投入业务运行|随着成本的不断降低,微波遥感是监测土壤水分的最有希望的方法之一。     

遥感技术在我国滑坡研究中的应用综述

中国滑坡遥感研究与应用已有30多年的发展历史,作为滑坡调查的主要手段在大型工程建设中的滑坡灾害调查及危险性评价中发挥了重要作用。从4方面阐述了遥感技术在我国滑坡研究中的应用：① 区域滑坡灾害遥感调查;② 大型单体滑坡遥感调查;③ 滑坡灾害遥感监测;④ 遥感应用于滑坡风险评估。随着遥感技术理论的逐步完善和遥感图像空间分辨率、时间分辨率与波谱分辨率的不断提高,遥感技术已成为滑坡灾害调查、动态监测与预警、灾情实时调查与损失评估等工作中不可缺少的重要手段之一。     

智能遥感：AI赋能遥感技术

随着人工智能的发展和落地应用,以地理空间大数据为基础,利用人工智能技术对遥感数据智能分析与解译成为未来发展趋势。本文以遥感数据转化过程中对观测对象的整体观测、分析解译与规律挖掘为主线,通过综合国内外文献和相关报道,梳理了该领域在遥感数据精准处理、遥感数据时空处理与分析、遥感目标要素分类识别、遥感数据关联挖掘以及遥感开源数据集和共享平台等方面的研究现状和进展。首先,针对遥感数据精准处理任务,从光学、合成孔径雷达等遥感数据成像质量提升和低质图像重建两个方面对精细化处理研究进展进行了回顾,并从遥感图像的局部特征匹配和区域特征匹配两个方面对定量化提升研究进展进行了回顾。其次,针对遥感数据时空处理与分析任务,从遥感影像时间序列修复和多源遥感时空融合两个方面对其研究进展进行了回顾。再次,针对遥感目标要素分类识别任务,从典型地物要素提取和多要素并行提取两个方面对其研究进展进行了回顾。最后,针对遥感数据关联挖掘任务,从数据组织关联、专业知识图谱构建两个方面对其研究进展进行了回顾。除此之外,面向大智能分析技术发展需求,本文还对遥感开源数据集和共享平台方面的研究进展进行了回顾。在此基础上,对遥感数据智能分析与解译的研究情况进行梳理、总结,给出了该领域的未来发展趋势与展望。     

遥感技术在考古中的应用

随着考古研究工作的扩展和研究区域的扩大,考古学家们逐渐从更加宏观的角度去研究历史文化,认识古代文明,追溯历史进程,这些仅仅依靠传统的考古方法是不可能实现的,这就决定了遥感在考古研究中不可替代的作用。遥感应用于考古,是一门新兴的学科,是自然科学、技术科学和社会科学相结合的结果,是遥感技术和野外考古的整合。通过研究近几十年来遥感考古在国内外发展的情况,详细系统地探讨了用于考古的卫星遥感技术的原理和方法,并归纳总结出遥感在考古研究的各个领域的应用情况及技术方法。     

Spatio-temporal pattern of urban land cover evolvement with urban renewal and expansion in Shanghai based on mixed-pixel classification for remote sensing imagery

Research into pixel unmixing in remote sensing imagery led to the development of soft classification methods. In this article, we propose a possibilistic c repulsive medoids (PCRMdd) clustering algorithm which attempts to find c repulsive medoids as a minimal solution of a particular objective function. The PCRMdd algorithm is applied to predict the proportion of each land use class within a single pixel, and generate a set of endmember fraction images. The clustering results obtained on multi-temporal Landsat Thematic Mapper (TM)/Enhanced Thematic Mapper plus (ETM+) images of Shanghai city in China reveal the spatio-temporal pattern of Shanghai land use evolvement and urban land spatial sprawl in course of urbanization from 1989 to 2002. The spatial pattern of land use transformation with urban renewal and expansion indicates the urban land use structure is gradually optimized during vigorous urban renewal and large-scale development of Pudong area, which will have an active influence on improving urban space landscape and enhancing the quality of the ecological environment. In addition, accuracy analysis demonstrates that PCRMdd represents a robust and effective tool for mixed-pixel classification on remote sensing imagery to obtain reliable soft classification results and endmember spectral information in a noisy environment.     

城市空间扩展问题的遥感技术研究方法——以南京为例

城市空间拓展动力机制的研究有助于了解城市发展的内部规律,对城市建设具有重要的指导意义.常规的研究方法多以实地调查、地图测绘等为主,本文借助了遥感技术中光谱特征分异法帮助进行城市空间扩展的动力机制的分析.可以较好的追踪城市空间特别是城市边缘区的拓展变化情况.从而相对于传统研究方法达到及时、全面的要求.     

一种引入角点特征的遥感图像道路提取方法

道路是遥感图像中的一种重要目标,遥感图像自动道路提取成为一个重要的研究方向。该文在对现有道路提取算法总结分析的基础上,提出一种引入角点特征的遥感图像道路提取方法,针对城市道路网的结构特点,建立了道路模型,并对算法的结构和策略进行了描述。在提取道路直线特征和角点特征基础上得到道路段,然后根据道路之间的几何关系对独立道路段进行连接得到最终结果,有效解决了以往道路提取算法中道路交叉点断裂的问题。另外为了得到准确的道路角点信息,还对该文算法中用到的角点检测方法进行了改进。最终实验结果分析表明该文道路提取算法的有效性。