基于全极化雷达数据反演夏玉米覆盖农田表层土壤含水量

基于RADARSAT-2全极化C波段雷达数据和野外实测数据,建立了不同极化方式的后向散射系数与夏玉米植被含水量的响应关系,获得了山东禹城夏玉米覆盖区域农作物含水量。在此基础上,对＂水—云模型＂的参数进行了修改,从总的极化雷达后向散射中去除了植被影响,获取了土壤组分的后向散射系数,从而能够通过雷达多极化数据得到表层土壤含水量。结果表明：夏玉米植被含水量观测值与VH、VV后向散射系数的相关性均达到显著水平,相关系数分别为0.86和0.79,VH极化优于VV极化;在RADARSAT-2四种极化方式下,VV极化下的＂水—云模型＂理论计算的误差平方和最小,是研究区表层土壤含水量反演的最优极化方式。     

基于Sentinel数据的组合极化反演土壤表层水分研究

土壤水分在农业生产发展中扮演着重要的角色,准确、实时地获取大范围的土壤水分对现代化农业建设有重要的意义。本文提出以Sentinel-1(0.453VV+0.547VH)的组合极化模式结合Sentinel-2和Landsat-8影像计算的归一化植被指数(NDVI)和归一化水指数(NDWI)进行大兴区的土壤水分反演研究。表明：(1)以Sentinel-1组合极化(0.453VV+0.547VH)为基础的反演土壤水分的方式可以实现对该地区土壤水分的高精度反演。(2)NDVI在通过水云模型反演土壤水分过程中,去除植被影响的效果要优于NDWI。(3)Sentinel-1组合极化(0.453VV+0.547VH)与NDVI结合反演土壤水分的相关性较高(r=0.886),优于单极化与NDVI结合反演土壤水分的相关性(r_VV=0.798,r_VH=0.743)。研究结论对于利用Sentinel-1双极化组合反演土壤水分有重要参考价值。     

基于遗传优化神经网络的多源遥感数据反演土壤水分

为快速反演较高精度土壤水分,提出用遗传算法优化后的神经网络辅以多源遥感数据的方法进行地表土壤水分反演。首先建立4层神经网络并用遗传算法优化此网络,之后以雷达数据不同极化(VV、VH、VH/VV)的后向散射系数、雷达入射角、光学数据的归一化植被指数(NDVI)、以及高程数据作为网络的输入,土壤水分数据为输出,对网络进行训练与仿真,再运用地表实际测量数据与反演数据做对比验证。结果表明:反演结果与实际测量数据相关性良好,R2可达0. 79。采用遗传算法对神经网络优化的土壤水分反演方法可行,且添加光学数据等辅助数据后土壤水分反演效果更优,为多源遥感土壤水分的协同反演研究提供新思路。     

基于区域特征相似度的微波土壤水分反演结果可信度评价

微波遥感反演土壤水分的精度评价,一般通过选取有限数量采样点的地表实测土壤水分数据与反演值进行比较,实际上只能反映局部采样区的反演精度。本文提出了微波反演土壤水分中一种可以评价整个研究区反演土壤水分可信程度的方法。首先选择采样区的实测土壤水分数据和地表粗糙度数据,通过多元回归统计拟合得到土壤水分反演经验方程,对整个研究区进行土壤水分反演;然后从TM和SAR数据中通过反演和提取,选择影响土壤水分的10个因子(土壤湿度、地表温度、NDVI、土壤质地指数、地形指数、雷达入射角以及Landsat TM的b3、b4、b5、b7共4个波段),采用主成分分析法(PCA)筛选提取主成分,将前3个主成分合成为RGB影像;再使用分水岭算法分割包含前3个主成分的RGB影像,得到一幅分割区域图;最后计算各分割区域的6维特征向量(土壤湿度、地表温度、NDVI、土壤质地指数、地形指数、雷达入射角)与反演时选择采样区的特征向量间的马氏距离,得到区域特征相似度数据集,基于该数据集计算反演结果可信度。以此为基础,利用2008年甘肃黑河地区的ENVISAT ASAR双极化数据(VV、VH)和实测土壤水分数据进行土壤水分反演并评价反演结果的可信度,同时使用反演区域中多个采样区土壤水分实测数据和确定系数(R2)评价反演精度,对比可信度和R2,表明提出的反演可信度可以有效反映土壤水分反演精度。     

基于DEM的鄱阳湖水下地形分析

利用数字化的鄱阳湖1∶10 000比例尺水下地形高程数据,生成5 m水平分辨率的鄱阳湖水下数字高程模型(DEM)。在此基础上,应用地理信息系统空间分析方法,提取了水下地形断面,生成了坡度、地形起伏度和地表粗糙度等地形指标数据,计算了不同水位下的曲面积和库容,分析了鄱阳湖水下地形特征。分析结果可为鄱阳湖区水利工程规划和设计、水患灾害防治提供依据。     

光学与微波数据协同反演植被覆盖区土壤水分

基于LandSat5 TM和ENVISAT-1 ASAR数据,通过水云模型剔除了植被层对雷达后向散射系数的影响,利用AIEM模型对黑河中游植被覆盖地表的土壤水分进行了反演。建立植被含水量(Mveg;水云模型中关键参数)与多种植被指数之间的响应关系,发现比值植被指数(RVI)反演的植被含水量精度较高(R2=0.71);去除植被影响后,利用AIEM模型建立LUT表,基于VV和VH极化的后向散射系数,通过查表法反演研究区的土壤水分。对比野外实测数据与反演结果,发现VV极化数据反演结果较好(R2=0.74)。考虑了植被覆盖层对后向散射系数的影响,该方法更适用于植被覆盖地表的土壤水分反演。     

基于DEM的庙台沟流域数字地形提取与分析

数字高程模型(DEM)作为地形数字化的重要表达方式,以其显示方式多样、精度稳定、更新方式自动化等诸多优点,逐步取代了传统的存储介质,是GIS空间数据库的重要组成部分。以庙台沟流域作为研究对象,应用ArcGIS10. 2软件进行不同DEM分辨率流域数字地形提取与比较分析,探讨DEM分辨率对小流域地形和水文特征提取结果的影响,为庙台沟流域的地形数字化表达和相关研究提供参考。     

基于Sentinel-1数据的水体信息提取方法研究

SAR影像对于水体和地表形变具有很好的辨识性,因此常用来进行水体识别、土壤湿度反演和地表形变检测研究与应用。利用载有C波段合成孔径雷达的Sentinel-1卫星数据对大范围的水体信息进行识别,提出了SDWI（Sentinel-1 Dual-Polarized Water Index）水体信息提取方法。该方法受到NDVI和NDWI方法的启发,结合微波遥感中水体信息在影像中的特点,进一步研究了Sentinel-1双极化数据（VV和VH）之间水体信息提取的关系,以此关系达到增强水体特征的目的,同时消除土壤和植被的存在。分别以Sentinel-1A巢湖区域和Sentinel-1B鄱阳湖区域SAR影像为例来提取水体信息,实验结果表明该方法显著有效,但对影像中阴影的处理是未来研究的难点。     

基于水文应用的多源数字高程模型精度分析

天空地监测技术的迅速发展使得可免费获取的地形数据越来越多,而不同地形数据的精度和现势性制约着水文科学的创新和发展。收集目前可免费获取的数字高程模型,基于分辨率、现势性、覆盖范围等属性筛选出SRTM、ASTER2 GDEM和ALOS World 3D三类数据源为研究对象,针对不同地形地貌区,计算分析与水文密切相关的DEM衍生特征的精度,进而提出不同数字高程模型在水文应用中的适用范围。经分析:各DEM在地势起伏大的区域,地形宏观描述基本一致;地势起伏小的区域,Aster2 DEM与其他三种DEM存在差异;在中小河流洪水预报的经验模型中,根据资料情况利用任何一种数字高程模型提取流域参数均可,不作为影响模型精度的重要指标。在地势起伏大的地区,除SRTM外各DEM对水系形态的描述精度较高;地势起伏小的地区,除ALOS world 3D能准确描述河口区域水系结构关系外,其余DEM均不能准确描述河口区域水系形态;分布式水文模型的产汇流分析、水文通视性分析等建议使用ALOS world 3D。     

SPOT卫星影像几何校正在DEM生成中的应用

"数字清江"系统构建的基础是基于SPOT卫星数据处理所得到的三维地形平台.针对"数字清江"基础数据所用到的SPOT卫星遥感影像,简要介绍了SPOT卫星影像的有关知识,并根据 "数字清江"系统中DEM(数字高程模型)具体生成过程及其实际应用,比较以前直接应用原始影像及原始参数模型生成DEM的传统做法,提出利用几何校正后的卫星模型参数生成DEM方法,实际应用证明,这种方法对于提高清江流域DEM的精度有作用,并能够提高整个三维平台的精度,从而提高了整个"数字清江"系统的精度.     

基于无人机LiDAR数据的陡崖反坡滤波技术及应用

为了解决传统的不规则三角网(Triangular irregular network, TIN)算法在陡崖反坡地形滤波时，由于陡崖反坡会产生多个投影交点，坡度出现负值，陡崖反坡区域岩壁点往往被错误过滤的问题，提出一种刚性坐标变换与TIN结合的机载激光雷达(Light detection and ranging, LiDAR)点云滤波算法。采用刚性坐标变换的方法重新构建陡崖面的直观形态，将陡崖反坡等特异地形常规化。以湖北省恩施市姚家平水利枢纽工程坝址区域的陡崖反坡数据进行滤波分析，构建了侧向数字高程模型(DEM)表达陡崖地形，实现了侧向DEM在坝体填筑量计算上的应用。结果表明：该算法能够在陡崖反坡区域大幅降低Ⅰ类误差，并将Ⅱ类误差控制在一定范围内；应用该技术可为大坝设计提供直观准确的DEM,为三维设计提供了新思路。     

三峡水库DEM制作技术线路与方法

 为了保存一套高精度库底地形资料,以三峡水库2002年1∶20 000黑白航空影像资料作为信息源,运用全球卫星定位系统（GPS）进行航测外业控制测量,运用数字摄影测量工作站进行内业数字高程模型（DEM）采集、编辑,制作了三峡水库蓄水前枯水位以上、200 m高程以下1∶5 000精度的DEM,主要介绍了制作技术线路与方法。     

基于 DEM 的青海省西宁市地区河网流域特征自动提取

为获得青海省西宁市地区的河网特征,应用 ArcGIS10软件中的水文分析工具,基于美国联邦地质调查局（USGS）的 SRTM3 DEM 数字高程模型数据提取了研究区域水流流向、汇流累计量及河网水系等流域特征信息,进行了河网分级及子流域划分,并将提取结果与研究区遥感影像图进行对比。结果表明：基于 DEM 数据提取河网流域特征与实际自然水系的特征较为吻合,可作为一种流域水文分析的优良方法。研究结果可以为流域规划及流域综合治理提供参考。     

数字高程模型在长江江阴段丁坝水下地形分析中的应用

以长江江阴段丁坝两个不同时期的水下地形1:500测量成果数据,使用ArcGIS软件强大的计算分析功能,建立数字高程模型(DEM),提取水下地形的影响因子包括河沙流失与淤积、坡度、粗糙度等,结合直观的图、表进行统计与分析,得出其中的变化值和变化趋势.     

基于无人机倾斜摄影测量的山丘区表面高程数据评价

以太湖源头区和睦桥小流域为研究对象,通过无人机倾斜摄影测量技术,构建数字高程模型(DEM)及正射影像图,分别生成0. 08、1、5、10 m等4种分辨率的DEM。与实测高程点对比可知,1 m分辨率的DEM能够较好地反映实际地形的信息。将无人机测量获取的DEM与SRTM、ASTER GDEM数据对比发现,SRTM、ASTER GDEM等地形数据受自身空间分辨率的限制,对地形有明显的坦化作用且存在异常值。研究表明,无人机获取的小尺度地形数据优于SRTM、ASTER GDEM等开源数据,可用于小流域表层关键带地形勘测。     

基于Landsat遥感影像的围场县植被覆盖度与地形因子的相关性研究

以围场满族蒙古族自治县为研究区域,综合运用遥感和GIS技术,用Landsat影像提取植被覆盖度,用数字高程模型(DEM)提取地形因子并进行分级划分;首先利用空间叠加分析,研究了区域内植被覆盖度分别随高程、坡度及坡向变化的规律;并从数理统计角度分析植被覆盖度与地形等级因子的相关性,对相关系数进行排序。研究表明：2000—2020年,围场县植被覆盖总体趋势逐步上升;区域内植被覆盖度与高程、坡度和坡向地形因子在一定程度内存在正相关,且坡度和坡向对覆盖度影响更显著。该研究对围场县植被变化情况分析和生态环境改善具有重要参考价值。     

浅谈数字高程流域水系模型

简要介绍数字高程模型(DEM)和数字高程流域水系模型(DEDNM)的基本概念、原理。基于辽河水系老哈河流域栅格DEM数据,采用DEDNM提取水系信息,构建数字流域,并阐述了在数字高程模型中凹陷区域识别和消除、流域分水线勾划、河网生成、河网与子流域编码及河网结构拓扑关系的建立。     

基于GIS和DEM岷江流域都江堰区域河网水系的提取方法研究

以岷江流域都江堰区域为试验研究对象,论述常用的基于数字高程模型(DEM)提取流域河网水系的方法和原理.采用1:25万DEM作为基本的地形数据,应用ESRI公司开发的ArcGIS地理信息系统软件进行河网水系提取.并对研究区域提取结果进行了详细的分析,得出了河网提取时应注意的问题,为GIS在河网提取方法研究方面提供了更加成熟的理论与实践基础.     

DEM模型的三维地表面积算法研究

数字高程模型（DEM）是一种常用的三维地形建模数据模型,三维地形的数字分析主要是针对DEM模型的。由于三维地形一般是随机起伏的,准确地求解表面积具有一定难度。经研究采用递归算法来求解切实可行,而且算法简单直观,准确性较高。经过验证比较,该算法具有较高的实用价值。     

利用ArcGIS生成数字高程模型的方法

数字高程模型(Digital Elevation Model),简称DEM。它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型,是数字地形模型(Digital Terrain Model,简称DTM)的一个分支,其它各种地形特征值均可由此派生。随着数字高程模型在各应用领域都在不断扩展,DEM已经作为"数字国土"应用中一个重要分支,在测绘、地理信息、地质、水文、农业、林业等众多领域发挥着越来越重要的作用。