长江口及邻近海域悬浮颗粒物对叶绿素a遥感反演算法的影响分析

利用水介质光辐射传输数值模型Hydrolight,结合前人对长江口及邻近海域水体的生物—光学模型研究,模拟不同光学水体的遥感反射率,并分析遥感反射率对悬浮颗粒物(SPM)的敏感性以及SPM对4种叶绿素a(Chla)反演算法(二波段、三波段、荧光基线高度(FLH)和综合叶绿素指数(SCI)算法)的影响。结果表明:由Hydrolight模拟得到的遥感反射率与现场同步实测的遥感反射率的均方根误差小于0.01sr-1,其中可实现遥感反射率在550~725nm波段较精确的模拟。遥感反射率对SPM的敏感性随着Chla浓度的升高而降低。二波段、三波段算法适合低SPM浓度水体的Chla浓度反演,FLH算法反演Chla浓度时易受SPM的影响,而SCI算法在中、高SPM浓度水体中消除SPM的影响进而反演Chla的潜力较好。     

河口悬沙纵向分散系数的遥感计算方法

计算河口泥沙扩散范围、扩散速率等都涉及一个重要参数——纵向分散系数。由水流扩散方程可以推得:纵向分散系数ē_x=1/2dσ_ξ~2(t)/dt,即已知两个不同时刻的悬沙浓度分布就能算出E_x。本文以长江口为例,应用连续气象卫星数据配以适当的遥感悬沙定量模式,经计算机图像处理将卫星数据转变为悬浮泥沙浓度分布。最终计算出长江口枯水期落潮纵向分散系数ē_x。     

Elman网络在长江口南支悬沙浓度预测中的应用

河口悬沙浓度的测定和模拟具有重要的意义。利用Matlab软件所提供的神经网络工具箱建立长江口南支的悬沙浓度预测模型,并选取一站位(31.5°N,121.4°E)进行仿真实验。结果表明,此模型可基本满足沉积动力学研究需要。此外,还发现转流前后的拟合效果欠佳。     

遥感可信度及可信系统互操作分析

针对遥感技术日益成为行业业务系统重要支撑、必须要明确可信程度以保证用户决策科学、避免用户损失的问题,通过深入分析遥感科学内涵,提出了遥感可信度的概念及其特点,参照有关管理科学成果提出了遥感可信度4个等级对应支持不同决策层次关系;通过分析遥感可信度的影响因素,提出了构建遥感可信度计算方法、标准和认证体系的建议;在可信遥感的基础上,分析了地球观测组织(GEO)框架下地球观测系统互操作、开放科学的综合地球观测系统的工作进展和存在的问题,提出了通过可信系统互操作推动第二阶段综合系统建设的建议。     

遥感图像Contourlet变换域压缩融合

基于传统分块压缩感知(BCS)的图像融合中,由于空间域BCS采样缺乏考虑图像的全局特性,导致融合图像重构质量差,且存在分块效应。首先将输入图像在Contourlet变换(CT)域稀疏表示,并对CT分解系数进行分块压缩感知;再对压缩采样线性加权融合;最后用迭代阈值投影(ITP)方法重构融合图像,并消除分块效应。提出了基于Contourlet变换域分块压缩感知(CTBCS)的遥感图像压缩融合方法,并给出算法的详细实现流程。基于BCS和CTBCS进行压缩采样,再用ITP算法进行图像重构,仿真结果显示,与BCS相比,CTBCS采样有效考虑了图像的全局特性,基于CTBCS的ITP重构收敛速度更快,重构计算复杂度更小,重构精度更好,对应的重构图像峰值信噪比(PSNR)更高;实际资料测试结果表明,基于CTBCS的压缩融合效果比基于BCS的压缩融合效果更好,更接近常规CT融合效果。CTBCS压缩融合用较少量采样点获得与常规CT相比拟的融合结果,有效实现了大数据量遥感图像的压缩融合。     

海量遥感分类图连通域标记方法

针对遥感影像数据量大的特点,设计并实现了一种针对海量遥感影像分类图的连通域标记算法。通过对影像进行合理高效的分块,解决海量数据处理过程中对大内存的要求。对读入内存中的数据,采用了基于队列的种子填充算法进行连通域标记,通过采用贯序连通域标记算法中的冲突表机制,解决因分块之间隔离而造成的同一连通域标记不同的问题。该方法具有可以处理海量数据、对分类结果数据仅仅访问一次、无须对生成的结果进行重新标记就可以完成连通域的标记、可以获取连通域的基本统计信息等特点。实验结果证明了该方法的高效性。     

遥感和GIS辅助下的祖厉河流域土壤侵蚀空间变化分析

以遥感数据和观测数据为数据源,基于改进的SEMMED土壤侵蚀模型,对祖厉河流域1999年和2001年土壤侵蚀的空间变换进行了模拟和对比。结果表明,流域土壤侵蚀最严重的区域主要集中在葛家岔站点附近、草滩站附近和北部葛家寨和靖远一带,流域中南部的土壤侵蚀通常小于北部。在北部的屈吴山,以及与宁夏交界的月亮山还有华家岭由于植被覆盖度较高,很好的起到了减少径流,抑制土壤侵蚀的作用。降水的年际差异导致本区的土壤侵蚀年际差异较大。     

闽江流域福州段悬浮物浓度的遥感分析

利用1996 年和2003 年两个时相的卫星遥感影像, 对闽江流域福州段的悬浮物浓度进行了反演和评估。利用斜率法反演了水体的悬浮物浓度, 并通过制作密度分割图和差值影像图来直观地反映1996 年到2003 年水体悬浮物浓度在时间和空间上的分布变化。研究结果显示, 2003 年闽江流域福州段的悬浮物浓度几乎在整个河段比1996 年有较大幅度的上升。对比上游水质, 可以判断悬浮物浓度上升的主要原因是由于上游泥沙携带量增多而引起的。随着近年来福州城市化的快速发展, 城市工业废水和生活污水的排放量增加也是部分原因之一。     

近岸水域悬浮物的遥感分析

利用多时相的卫星遥感影像Landsat TM／ETM＋为数据源，对厦门近岸水域悬浮物浓度分布及其变化趋势进行了研究分析。研究发现修正后的归一化水体提取指数（MNDWI）能很好地剔除非水体信息，研究应用该指数法并结合矢量层数据对研究区进行了准确提取。由于红光波段与悬浮物浓度呈现较好的线性相关性，研究将利用该波段数据来反映悬浮物浓度状况。利用建立的浓度等级划分标准对不同时相影像进行浓度等级划分，并采用分级后比较和影像差值法等变化检测技术清晰地反映了不同年份间悬浮物浓度的时空变化。研究结果显示，厦门近岸水域悬浮物污染状况总体较好，但是研究年份间悬浮物浓度均值仍呈升高趋势，升高的区域主要位于九龙江入海口和同安湾。     

基于遥感监测的黄河三角洲湿地演变分析研究

为保护黄河三角洲湿地生态系统,掌握湿地变化趋势,以 1986—2018 年间 15 a 卫星遥感影像为数据源,通过 ERDAS 9.0 和 ArcGIS 10.3 平台开展黄河三角洲湿地遥感解译,建立土地利用转移矩阵,分析黄河三角洲湿地面积和分布格局及变化特征。结果显示：湿地是黄河三角洲主要生态系统类型,主要分布在沿海区域, 与 20 世纪 80 年代相比,黄河三角洲湿地面积整体下降,其中自然湿地萎缩严重,人工湿地增长迅速,湿地面积和结构均发生较显著变化,而区域土地资源开发是湿地结构变化的主要因素。研究成果表明：基于遥感解译,采用 ERDAS 9.0 和 ArcGIS 10.3 平台能快速获取较多湿地类型信息,提高提取精度,可为大范围土地利用分类研究提供方法参考。     

基于遥感的祖厉河流域土地分类及其分布空间分析

以陇西黄土高原的祖厉河流域为研究区,利用1993和2007年两期TM影像数据对研究区土地利用类型进行分类,在此基础上结合数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)、多年平均降水量的空间分布数据,利用地理信息系统(GIS)空间分析方法,重点分析坡耕地、林地和草地的气候特征空间与地形特征空间,研究得出：①14 a内研究区大约有 214.82 km²坡耕地被治理,但2007年仍有145.08 km²处于临界坡度以上。②林地大致分布在降水量386~517 mm之间,14 a内人工林地有所增多。③在人为活动的干扰下,草地的覆盖度普遍降低。植被的恢复和重建是流域治理的切入点,该项研究目的为退耕还林还草提供科学支撑,服务于建立祖厉河流域生态系统的良性循环。     

Remote sensing retrieval of suspended sediment concentration in shallow waters

The dynamics of coastal lagoons and estuarine areas is characterized by a delicate balance between biological and physical processes and the comprehension and monitoring of such processes require observations over a wide range of temporal and spatial scales. Remote sensing techniques in this context are very advantageous and potentially allow overcoming the spatial limitations of traditional in situ point observations, providing new opportunities for a better understanding of the relevant bio-geomorphological processes and for the calibration and validation of spatially-distributed hydrodynamic and transport models. Remote sensing of suspended particulate matter (SPM) concentration in shallow waters must, however, overcome the difficulties associated with i) the influence of bottom reflection, which may interfere with an accurate retrieval; ii) the necessity of accurately knowing the optical properties of the suspended matter, and iii) the importance of providing an assessment of the uncertainty associated with the estimates produced. This work presents a method to estimate SPM concentration in lagoon/estuarine waters by use of a simplified radiative transfer model. We use a calibration/validation method based on cross-validation and bootstrap techniques to provide a statistically sound determination of model parameters and an evaluation of the uncertainty induced by their inaccurate determination as well as by the uncertain knowledge of the bottom sediment reflectance. The method is applied to the Venice lagoon, using observations from a network of turbidity sensors and from several multispectral satellite sensors (LANDSAT, ASTER and ALOS AVNIR). The bootstrap and cross-validation procedures employed show that consistent estimates of SPM concentration can indeed be retrieved from satellite remote sensing, provided that sufficient in situ ancillary information for appropriate calibration is available. The quantification of the estimation uncertainty shows that retrievals obtained from remote sensing are accurate, robust and repeatable. The SPM concentration maps produced show a general coherence with known features in the Venice lagoon and, together with suitable biological information, point to the role played by benthic vegetation in the stabilization of the bottom sediment.     

1972～2010年西藏卡若拉冰川面积变化遥感研究

以Landsat陆地资源卫星和中国科学院寒区旱区环境与工程研究所80年代冰川矢量编目数据为数据源,利用GIS空间分析方法,提取并分析了1972~2010年西藏卡若拉冰川面积变化特征。结果表明,近38a来卡若拉冰川有不同程度的退缩,1972~1978年和1999~2010年这两个时间段变化过程较明显,退缩速率较大,尤其以冰川末端和东南坡面积变化最明显。结合冰川最近的浪卡子气象站气候要素分析,得出区域气温和降水都有升高趋势,但是气温的升高特别是冷季气温上升导致的冰雪消融超过了降水量增加的补给,是西藏卡若拉冰川退缩的主要原因。     

黄河口海域水深分布的遥感研究

通过对陆地卫星遥感图像进行海洋专题信息的增强处理,并根据历史资料和海上典型地区实测数据,建立水深与图像灰度的相关关系以及水深解译标志,对黄河口海域的水深分布进行了遥感分析研究。结果指出:黄河口外海域,由于水下存在着高隆的三维立体沙堆,故促使这一海域等深线呈两深一浅的马鞍型式分布。     

面向定量遥感研究的遥感模型集成平台设计与实现

介绍了遥感模型集成平台的设计思路,关键技术的实现方法。对定量遥感研究中使用的遥感模型进行集成,使用统一的框架将模型封装并发布,通过集成平台来实现多个模型的统一调用,借助集成平台内置的二次开发语言来实现模型变量的赋值,循环,判断等逻辑操作,将多个模型之间的输入输出自动关联,实现单一模型无法实现的复杂模拟,以辅助开展定量遥感研究工作。最后,在设计开发的集成平台上,开展了一组模拟实验以验证集成平台的正确性。     

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。