乌苏里江水深遥感反演

文中在分析卫星遥感测深机理的基础上,利用SVCHR-1024高光谱成像仪确定了可见光反演水深的最佳波段,通过对HJ星CCD数据各波段反射率、波段比值组合对水体、水深的敏感性分析,建立了适合于乌苏里江的单波段对数水深反演模型,从而快速获取乌苏里江河道地形信息,并探测了河道深泓线,整体精度达到80%以上.遥感反演水深可快速探测河道深泓线的方法,为乌苏里江河势演变研究提供了新的思路.     

滩海水深遥感反演模型应用研究

研究船舶准确探测滩海水深的信息问题。由于海水深度不同,散射特征和输入均有信号衰减,影响准确探测定位。传统探测方法利用船载声纳测深方法测量难度大,更新速度慢。为了弥补不足,提出了遥感探测滩海水深的方法,利用遥感的水深探测技术可快速获取大面积的滩海水深信息,根据遥感反演水深的基本原理,采用我国渤海滩海光学数据和实测水深资料,结合半理论半经验模型和统计相关模型,进行水深探测模型仿真,得到平均标准误差为2.7m。实验结果表明了方法的快速有效,可为渤海湾滩浅海水深地形研究提供可靠的依据。     

基于TM遥感图像的近海岸带水深反演研究

以江苏南通小洋口港外辐射沙脊群海域为研究区,在TM数据地表反射率反演的基础上,通过实测水深数据与TM4波段反射率、TM4/TM2波段反射率比值因子的相关研究,分别建立了线性、对数、指数和幂指数的水深反演模型,研究不同模型对该研究区0~5m、5~10m、10~15m不同水深的适用情况以及水深反演精度分析。研究结果表明:针对本研究区,以TM4/TM2波段反射率比值建立的线性水深反演模型的精度最好,并依据该模型对研究区进行遥感水深制图。     

水深遥感方法研究

早在四十年代就有根据航空像片绘制水深图的先例。随着遥感技术,特别是多光谱技术的发展,水深遥感的方法不断完善,逐步趋于实用。本文首先评述国内外现有方法,然后提出建立多光谱扫描数据与水深经验模型的方法。由于时间和条件的限制,本方法仅限于理论探讨,许多问题有待进一步验证与研究。     

多光谱遥感数据城市边缘区土地利用时空结构演化

针对城市边缘区空间扩散变化规律问题,以北京市北郊地区为研究区,提出了利用多源多光谱遥感数据提取城市土地利用信息,分析土地利用时空结构,进而研究城市扩散规律。采用2004年SPOT-5、2009年ALOS、2014年SPOT-6三期遥感数据,以ArcGIS作为空间数据分析处理工具,利用梯度分析法、等扇形分析法、城市空间形态演化分析重现城市边缘区时空结构的变化过程,对各时期的北京市北郊时空结构进行了分析,得出2004—2014十年间北京市北郊时空结构演化结果。研究表明,十年间北京市北郊地区扩张分布均匀,在2004—2014十年间土地利用结构变化显著,且主要原因是由于建设用地的增加和扩张。该研究为城市边缘区的城市规划、建设、环境保护提供了依据。     

多光谱遥感数据城市边缘区土地利用时空结构演化

针对城市边缘区空间扩散变化规律问题,以北京市北郊地区为研究区,提出了利用多源多光谱遥感数据提取城市土地利用信息,分析土地利用时空结构,进而研究城市扩散规律。采用2004年SPOT-5、2009年ALOS、2014年SPOT-6三期遥感数据,以ArcGIS作为空间数据分析处理工具,利用梯度分析法、等扇形分析法、城市空间形态演化分析重现城市边缘区时空结构的变化过程,对各时期的北京市北郊时空结构进行了分析,得出2004—2014十年间北京市北郊时空结构演化结果。研究表明,十年间北京市北郊地区扩张分布均匀,在2004—2014十年间土地利用结构变化显著,且主要原因是由于建设用地的增加和扩张。该研究为城市边缘区的城市规划、建设、环境保护提供了依据。     

高光谱遥感反演土壤重金属含量研究进展

土壤重金属污染是当今重要的世界性环境问题之一。如何快速高效地获取土壤重金属含量及分布信息是进行污染风险评价及预测研究的前提。高光谱遥感具有无损、实时获取信息的优势,利用高光谱技术反演土壤重金属含量仍处于探讨阶段,对其反演机理和建模方法的研究成果进行了介绍和分析。认为充分研究不同类型土壤对重金属的吸附特性,是深入理解重金属含量反演机理的基础。加强不同土壤类型、不同污染程度的案例对比分析,发展光谱信号处理方法,引入非线性建模算法,构建重金属形态量反演模型,是土壤重金属含量遥感估算研究的重要研究方向。     

多光谱遥感图像模糊均衡方法研究

直接对遥感图像进行判读,是遥感图像解译过程中无法回避的关键环节.如何提高判读的准确性是目前研究的热点问题之一.提出模糊数字图像均衡处理方法,并将其应用于多光谱遥感图像增强处理,在保持原图像信息不丢失的前提之下,大大提高了图像的可判读性.     

基于WorldView-2数据和随机森林算法的遥感水深反演

鉴于传统水深反演线性回归模型易受水质和环境因素的影响,利用甘泉岛区域的高分辨率WorldView-2遥感影像,结合相应的机载LiDAR实测水深数据,使用随机森林算法构建了浅海水深反演非线性回归模型。以反演的水深值和实测水深值的相关系数(R~2)和均方根误差(RMSE)为指标,并同传统的水深反演单波段线性回归模型、双波段比值线性回归模型以及多波段组合线性回归模型进行比较。结果表明,随机森林水深反演非线性回归模型反演精度最优,R~2和RMSE分别为0.967和0.868m。     

底质分类视角下的浅海水深遥感反演北大核心CSCD

针对水深的卫星遥感反演模型多在底质均一假设下进行,较少考虑底质类型的问题,提出了一种底质分类视角下的反演模型。以南安达曼群岛、波照间岛和久米岛作为研究区域,结合实验室测量的典型底质反射率光谱,在Landsat 8 OLI上使用多种分类方法提取研究区域底质类型信息,发现支持向量机法得到的底质分类精度最佳。基于底质分类结果,利用多种模型构建不同底质类型的水深反演模型,并进一步对比未区分底质类型的水深反演模型。研究结果表明,基于底质分类的多元线性回归模型效果最佳,平均绝对误差为1.03 m,均方根误差为1.39 m,证明了区分底质类型建模可以提升水深反演精度。     

玉米叶片花青素相对含量高光谱遥感反演

针对传统植物叶片色素测量存在的问题|提出了一种采用高光谱遥感技术反演玉米叶片花青素相对含量的方法。以含花青素的玉米叶片为对象|获取玉米叶片的花青素相对含量及高光谱反射率|分析350～1 000 nm波段范围内玉米叶片的反射光谱特征|建立基于敏感波段、已有光谱指数、新光谱指数的玉米叶片花青素相对含量反演模型|并进行分析、比较。结果表明|玉米叶片花青素相对含量的敏感波段为548 nm；新光谱指数为521和698 nm组成的比值指数（RI(521,698)）、554和704 nm组成的差值指数（DI(554,704)）、557和701 nm组成的归一化指数（NI(557,701)）。基于RI(521,698)建立的一元线性和一元二次模型及DI(554,704)建立的一元二次模型的拟合R2均大于0.78|预测R2均大于或等于0.73|RMSE小于0.12|是进行玉米叶片花青素相对含量高光谱遥感反演的最优模型|说明在一定的精度范围内|新光谱指数具有无损反演玉米叶片花青素相对含量的潜力。     

玉米叶片花青素相对含量高光谱遥感反演

针对传统植物叶片色素测量存在的问题,提出了一种采用高光谱遥感技术反演玉米叶片花青素相对含量的方法。以含花青素的玉米叶片为对象,获取玉米叶片的花青素相对含量及高光谱反射率,分析350～1 000nm波段范围内玉米叶片的反射光谱特征,建立基于敏感波段、已有光谱指数、新光谱指数的玉米叶片花青素相对含量反演模型,并进行分析、比较。结果表明,玉米叶片花青素相对含量的敏感波段为548nm;新光谱指数为521和698nm组成的比值指数(RI(521,698))、554和704nm组成的差值指数(DI(554,704))、557和701nm组成的归一化指数(NI(557,701))。基于RI(521,698)建立的一元线性和一元二次模型及DI(554,704)建立的一元二次模型的拟合R2均大于0.78,预测R2均大于或等于0.73,RMSE小于0.12,是进行玉米叶片花青素相对含量高光谱遥感反演的最优模型,说明在一定的精度范围内,新光谱指数具有无损反演玉米叶片花青素相对含量的潜力。     

航空高光谱遥感反演城市河网水质参数

针对多光谱遥感对内陆城市河网水体水质参数反演精度不高的问题,基于航空和水表高光谱遥感数据,利用半经验法对COD_(cr)、BOD_5、TP和TN进行定量反演。对水质采样化验数据和水表反射率进行相关性分析,计算最佳波段组合分别为650nm/683nm、689nm/667nm、692nm/649nm、787nm/678nm;建立研究区COD_(cr)、BOD_5、TP和TN水质参数反演模型,水质参数决定系数R~2分别为0.74、0.70、0.69、0.71,均方根误差RMSE分别为2.79、1.92、0.02、0.16,拟合效果次序为COD_(cr)TN BOD_5TP。利用验证样点对实验结果进行定量分析,反演效果次序为TNCOD_(cr)BOD_5TP,平均相对误差分别为2.6%、12.9%、16.7%、22%,基本与模型拟合效果次序一致,反演的水质浓度分布与城市河网的特点和实际情况相符,为流动性大、水质状况分布错综复杂的城市河网水质监测提供参考。     

多光谱遥感影像建筑物提取

针对传统遥感影像目标提取对数据要求严格及应用受限的问题,提出一种基于非线性尺度空间滤波的建筑物提取算法.首先,构造多光谱影像各个波段的非线性尺度空间并进行迭代滤波;然后,搜索全局影像的标准差曲线的第一个谷点,停止迭代过程;最后,利用最大类间方差法分别对各个波段的滤波结果进行二值化.为了验证本文方法的有效性,选取福州市的一幅航空影像,并与同类方法进行对比.试验结果表明,本文算法能在平滑噪声的同时保留建筑物边缘信息,对于提取排列紧密的建筑物有更好的效果,在保证查准率的前提下,查全率有5%以上的提高.     

东北黑土区土壤铬含量高光谱反演研究

以东北黑土区某农场为研究区,在光谱积分定义的基础上,提出一种新的光谱特征参数——反向光谱吸收积分,建立偏最小二乘回归模型对土壤中铬元素含量进行反演研究。与传统的光谱特征参量,包括微分变换、倒数变换、对数变换等11种光谱变换以及吸收面积建立的土壤铬含量高光谱反演模型进行对比分析,结果表明:在光谱变换特征中,平方根一阶微分模型能够较好地定量预测铬含量;吸收面积模型稳定性略差,只能对样本进行初略估计;针对反向光谱吸收积分模型,其建模样本的调整决定系数为0.73,均方根误差为2.63 mg/kg;验证样本的调整决定系数为0.77,均方根误差为2.36 mg/kg,相对偏差为3.21,表明此模型具有极好的预测能力。因此,反向光谱吸收积分能够明显改善铬含量反演模型的精度和稳定性,为土壤铬污染监测提供了新的思路。     

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。     

多光谱蚀变遥感异常提取方法研究

围岩蚀变是热液成矿作用发生过程的一个重要标志。国内外学者为了利用遥感技术提取围岩蚀变信息,开展了多种图像处理方法研究,如主分量阀值分析法、光谱角法、混合像元分解法、高植被覆盖区岩石矿化蚀变信息提取等。本文综述了在地表覆盖类型不同、地表覆盖程度不同的背景下,特别是植被覆盖严重地区的蚀变遥感异常提取的理论依据及异常提取方法研究现状,并对多光谱蚀变遥感异常提取的发展前景提出一些设想。     

多光谱蚀变遥感异常提取方法研究

围岩蚀变是热液成矿作用发生过程的一个重要标志.国内外学者为了利用遥感技术提取围岩蚀变信息,开展了多种图像处理方法研究,如主分量阀值分析法、光谱角法、混合像元分解法、高植被覆盖区矿化蚀变信息提取等.本文综述了在地表覆盖类型不同、地表覆盖程度不同的背景下,特别是植被覆盖严重地区的蚀变遥感异常提取的理论依据及异常提取方法的研究现状,并对多光谱蚀变遥感异常提取的发展前景提出一些设想.     

基于多源遥感数据融合的土壤水分反演研究

土壤含水量作为地表的重要参量之一,对地球能量循环、水循环、碳循环及生态环境都有十分重要的意义。以南京市金川河流域为研究区,融合哨兵 2 号 L2A 数据和 Landsat 8 遥感数据 2 种数据源,分别采用偏最小二乘法(PLSR)、最小二乘-支持向量机(LS-SVM)、反向传播神经网络(BPNN)和随机森林(RF)4 种建模方法,建立遥感数据与土壤含水量之间的关系,并进行模型的验证与评价。结果表明：1)土壤含水量与哨兵 2 号和 Landsat 8 各波段反射率均呈负相关关系,和海岸带监测波段(波长为 430~450 nm)和近红外波段(波长为 2 100~2 300 nm)相关性最佳;2)融合后的遥感数据相较于单一遥感数据源,预测土壤含水量的能力更佳, 最优模型 R2 达 0.996,均方根误差仅为 0.003 g/g;3)4 种建模方法中,建模效果从好到差依次为 PLSR,RF, LS-SVM,BPNN。融合哨兵 2 号 L2A 和 Landsat 8 数据,结合 PLSR 建模方法可进行土壤含水量的精准反演, 相较于现有研究反演精度大大提升,对研究该地区地表与地下水循环和生态环境治理有一定参考价值。