插件式遥感参数反演系统的设计与开发

为了在一个软件系统中高效集成各类遥感参数反演模型并支持其动态更新和扩展,提出一种插件式遥感参数反演系统的设计思路和开发方法。采用"平台+插件"软件架构,制定平台扩展接口及插件接口,并利用.NET Framework的反射机制实现便捷的插件管理,插件与平台的集成和通信,开发了一个插件式遥感参数反演原型系统。该系统能够增强平台的稳定性和遥感参数反演插件的灵活性、扩展性,使研究人员将精力集中于反演模型的业务逻辑而不是开发细节,提高开发效率,降低维护成本。     

区域生态环境空间信息服务系统的设计与实现

针对传统生态环境监测方法难以满足宏观区域生态环境变化监测需要的问题。基于空间信息服务理念,面向区域生态环境监测与评价的具体需求,应用遥感反演和GIS空间分析技术,在Microsoft.NET平台上,利用ArcEngine中间件实现了遥感影像数据和矢量数据的浏览、空间分析、专题图制作以及海量空间数据组织和管理功能;利用IDL(Interactive Data Language)开发的遥感反演模块,实现了生态环境关键参数的遥感提取,构建了面向区域生态环境监测与评价需求的运行系统。系统实现了海量空间数据的存储和管理,比较方便和准确地通过遥感手段反演关键生态环境参数,并根据需要生成相应的生态环境监测空间信息产品,从而为区域内生态环境保护和监测提供了技术支撑。     

渭河水质遥感反演的人工神经网络模型研究

以渭河陕西段水域为研究对象,在获取了实地监测数据和SPOT5遥感影像的基础上,对遥感数据进行预处理,建立了BP神经网络水质反演模型和RBF神经网络水质反演模型。并对水质参数CODcr、NH3-N、DO、CODmn进行反演。研究结果表明,利用神经网络模型反演水质参数是可行的,由于是非线性模型,其反演结果明显好于线性回归模型的结果。     

基于Landsat 8与实测数据的水质参数反演研究

目前遥感技术已成为监测水质参数的重要手段,精度更高的水质参数反演模型是当前水质监测的重点。但由于水环境的复杂性、遥感数据的局限性等多重原因,水质参数遥感反演精度有限,且多集中于水色水质参数反演。为了得到精度更高的水质参数反演模型,以天津市海河下游段为研究区,对Landsat 8 OLI遥感影像进行大气校正、辐射定标等预处理,通过实验室理化分析测定水体的总磷、氮氨、总氮浓度及电导率,建立实测水质参数与Landsat 8 OLI遥感影像数据的统计回归模型及神经网络模型,采用决定系数(R~2)、平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)进行精度检验,神经网络模型反演结果 R~2均大于0.85,MAE分别为0.019、0.09、0.242、0.411,RMSE分别为0.024、0.118、0.286、0.562,反演精度较好。结果表明:基于神经网络建立的水质参数反演模型精度较高。     

渭河水质遥感反演的人工神经网络模型研究

以渭河陕西段水域为研究对象,在获取了实地监测数据和SPOT5遥感影像的基础上,对遥感数据进行预处理,建立了BP神经网络水质反演模型和RBF神经网络水质反演模型.并对水质参数CODcr、NH3-N、DO、CODmn进行反演.研究结果表明,利用神经网络模型反演水质参数是可行的,由于是非线性模型,其反演结果明显好于线性回归模型的结果.     

基于深度学习的海表温度遥感反演模型

针对传统的海温反演模型参数拟合过程复杂且在不同海域适应性较差等问题,为进一步提高海表温度反演精度,简化反演过程,以渤海海域为研究区域,选取该海域晴空下的MODIS遥感影像并结合实测浮标数据,利用深层神经网络建立海表温度的遥感反演模型。对反演结果进行精度分析,分析结果表明模型精度较为良好,反演值与实测值决定系数为0.978,标准差为1.28℃,平均绝对误差为0.98℃,证明了基于深度学习的海表温度遥感反演的可行性。     

基于PSO优选参数的SVR水质参数遥感反演模型

为进一步提高多光谱图像水质反演的精度,提出了一种基于PSO优选参数的SVR水质参数遥感反演模型.该模型利用高分辨率多光谱遥感SPOT-5数据和水质实地监测数据,采用交叉验证CV(cross validation)估计模型推广误差并使用PSO优选SVR模型参数,实现了模型参数的自动全局优选,在训练好的SVR模型基础之上对水质进行反演.以渭河陕西段为例进行实证研究,实验结果表明,本文提出的水质反演模型较常规的线性回归模型有更高的反演精度,为内陆河流环境遥感监测提供了一种新方法.     

水稻冠层参数微波雷达反演系统设计与实现

利用遥感数据对水稻参数反演时,经验统计方法在精度方面依然存在较大误差,而机理模型又不易被用户理解和使用且存在反演过程可视化效果差、时间开销大等问题。针对这种现状,该文提出了将微波极化散射模型和优化搜索算法相集成的系统开发思路。根据参数反演的逻辑流程,采用Matlab/GUI和Fortan语言混合编程的方式,实现了基于雷达遥感数据对水稻冠层后向散射特征的模拟、参数的敏感性分析以及逐像元水稻参数反演的各项功能;利用"格网化"计算思想对提高反演进程进行了尝试。分析和实验结果表明,该反演系统具有较好的可运行性,可为区域水稻监测及估产提供重要的信息和技术支持。     

复杂地表地表温度反演研究进展

地表温度是陆表过程研究的关键参数,卫星反演地表温度是获取区域及全球尺度辐射平衡、能量收支研究中地表温度参数的有效手段.目前,在平坦地表覆盖均一区域,基于热红外和微波遥感反演的地表温度已经被验证具有较好精度,尤其热红外遥感地表温度产品精度可达1 K以内.但是针对复杂地表的温度反演研究仍面临较大挑战.系统总结了复杂地形区地...     

基于MODIS的海表面温度反演系统设计与实现

海表面温度(SST)是重要的海洋物理参数,对海洋研究具有重要意义.通过遥感数据反演是目前获取SST数据的主要方法之一.遥感反演数据具有反映大区域尺度的海温连续分布状况,且数据获取及时稳定等特点.本文基于IDL构建了面向EOS/MODIS数据的SST反演系统,讨论了系统的功能和结构,给出了具体的数据反演处理流程,对系统中采用的SST反演算法和云检测方法进行了详细说明.最后以我国东海海域为例,将反演结果与多年观测资料对比,表明系统反演得到的SST分布规律与多年观测资料一致,同时还利用同步观测的浮标数据和NASA MODIS SST产品对反演结果进行验证,结果显示系统反演的SST平均误差为1℃.数据精度满足海洋预报和其他科学研究的需要.     

基于语义的遥感影像数据检索关键技术研究

传统的遥感影像数据库采用关键词匹配的方式进行查询,导致查询语义的缺失,通过将本体和Compass搜索引擎引入到遥感影像数据检索,可提高查询的查全率和查准率,提高查询的效果。文章提出了基于语义的遥感影像数据检索解决方案,构建了一个关于遥感数据共享的应用本体,并基于此本体初步实现了遥感数据检索系统,从而证明了该方案的可行性。     

分布式海量遥感影像编目检索机制

为了高效地组织、检索分布式海量遥感数据,研究FGDC制定的遥感元数据标准草案,提出一种具有良好可扩展性的遥感编目数据模型。基于该编目数据模型,提出一种基于编目数据的分布式影像检索算法,设计并实现一个遥感数据编目检索系统,实验结果表明,该系统是有效的。     

基于应用本体的多卫星遥感数据检索

基于本体的遥感数据检索系统目前尚处于起步阶段,本体论(ontology)、语义网(semantic web)概念的提出推动了智能信息检索技术的发展,使得该类检索可以充分挖掘信息的深度与广度。如何构建一个关于遥感数据共享的应用本体,基于应用本体如何实现遥感数据检索系统的基础架构,是本篇文章所要讨论的重点内容。     

Geospatial information system for agricultural monitoring

This paper describes a distributed system for agricultural monitoring in Ukraine at two levels, namely, at ministerial level and at agricultural enterprise level. Crop monitoring is performed using data and products obtained by moderate and high-resolution remote sensing satellites. The system includes a geoportal with a Web interface and a desktop geographic information system (GIS) with additional functions of automatic data retrieval and business-logic analysis. The system is constructed using open-source software that conforms to OGC standards for geospatial information management.     

Software to facilitate remote sensing data access for disease early warning systems

Satellite remote sensing produces an abundance of environmental data that can be used in the study of human health. To support the development of early warning systems for mosquito-borne diseases, we developed an open-source, client-based software application to enable the Epidemiological Applications of Spatial Technologies (EASTWeb). Two major design decisions were full automation of the discovery, retrieval and processing of remote sensing data from multiple sources, and making the system easily modifiable in response to changes in data availability and user needs. Key innovations that helped to achieve these goals were the implementation of a software framework for data downloading and the design of a scheduler that tracks the complex dependencies among multiple data processing tasks and makes the system resilient to external errors. EASTWeb has been successfully applied to support forecasting of West Nile virus outbreaks in the United States and malaria epidemics in the Ethiopian highlands.     

基于GIS语义的遥感图像检索

语义图像检索为填补图像低层视觉特征和用户高层语义之间的鸿沟而产生,图像语义描述和提取是其关键。提出了一种基于G IS语义的遥感图像检索(G IS sem antics-based remote sensing im age retrieval,简称G ISSB IR)方法,主要涉及空间对象的语义表达和语义匹配两方面内容。利用面向对象G IS语义模型和概念语义网络共同表达空间对象的语义,设计了语义调解器处理用户与系统之间的语义不一致。通过对G IS原子查询结果进行布尔运算得到矢量查询结果,在此基础上得到与G IS数据具有统一坐标框架的遥感图像检索结果。实验结果表明G ISSB IR方法是有效的。     

一种基于存储过程的高效空间可视化检索算法

现有的GIS空间数据管理引擎对海量遥感影像数据库的数据管理和空间可视化检索存在效率低下的问题,该文在深入研究海量遥感影像数据库的空间可视化检索特点的基础上,提出了一种基于关系型数据库存储过程实现的高效的海量遥感影像数据库空间可视化检索算法,并对算法进行了多个级男日的性能优化。最后实验结果说明该算法具有高效性、稳定性和普适性。     

跨平台的遥感影像处理系统设计与实现

针对军事遥感影像应用时效性的需求以及在自主可控国产软硬件环境下开发军事应用系统的需要,对国产软硬件环境与主流商用系统差异进行了分析,在此基础上对软、硬件兼容技术进行了研究,基于分层思想设计了高内聚、低耦合的遥感影像处理系统,提出源代码一致的跨平台程序设计方法,基于开源Hadoop平台实现了遥感数据管理与高性能计算,并在此基础上生成基于国产软硬件环境下的遥感影像自动处理系统,实现了遥感影像准实时处理,运用于军事应用系统。该跨平台系统设计与实现方法显著提高跨平台应用软件开发效率,且有利于提高系统的稳定性,可以应用于其他类似跨平台系统设计开发。     

改进五叉树分解法在遥感图像检索中的应用

由于一幅遥感图像是对一定范围内的地表状态的成像,并且遥感图像具有多样性、复杂性、海量等性质,致使遥感图像检索往往是查询图像和图像库图像的局部区域之间的相似性匹配。为了提高遥感图像的检索效率,必须首先对遥感图像进行分解。提出了一种将遥感图像分层分解的遥感图像检索方法,该方法利用改进五叉树分解法将图像库图像按层次分解成不同大小的子图,在提取子图的纹理特征后,以查询图像和图像库子图之间的欧式距离衡量图像相似度,实现了遥感图像检索。利用海地地震时的航空遥感图像作为实验数据,应用改进五叉树分解法将遥感图像分解后,进行查询检索实验,并与普通五叉树进行了对比。实验结果表明利用改进五叉树分解法进行遥感图像分解后得到的分块图像,可以更精准地查询出用户真正感兴趣的部分,能够获得较高的查全率和查准率,提高查询效率。     

中国遥感软件研制进展与发展方向——以像素专家PIE为例

随着航天航空遥感技术的飞速发展，立体式、多层次、多视角、全方位和全天候对地观测的时代已然到来。如何激活数据价值，更好地服务行业应用，满足快速增长的遥感应用需求，成为遥感企业面临的迫切课题。遥感图像处理软件作为遥感数据与行业应用的桥梁，在遥感产业化过程中发挥着不可替代的作用。本文概述了国内外遥感卫星数据和遥感软件发展历程，通过中国国产遥感图像处理软件——像素专家（pixel information expert，PIE）阐述了国产遥感软件的研制进展、典型应用和未来技术发展方向。PIE软件具有多源遥感载荷全方位支持、全谱段要素信息智能提取、多行业全业务链深度融合、海量遥感数据快速处理和自主产权程序完全可控等5大核心能力。未来将加强与大数据、云计算和人工智能等技术前沿领域的交叉融合，提升遥感数据分析处理、知识挖掘与决策支持能力，实现遥感数据的按需获取快速传输和专题信息聚焦服务。