湖泊水质卫星遥感方法及其应用

通过系统性的常规水质采样分析与水面光谱测量外场同步试验,建立了由FY-1C多通道扫描辐射计、Landsat卫星TM和Seastar卫星SeaWiFS等在轨卫星多通道遥感器以及一组设想的遥感通道遥感反演叶绿素a浓度和总悬浮物浓度的优化通道组合模型,提出了一种利用水面上标准反射板的反射光谱和遥感图像本身确定大气透过率和反射率从而实现大气校正的水质指标卫星遥感反演方法．所建立的模型和方法被用于遥感解译我国典型富营养化湖泊太湖和滇池从80至90年代的富营养化程度及其分布状况随年份的变化．本项研究为进一步开展湖泊水质业务化卫星监测打下了基础．     

应用于超光谱定标的光谱可调光源光学设计

针对超光谱遥感中,传统定标光源和目标光源光谱精细结构不匹配、精确度量困难,影响定标精度的难题,提出了一种基于数字微镜器件和光谱仪结构的新型光谱可调光源,并设计了该光源的光学系统。详细描述了这种光源系统的工作原理,确定了光学系统的设计方案,计算了系统的结构参数,并说明了具体的设计过程。设计结果表明:在0.4~1.0 m 的设计波段上,光学系统整体性能接近衍射极限,各波长点列图RMS 半径小于3.5 m,各波长MTFs 在37 lp/mm 空间频率处都达到0.8 左右,满足设计要求。这种新型的光谱可调光源,有望提高目标光谱精细结构模拟的准确度,可利用基于标准探测器的方法进行精确度量,有利于降低超光谱遥感仪的定标不确定度。     

超光谱数字图象收集实验仪器HYDICE（上）

为了提高成像光谱仪收集技术的现有水平,在美国海军空间与作战系统指挥部的倡议下,研制和制造了一种新一代的,定标完好的超光谱成像光谱仪。这种被称为超光谱数字图象收集实验仪器（ＨＹＤＩＣＥ）的敏感器,是由休斯Ｄａｎｂｕｒｙ光学系统公司制造的,１９９４年１２月,该仪器移交给密执安环境学院后安安装了在该学院的ＣＶ－５８０飞机上,１９９５年１月至６月,他们对该仪器进行了试验和表征,此后,又进行了若干次航空数据     

基于改进预测树的超光谱遥感图像无损压缩方法

该文在传统预测树方法的基础上提出一种改进方法,该方法定义一个幅度拉伸因子来表达相邻波段的局部灰度变化,通过比较局部上下文梯度来估算该幅度因子,并用它对当前的预测值进行修正。此外,还结合AVIRIS超光谱遥感图像的相关性特性提出一种谱间预测和空间预测相结合的综合预测无损压缩方案,在不同波段范围内采用可选的预测方式进行预测。在AVIRIS遥感图像数据集上的实验结果表明,该方案在计算复杂度较低的情况下,能够更好地消除冗余信息,具有良好的压缩性能。     

用于未来欧洲空间局陆地表面变化过程研究任务的超光谱成像器

陆地表现变化过程及互作用任务是未来地球勘探者任务的选择目标之一,执行该任务的将在２００３年以后继ＥＮＶＩＳＡＴ和ＭＥＴＯＰ计划之后发射。这样一种任务的科学要求可由ＰＲＩＳＭ来满足,ＰＲＩＳＭ是由欧空局（ＥＳＡ）研究的一种超光谱成像器,它能同时测量地球上某些特定地区的反射率和温度。ＰＲＩＳＭ被设计成在极地太阳同步轨道上飞行,能够在可见光和短波红外以及热红外波段内提供相互配准的图像。可见光和短波红外波     

黄浦江不同水质指标的光谱响应模型比较研究

对黄浦江全河段进行了光谱反射率和典型水质参数的同步测量,测量的水质参数包括总磷(TP)、总氮(TN)、溶解氧(DO值)、高锰酸盐指数(CODMn)、化学需氧量(CODC r)、五日生化需氧量(BOD5)、悬浮物浓度(TSS)、浊度(Turb)和氨氮(NH3-N)共9个水质指标,分析了9个水质指标之间的相关关系.研究了单波段归一化反射率与各水质指标的线性关系模型.结果表明,单波段光谱反射率与除氨氮和化学需氧量2个水质指标之外的其余7个水质指标有较好的相关关系,光谱反射率的比值与水质指标的相关性得到一定提高,与氨氮和化学需氧量2个水质指标的相关系数也大于0.5.     

基于实测高光谱的太湖水体悬浮物浓度遥感估算研究

悬浮物浓度是水质和水环境评价的重要参数之一.利用2007-11-08～2007-11-21 14天时间对太湖74个样点进行水质取样分析和波谱实测.在提取水体遥感反射率后,分析其与悬浮物浓度的相关关系,发现在400～900nm波段范围的备波长遥感反射率与总悬浮物、无机悬浮物浓度都存在中高度相关,最大相关系数均出现在725nm处.分别为0.883和0.869,而与有机悬浮物浓度则无较好的相关性.同时利用敏感波段的遥感反射率建立了悬浮物浓度估算的神经网络模型.结果表明:对于总悬浮物浓度,隐含层节点数为6的神经网络模型的R2=0.948,RMSE=4.947,在备节点中的训练效果最佳;而对于无机悬浮物浓度,隐含层节点数为4的神经网络模型的R2=0.956.RMSE:5.104,模型骼体训练结果最好.此外,通过测试样本对神经网络模型和经验模型的预测误差进行分析表明,无论是估算总悬浮物浓度,还是无机悬浮物浓度,无论从建模样本的建模精度,还是测试样本的误差分析,神经网络模型邰优干经验模型.     

油漆涂层对板材红外光谱特性影响分析

通过对不同油漆涂层覆盖下板材的光谱特性进行研究,发现板材的光谱特性随油漆颜色和厚度的不同呈规律性变化,并提出了用于探测油漆覆盖下板材的短波红外“窗口波段”.最后,本文对试验的基础数据进行了系统的误差分析,讨论了进一步开展相关试验所应注意的几个问题.此项研究可以为城市建筑材料和军事伪装材料的探测技术研究提供重要的理论依据和参考.     

傅立叶变换光谱仪信号调制度下降的分析

从理论上分析了一些引起傅立叶变换光谱仪信号调制度下降的原因,具体的就平面镜面形、偏振态、探测器横向位置偏移、平面镜倾斜、角锥反射镜顶点之间的横向偏移等作了一定的分析,得到了几个重要的公式,并就这些公式的用途作了简短的说明。     

无源微波遥感海上石油污染的研究

本文应用空气、油膜和海水组合体模型计算和分析了有效发射率随油膜厚度、工作频率和入射角变化的关系,提出了无源微波遥感海上石油污染的优选方案并成功地进行了航空微波遥感试验。     

利用Hyperion星载高光谱传感器监测太湖水质的研究

通过分析Hyperion星载高光谱传感器的数据特征和水质参数监测精度,确定并详细讨论了波段比值、差值和NDVI算法与叶绿素、悬浮物浓度的相关性差异和敏感波段分布,建立并验证了水质参数高光谱遥感反演模型,初步评价了太湖水体富营养化状况.利用模拟环境小卫星的波段设置和反射率光谱,对比分析了Hyperion和环境小卫星高光谱监测太湖水质参数的反演精度,展示了星载高光谱监测内陆水体水质的应用潜力,有力地促进了我国环境小卫星高光谱数据在水体生态遥感监测中的预研工作.     

MODIS近红外水汽产品的检验、改进及初步应用——以黑河流域金塔绿洲为例

利用野外观测资料检验MODIS近红外水汽产品表明,该产品精度较低,不适合研究区大气水汽含量分析研究.考虑误差产生的原因,调整空间分辨率并引入地表覆盖类型信息进行反演,结果表明,反演的平均相对误差为4.47%,绝对误差为0.0456g/cm2,说明改进后结果有较大改善,精度较高.同时使用MODTRAN模拟出大气水汽含量与透过率存在较好的负相关关系,并据此计算大气透过率,为下一步计算地表温度及能量平衡中的各分量奠定基础.     

地物光谱匹配模型比较研究

在大量实测的城市地物光谱数据的基础上,对3种有代表性的光谱匹配模型,即最小距离、光谱角度匹配（SAM）,光谱相似度匹配进行了深入计算和分析,在这3种模型中,以SAM表现程度较好,但都不是最理想,区分程度不是很高．为增强区别程度,本文引入了导数对光谱匹配模型进行了重新计算,分析结果表明,一阶导数能明显增加3种光谱匹配模型的区分度,尤其是最小距离法增加非常明显．     

藻类光谱实验及其光谱定量信息提取研究

通过对实验室培养的韦氏微囊藻、斜生栅藻及其混合物的光谱实验，获得了韦氏微囊藻、斜生栅藻及其混合藻的光谱特征，为利用遥感技术对藻类进行分类提供了基础信息，利用光谱分离法提取这两种藻的定量光谱信息，并建立了光变信息与藻浓度的数学模型。