遥感产品真实性检验靶场构建方法初步研究

观测试验是遥感产品真实性检验的基础,通过观测试验获取的像元尺度参量真值,能确定遥感产品质量,增强其在应用领域的价值。在遥感产品真实性检验理论和方法基础上,探索构建遥感产品真实性检验试验观测靶场构建的框架,针对不同分辨率遥感产品,提出建立特征均匀靶场和非特征均匀靶场的构思;并以中国科学院怀来遥感综合试验站为例,分析了构建两种靶场的可行性,概述了目前靶场构建的进展,分析了改进的方向。以此为后期遥感产品真实性检验的观测试验提供一种思路。     

内蒙古锡林浩特草原GLASS LAI产品的真实性检验

结合内蒙古锡林浩特草原区域的实地测量数据和Landsat TM高分辨率遥感数据,对两景GLASS LAI产品进行真实性检验,同时以MODIS LAI产品为比照。结果表明:①GLASS LAI产品和MODIS LAI产品均高估,其中7月中旬GLASS LAI产品高估约11%,其高估的程度明显小于MODIS LAI(高估约36%),而8月末两者高估的程度相似;②GLASS LAI产品与Landsat TM反演LAI产品有较好的一致性,两期数据的决定系数R²分别达到0.72和0.58,优于MODIS LAI产品(0.61和0.27);③GLASS LAI和MODIS LAI两个产品的误差主要来自于模型的准确性,真实性检验中数据定量化误差小于5%。结论表明:GLASS LAI产品数据在锡林浩特草原区域的观测精度和一致性都优于MODIS LAI产品数据,更适用于相关研究。     

MODIS水色遥感数据的获取与产品处理综述

EOS-AM/PM上的中分辨率成像光谱仪MODIS上的水色波段与宽视场水色扫描仪SeaWiFS相比有更高的信噪比和更窄的波段宽度。以EOS-AM为例,首先对MODIS仪器的特性做一概述,然后以水色遥感为主,描述了MODIS 0级数据到1级、2级及更高级产品的处理流程与算法。着重介绍MODIS 0级数据到1B数据处理的IMAPP程序,简要介绍NASA发布的MODIS标准产品,并将具有广泛应用性的MODIS 1B数据产品格式及内容做了详细说明,同时给出了应用于海洋水色方面的二级产品的详细说明。     

黑河中游LAI产品的真实性检验研究

遥感产品的应用越来越受到各行各业的高度关注,因此定量遥感产品的真实性检验工作已是当务之急,也是近年来遥感领域研究的热点问题之一。首先总结了国内外学者在LAI遥感产品真实性检验中使用的方法和取得的研究进展,然后结合实例分析了黑河中游不同分辨率LAI产品的真实性检验。通过比较两种不同尺度转换方案得到1 km分辨率的LAI对MODIS LAI产品进行验证,并分析了LAI的尺度效应。结果表明:两种方案比较验证的相关系数为0.57和0.39,借助于高分辨率影像作为中间尺度验证MODIS LAI产品要比直接利用地面实测点尺度转换到低分辨率LAI图验证MODIS LAI产品更合理,且黑河中游MODIS LAI产品存在明显的低估现象,最大偏差达2.26。     

土地覆被遥感产品真实性检验方法对比

真实性检验是保障土地覆被遥感产品生产质量,支持土地覆被遥感产品应用的重要环节。土地覆被遥感产品真实性检验实践总与理论存在一些差异,其主要体现在用于检验的参考数据样本数量和空间分布两个方面,而这种差异对检验结果的影响还不十分清楚。以中国陆地范围为实验区域,GlobeLand30作为全样本参考数据,ESA CCI-LC作为检验对象,通过设计实验,评估了样本数量、抽样方式和样本单元的不同对检验结果的影响。结果表明：(1)样本量对检验结果有重要影响。当样本量减半（约600个样本点）,点样本真实性检验的总体精度与在理论样本量下的总体精度接近,但是,在样本量较小的情况下,不同类型的精度对样本量的敏感程度不同,面积权重小的类别对样本量更敏感,尤其是在采用分层随机抽样的情况下;(2)在理论样本量基础上,无论是点样本真实性检验还是群样本真实性检验,抽样方式对总体精度影响不大,但是对各个类型的精度有重要影响,尤其是面积权重小的类别;(3)群样本检验稳定性比点样本检验差。在理论样本量基础上,样本单元的增大将增加检验结果的不确定性,随着样本单元的增加,虽然检验结果波动性变小,但是检验结果相较于点样本检验结果仍...     

基于时序MODIS反射率产品统计检验方法的土地覆盖更新

土地覆盖产品的生产是遥感领域的研究热点。全球范围土地覆盖产品因其在空间范围上的巨大尺度,生产周期较长,因此产品的时间跨度也很大,需要具有与之相对应的快速生成与更新技术,以提高产品的时间分辨率。使用MODIS历史土地覆盖产品和反射率产品,采用平均值显著性统计检验的思想,实现土地覆盖产品的快速更新。在MODIS条带号为h26v05的结果中选取宁夏自治区作为检验样区,通过目视检验和精度评价的方法对土地覆盖更新结果进行检验,总体精度为90.0290%。对水、混交林、草原、城市和建成区、裸地或低植被覆盖地变化的趋势和变化原因进行分析论证,表明采用平均值显著性统计检验的思想使用时序反射率产品对土地覆盖产品进行自动化快速更新是可行的。     

我国叶面积指数卫星遥感产品生产及验证

利用卫星遥感生产叶面积指数（Leaf area index： LAI）产品并进行真实性检验是植被定量遥感的一项重要研究内容。过去10 a,我国研究人员利用MODIS或AVHRR观测数据生产了GLOBALBNU, GLASS, GLOBMAP,MuSyQ和FSGOM等数套全球和全国LAI产品,受到了国内外的广泛关注和应用。在产品生产的同时,我国学者也广泛开展了LAI产品在全球和区域尺度的真实性检验研究工作。本文总结了我国LAI卫星产品生产和验证研究工作的现状和趋势。近年来,我国在本领域相关的理论、技术和方法研究方面取得了全面进展,LAI产品精度和连续性已与国外先进水平相当,但仍然存在数据源单一且依赖国外、算法不确定性不清、生产不连续以及缺乏充分验证等问题,客观上影响了LAI产品应用的广度及深度。未来应充分利用新的卫星数据特别是国产数据,加强遥感机理模型、反演算法以及应用的创新研究,生产具有特色的高质量LAI产品,满足地球系统科学的研究需求。同时,应加强LAI验证基础设施建设,发掘利用更广泛的验证站点,同时增进国际合作,加强产品的推广使用,在与用户的互动交流反馈中进一步提高产品的市场。随着我国对相关研究投入的增加,可以预期未来20 a将是我国LAI遥感产品及验证研究由“跟跑”国际先进水平向“并跑”乃至“领跑”过渡的机遇期。     

数字录音真实性检验方法研究

随着数字录音的大量涌现和证据制度的不断完善,数字录音真实性检验成为录音资料能否作为证据使用的前提,因此,结合当前数字录音真实性检验在实际办案中的应用情况,对案件检材进行编辑、篡改的鉴别。采用几种检验方法,如录音参数检验、听觉检验,以及基于计算机软件进行声谱分析的声学检验来分析录音经过编辑篡改后留下的痕迹特征,探究各类特征产生的原因。实验结果表明,编辑特征会随不同的编辑软件发生变化,综合运用多种检验方法,发现数字录音文件中的编辑处理特征是目前数字录音真实性检验的可行性方案。     

AVHRR、VEGETATION和MODIS时间系列遥感数据产品现状与应用研究进展

全球时间系列卫星遥感产品自产生之日起就得到了高度关注,被广泛地应用于全球、洲际和区域的地表动态监测,并与气温、降水等气候变化表征参数结合起来,应用于全球变化分析。随着时间系列的逐渐延长和新兴传感器的不断涌现,时间系列遥感产品的内容和应用领域更是得到了极大扩展。主要介绍了:①当前国际上流行的可见光/近红外、短波红外和热红外时间系列卫星数据产品的发展现状,传感器主要包括AVHRR、VEGETATION和MODIS。早期以开发波段信息和植被指数等基础数据为主,当前大量专题产品的生产得到广泛开展;② 在数据产品的进一步处理和分析方面,重点介绍了时间系列重建、比较和延长、产品真实性检验的研究进展和发展趋势;③在数据产品应用方面,重点介绍了地表覆被特征的动态监测、物候和种植结构等信息提取、遥感产品在模型中的应用等方面的研究进展和发展趋势。     

基于高空间分辨率的热污染遥感监测研究进展

综述了卫星遥感热红外海表温度反演原理,并对海表温度中的“皮温”和“体温”进行了界定;着重总结了热红外遥感海表温度反演的主要方法-单通道法、分裂窗法、多角度法等;详细介绍了具有较高热红外通道空间分辨率卫星传感器Landsat TM/ETM+、CBERS-02 IRMSS、ASTER、HJ-1B IRS的海表温度反演算法,并对各卫星热红外通道特点进行了对比;最后,对影响热红外温度反演精度的因素进行了简要分析,指出了目前研究存在的问题并对未来的研究方向进行了展望。     

星载微波遥感观测海表温度的研究进展

随着卫星遥感技术的快速发展,星载微波遥感作为观测海温的手段之一,受到越来越多的关注。总结了国内外星载微波遥感观测海温的发展历程和微波遥感反演海温的理论基础,归纳了多元线性回归算法和非线性迭代算法两种主要的算法类型,在此基础上介绍了国外的TMI和AMSR-E以及国内FY-3和HY-2等卫星上搭载的先进微波传感器仪器的运行参数、通道特征及其相应的反演算法,最后分析了微波遥感反演海温的影响因素,指出了目前研究中存在的问题,并对今后的研究方向进行了展望。     

地表温度遥感中大气平均作用温度估算模型研究

大气平均作用温度Ta是地表温度遥感单窗算法中一个关键的参数,利用2008~2011年全国123个探空站点资料,针对大气水汽量的垂直分布特征,分析了利用近地层气温T0估算大气有效平均温度的可行性;进一步分析了T0和Ta之间的相关性,建立了适合我国地区大气平均温度估算的最佳模型Ta=44.97098+0.80512 T0,模型的决定系数R²为0.859,均方根误差为4.198 K。通过对44幅HJ\|1B/IRS热红外图像地温反演的敏感性分析,结果表明:模型估算的Ta用于地表温度反演时的误差为1.734 K;当大气透射率τ很小时,模型估算的Ta误差对地温反演很敏感,较小的估算误差会给地温反演带来很大的误差;随着大气透射率τ的增加,Ta的估算误差对地温反演的敏感性逐渐降低。
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基于船载太阳光度计的中国海域MODIS卫星反演气溶胶光学参数验证

利用2006~2007年中国海洋大学东方红2号科考船在中国黄海和东海海域的POM-01MK2太阳光度计气溶胶光学参数的观测资料,与MODIS反演结果进行比较,给出了光学厚度、| ngstrm指数和粒子有效半径的对比结果。结果表明：两种观测方法得到的气溶胶光学厚度的一致性较好,相关系数（标准差）达0.97（0.08）,73%的对比结果在期望误差（Δτ=±0.03±0.05τ）之内;季节分类对比结果,秋季和春季相关系数（标准差）均为0.97（0.08）;海域分类对比结果,黄海北部海域和黄海南部海域相关系数（标准差）分别为0.98（0.08）和0.76（0.10）。MODIS反演得到的| ngstrm指数偏低,相关系数（标准差）为0.67（0.23）;按季节分类得到,秋季和春季相关系数（标准差）分别为0.71（0.27）和0.62（0.19）;按海域分类得到,黄海北部海域和黄海南部海域相关系数（标准差）分别为0.87（0.07）和0.70（0.30）。粒子有效半径的对比结果偏差和离散度较大,相关系数（标准差）仅为0.31（0.10）。造成这种现象的原因可能是该海域沙尘气溶胶和人类源二次气溶胶浓度较高导致海上气溶胶光学性质同MODIS反演中使用的光学参量有较大差别。     

基于Apache Spark的MODIS海表温度反演方法

为应对海量遥感影像快速计算的需求,通过对影像获取、算法和计算过程优化和改进,提出了一种基于Apache Spark并行计算框架的MODIS海表温度反演方法,实现了海量MODIS遥感影像的海表温度快速反演.应用四轮网络查询请求获取特定的时空范围影像数据,提高影像获取阶段的效率;应用简化算法参数、拟合过程变量改进海表温度劈窗算法,使之适合快速并行计算;应用弹性分布式数据集（RDD）窄依赖关系的优点,避免并行计算中的数据交换延迟.通过单机模式与集群模式对比实验,发现集成了并行计算框架的集群模式影像处理效率约为单机模式的10倍.研究结果表明了融合集群计算技术的海表温度反演过程有效提高了传统单机应用程序的处理效率.     

基于PMDB数据集的海表温度反演误差统计分析

红外辐射计在测量海表温度时,大气水汽含量是影响遥感反演精度的主要因素之一。利用1988年1月~2009年11月60°N~60°S的SST和水汽月平均资料及AVHRR准同步实测数据集PMDB,分析了海表温度及其卫星反演误差和海面水汽含量的相关关系。结果表明：海表温度和水汽含量的纬度带月均值具有明显的季节变化特征。纬度越高,遥感SST偏离实测SST越小;在中低纬海域,PFSST算法通常低估了海表温度,而高纬度海域则高估了海表温度;SST误差的气候态月均值在中高纬海域具有较好的季节分布特征,与水汽、SST的季节变化相关性较高。     

卫星遥感海面风场的进展

空间技术的发展使得卫星遥感成为获取海面风速信息的重要手段。对卫星微波遥感海面风场的各种传感器的性能、特点等作了较全面地评述,并指出了卫星微波遥感信息的复合分析和数值同化将是获取海面风场的两个主要方法。     

地表温度热红外遥感反演的研究现状及其发展趋势

区域性或全球性的地表温度, 只有通过遥感手段才能获得, 在诸多应用中是一个非常重要的参数。地表温度反演是热红外遥感研究的热点和难点之一, 大气校正、温度与比辐射率的分离是必须考虑的两个重要方面。近年来有关的研究非常多, 主要反演方法可分为5 类: 单通道方法、分裂窗(双波段) 方法、多波段温度- 比辐射率分离方法、多角度温度反演方法和多角度与多通道相结合的方法。这些方法都各有利弊, 如何提高反演的精度和模型的适用性是地表温度热红外遥感的未来发展趋势, 理论和实验相结合的多种信息源的综合应用成为必然的要求。     

利用MODIS数据反演南海南部海表温度及时空变化分析

南海海水表面温度对中国陆地的气候变化具有显著的影响。以南海南部海域为例,首先对MODIS基础数据进行几何校正及影像去云等预处理,利用辐射传输模型MODTRAN计算大气透过率,利用MODIS数据第31和32波段辐射亮度值计算亮度温度,采用劈窗算法反演南海南部海域海表温度,反演结果与产品及实测数据进行回归分析,采取决定系数（R ²）、误差平方和（SSE）及均方根误差（RMSE）进行拟合情况评价。决定系数（R ²）大于0.8,SSE、RMSE较小,其中反演结果与实测数据的SSE为1.025,RMSE为0.158,说明反演精度良好。研究表明:温度具有明显的区域和季节变化特征,秋冬较低,春夏较高,在空间上从离近岸向中心海域方向递减,海盆中心温度低。温度受气候的影响,与厄尔尼诺现象呈正相关,与拉尼娜现象呈负相关。     

Sea Surface Temperature Inversion of the Southern South China Sea from MODIS and Temporal and Spatial Variation Analysis

The sea surface temperature in the southern South China Sea has a significant influence on the climate change of China land. In the paper, on the basis of the geometric correction and cloud removal of MODIS basic data in the southern South China Sea, the atmospheric transmittance was calculated by MODTRAN Model, and the brightness temperature was calculated by the radiance intensity of the MODIS 31, 32 channels. The split-window algorithm was used to retrieve the sea surface temperature in the southern South China Sea. Finally, the accuracy was evaluated byR ², SSE, RMSE and the regression analysis between retrieved temperature and the products temperature or ground measured temperature.R ² is lager than 0.8. SSE and RMSE are all smaller. The inversion accuracy is good. The research showed the distinct seasonal variation of lower temperature in autumn and winter and higher temperature in spring and summer. The research still showed the fundamental variation of temperature with declines from the near shore to the center of the sea, and lowest temperature over the deep basin. The sea surface temperature was affected by variations of weather. The sea surface temperature was positively correlated with El Ni?o, and was negatively correlated with La Ni?a.