太湖蓝藻水华遥感监测信息系统设计及其关键技术

快速提取太湖蓝藻水华空间分布信息对于制定相关应急预案有重要意义,构建太湖蓝藻水华遥感监测信息系统可为之提供有力支持。从系统总体结构和系统流程角度介绍系统设计思路,并阐述研发本系统的关键技术。采用系统配置与单体软件模式技术实现菜单驱动的系统架构,并在影像数据自动化预处理基础上,运用蓝藻水华遥感监测模型,实现蓝藻水华空间分布信息自动化提取,使得本系统在太湖蓝藻水华遥感监测的业务化运行中取得明显效果。     

太湖蓝藻水华遥感监测信息系统设计及其关键技术

快速提取太湖蓝藻水华空间分布信息对于制定相关应急预案有重要意义,构建太湖蓝藻水华遥感监测信息系统可为之提供有力支持。从系统总体结构和系统流程角度介绍系统设计思路,并阐述研发本系统的关键技术。采用系统配置与单体软件模式技术实现菜单驱动的系统架构,并在影像数据自动化预处理基础上,运用蓝藻水华遥感监测模型,实现蓝藻水华空间分布信息自动化提取,使得本系统在太湖蓝藻水华遥感监测的业务化运行中取得明显效果。     

太湖秋冬季蓝藻水华MODIS卫星遥感监测

利用2007年10~12月长时间序列MODIS卫星遥感影像,在经验模型估算叶绿素a和藻蓝素浓度的基础上,通过阈值分割提取太湖蓝藻水华,实时获取了蓝藻水华及其色素浓度信息。结果表明：10~12月蓝藻主要分布在西部沿岸和湖心区,爆发频率和水华面积均高于北部各湖湾,其中10、11月平均水华面积分别为261.5km2和321.6 km2,12月水华面积明显小于前两个月,平均为163.3 km2。另外,在蓝藻爆发期,叶绿素a和藻蓝素平均含量基本维持在45μg/L和180μg/L的水平,且爆发期内,蓝藻水华的空间分布、覆盖面积、色素浓度在短时间内会发生非常大的变化。     

基于MODIS的大气因素对蓝藻水华信息提取的影响

本文利用MODIS提供的两种影像产品和代表大气条件的气溶胶产品,运用单波段(NIR)和比值植被指数(NIR/G)两种方法分别提取太湖蓝藻信息.在阐述气溶胶的光学厚度对遥感影像影响的基础上,定量分析了气溶胶光学厚度对两种方法提取蓝藻水华面积的净变化值和选取阈值的影响程度.研究结果表明,运用单波段和比值植被指数两种方法提取太湖蓝藻水华面积差异与气溶胶光学厚度的相关性,固定阈值情况下的相关性高于自选阈值中的对应值.两种指数中大气校正前的阈值与气溶胶光学厚度的相关性都要高于大气校正后两者的相关性.这说明大气会对阈值的设定产生一定的影响,进而影响蓝藻信息提取精度.因此,定量分析气溶胶光学厚度对监测蓝藻是至关重要的.     

太湖藻类的遥感监测研究

随着太湖水体富营养化的日益严重和蓝藻水华爆发的逐年加剧,如何实现藻类的时空动态监测成为亟待解决的关键问题.本文在分析太湖水体光谱特征的基础上,总结了太湖藻类叶绿素浓度反演的几种常用方法:经验模型、半经验模型、分析模型、混合光谱模型、神经网络模型等,并分析了各自的优缺点;在比较了不同遥感数据源在反演估算中的应用特点后,提出新型卫星遥感数据具有遥感反演的应用优势;最后对太湖藻类的遥感监测研究中存在的问题及发展方向做出了分析和展望.     

基于物联网技术的太湖蓝藻水华预警平台

针对以往藻类水华预测系统在数据源方面存在的不足,采用物联网技术,实现基于三层网络传输结构的监测体系,保证了数据的时间连续性;并对遥感水质参数定量反演方法、中程无线传感网络技术和藻类水华预测预警模型方面进行了改进。在此基础上,开发了太湖蓝藻预测预警平台,运行结果表明蓝藻水华未来3天的平均预测精度达到了80%以上。     

从遥感监测与信息系统谈减灾救灾问题

从遥感监测与信息系统谈减灾救灾问题陈述彭（中国科学院院士，本刊主编）我国气象与地震界高瞻远瞩，率先建立了大型灾情监测、预报信息技术系统，取得了举世瞩目的成就。“七五”期间，我国建立了黄河、长江的洪涝灾情评估系统，将“三北”防护林生态效应与黄土高原水土...     

IDL在遥感图像处理中的应用

遥感作为现代信息技术的前沿技术,不仅生态监测、水质环境评价、气象等领域广泛应用,且是一种很有效的手段。而遥感图像有价值信息的识别与提取是对遥感图像理解与应用的基础,因此进行遥感图像特征提取、质量提高、功能处理的应用方法研究很有必要。以AQUA卫星影像为数据源,采用IDL语言,实现了遥感图像的几何变换、图像增强、直方图、边缘检测、形态学图像处理功能。实验结果表明,IDL的处理方法简洁简捷高效,处理结果直观形象,IDL在遥感图像处方面的独特优势也得到了很好的体现。     

卫星遥感监测太湖水域蓝藻暴发

】应用卫星遥感技术成功地监测了１９９８ 年８ 月太湖水域的蓝藻暴发事件。根据卫星遥感提供的信息,分析太湖西北湖区蓝藻暴发除太湖水质富营养化的原因外,同时受水温、风向、湖流等因素的综合影响     

基于CUAHSI-HIS的水文遥感监测系统设计

针对当前水文遥感监测系统遥感图像清晰度较低,造成水文遥感监测准确率下降的问题,提出了基于CUAHSI-HIS的水文遥感监测系统;在硬件系统设计上,按照水文特征数据调配审核内容,划分硬件操作模块,选用ARM单片机作为水文遥感监测传感器,采用AT91SAM9X35-CU微处理器芯片,通过CC2530F256RHAR微处理芯片完成信息处理,利用供电电流传导方式特征转换水文信息,设计系统采集模块,集中编写与采集监测流域内部水文特征,根据CUAHSI-HIS对流域水文特征进行水文数据调整,并按照调整后的水文数据对监测系统软件平台进行管理,加强对平台的管理,整理平台改造信息,执行软件平台系统改造指令;实验结果表明,基于CUAHSI-HIS的水文遥感监测系统遥感图像清晰度较高,能够有效提高监测准确率。     

基于WebService的遥感数据流监控系统

随着遥感技术的不断发展,遥感数据普及应用程度逐步提高,海量遥感数据安全和版权问题面临着巨大的挑战。由于WebService技术的跨平台性和低耦合等优势,其对处于复杂网络环境中的监控系统有着重要的作用,因此,通过WebService技术实现对数字水印加密过程的监控具有一定的研究意义。以Java EE的三层结构为设计思想,文中开发了一套基于B/S架构的数字水印加密监控系统,通过模块化的编程,实现了3种功能:水印实时监控、叛逆者追溯、水印操作情况统计。其主要的服务用WebService接口提供,具有异构程序耦合性及高可靠性和可扩展性,更适合当前网络技术的发展。通过对WebService技术的研究及海量遥感数据流的特点设计出了更为实用、可靠的监控系统,在保证系统稳定的前提下,提高了开发效率及数据监控的实时可靠性。     

基于海岸带高光谱成像仪影像的太湖蓝藻水华和水草识别

水华与水草的同步监测对于研究湖泊水环境、生态特性以及水循环具有重要意义,相对于传统监测方法如实地调查,利用遥感手段具有大范围、长时间周期、高效率以及低成本等优势。基于海岸带高光谱成像仪HICO(Hyperspectral Imager for the Coastal Ocean)影像,利用叶绿素a光谱指数和藻蓝蛋白基线的水华和水草识别模型,提取太湖水华和水草分布图,经过检验,水华和水草的平均提取精度为93%和95%;通过水华和水草分布图的叠加分析了2010~2014年太湖水华和水草的分布规律,与相关文献的分析结果一致,进一步证实了识别方法的可靠性;将平均阈值与最佳阈值进行对比分析,提取水华与水草面积的精度分别为75.7%和84%,在对精度要求不高但对效率要求较高的情况下,可以利用平均阈值提取水华和水草,便于实现水华和水草的自动化提取及批处理。     

土地整理遥感监测系统设计与实现

随着遥感技术的发展,高分辨率遥感已广泛应用于土地利用调查及其变化监测,监测土地整理项目的实施状况和对土地整理项目进行评价已经成为可能。本文基于此目的,建设了土地整理遥感监测系统,文中对系统进行了架构设计和系统功能设计。系统总体架构自底向上由设备层、数据层、支撑层、业务层和用户层构成,并建有统一的标准体系与作业规范的信息化制度。并将系统划分成六个功能模块,包括项目管理模块、数据库管理模块、信息提取模块、项目监测模块、土地整理评价模块、帮助模块。系统采用C/S架构,服务器/客户端双端数据管理模式,利用Titan Image 7.0二次开发平台,使用Visual C++.NET平台搭建了系统主体框架,并把开发的土地整理遥感监测业务模块集成到平台之下实现了整个土地整理遥感监测系统。     

春季太湖叶绿素a浓度的光谱估算与分析评价

2011年3月27日于太湖梅梁湾和湖心区域进行光谱数据采集,同步水质理化分析数据得到叶绿素a浓度区间为4.99μg/L～31.06μg/L。基于较低叶绿素a浓度水平的实测光谱数据及同步的理化分析数据分别采用二波段模型、光谱反射率一阶微分模型、反射峰位置模型、三波段模型和四波段模型对梅梁湾和湖心区域的叶绿素a浓度进行建模遥感估算。5个模型的回归分析结果对应R2分别为0.775,0.811,0.786,0.826和0.846,RMSE分别为4.02μg/L,3.52μg/L,3.82μg/L,3.44μg/L和3.24μg/L。并针对春季较低叶绿素a浓度水平下的光谱估算模型在应用价值和精度方面做了比较评价。     

中国能量与水平衡遥感监测系统

以土壤、大气和植被系统（SPAC）能量流动与物质转换机理为指导，建立了“中国能量与水平衡遥感监测系统”（CEWBMS）；利用气象卫星GMS－5和风云2号数据，反演出多种地表能量与水平衡关键参数，并形成标准数据产品进行发布；构建了水文、干旱、生态和农作物估产等应用模型，对系统及系统输出产品的实际应用做了示范。     

多源遥感影像融合在太湖蓝藻监测中的应用

基于空间分辨率分别为1 100 m和500 m的NOAA/AVHRR和EOS/MODIS遥感数据,考虑遥感影像区域内各像素之间的区域特征,设计了基于小波分析的区域能量融合方法(REFS_wt),低频小波系数采用平均值而高频系数采用区域能量法,并与基于像素灰度值的区域能量法(REFS_pl)进行融合性能比较,结果表明REFS_wt法的融合性能明显优于REFS_pl。将此方法应用于太湖蓝藻监测,将空间分辨率较低的AVHRR影像蓝藻水华信息与较高分辨率的MODIS影像融合,得到较高分辨率的太湖蓝藻水华遥感监测图,融合图像信息量和清晰度都有所提高。     

基于遥感的湖泊水域动态变化监测研究进展

湖泊动态变化作为人类面临的三大湖泊环境问题之一,成为湖泊研究的重点。遥感技术作为科学、快速、大面积的调查监测手段,在湖泊动态变化研究中应用广泛。从湖泊动态变化研究的基本原理和数据源、湖泊信息提取方法和遥感动态监测方法等几方面介绍了国内外遥感技术在湖泊动态变化研究的主要进展情况,并深入分析了各种数据源和分析方法的优缺点,同时讨论了当前湖泊遥感动态变化研究中存在的一些问题和发展的趋势。     

面向对象的巢湖遥感考古信息系统设计研究

随着科技的进步和考古学研究的深入,传统的考古资料收集和处理方法已越显不足。遥感和GIS作为大范围空间数据采集管理和分析的先进工具,为科技考古的发展带来强力的支持。巢湖遥感考古信息系统是基于对遥感和GIS技术分析的基础上建立的系统,它能够为考古工作的开展和海量的资料管理分析提供有效的帮助,进而为考古工作者提供便利。