国家级通用型典型地物标准波谱数据库系统是空间遥感技术与应用发展的重要技术支撑,是国家空间信息设施的重要组成部分之一。介绍了该波谱数据库统软件设计的研究内容,包括系统总体架构、组织结构、模块划分、功能分配、性能特点以及系统特色等,为我国空间信息设施的发展
提供一个可行的地物标准波谱数据库系统设计方案。
矿物和岩石的系统光谱学研究是当今高光谱遥感发展的基础。在简要介绍了吸收光谱产生的电子过程和振动过程机理后,系统归纳了主要矿物类型和岩石类型的可见—近红外光谱特征。认为矿物的吸收光谱主要由二价、三价铁离子和过渡族元素的电子跃迁以及晶体场效应等电子过程产生;此外,还可以由水分子、Al-OH、Mg-OH、碳酸根的振动过程及卤化物的色心和硫化物的导带产生;岩石的吸收光谱都是杂质、包体、蚀变及替代成分产生的,主要为铁、水和羟基、碳酸根、硼酸根的光谱。最后指出,不同物理、化学环境下的矿物光谱特征变异研究在将来的高光谱遥感地质勘察中将变的更为重要。
描述了极化合成孔径雷达海浪成像过程。提出了一种极化雷达反演海浪方向谱的方法,该方法利用合成孔径雷达图像谱与海浪方向谱之间简单的线性关系和最优方法反演得到海浪方向谱,并将结果与现场资料进行了比较。经过对同一海区机载雷达P、L、C 3个波段的图像进行反演,其方向谱相当一致,而且有效波高和波向与实测数据吻合相当好。
研究了冬小麦冠层光谱红边参数随作物生育期的变化规律,并进行了红边参数与各组分间的相关分析,发现可利用用红边位置反演叶片可溶性糖和叶绿素含量,利用红边振幅反演叶片全氮含量,利用红谷反演叶面积指数。建立了基于红边参数的各组分的统计回归模型,可为生产上利用遥感手段大面积、无破坏、及时评价冬小麦生长状态及营养诊断提供重要依据。
应用高光谱遥感技术对荒漠化进行监测的过程中,重建地物光谱是一项关键性的技术。在图像预处理及光谱重采样的基础上,通过严格模拟大气辐射过程,推导并选用一元线性模型来重建荒漠化地区地物光谱,获得了满意的结果,为目标地物直接识别及其信息的定量反演奠定了基础。
利用遥感技术进行区域水资源的定量测算研究,一直是遥感技术研究的重点领域,所采用的研究方法也是多种多样,但至今仍没有形成一套十分成熟的方法体系。选择石羊河流域作为实验区,对其区域水资源进行了定量测算方面的研究,形成了一套基于遥感的区域水资源定量测算研究方法,从而克服了传统测算方法中存在的一些局限性,显示了遥感在水资源定量测算中的技术优势,并完善了区域水资源定量测算方面的基础方法研究体系。
生态建设工程监测的主要目的是了解工程的治理面积和工程质量。对下垫面的动态监测,也就是对实施生态建设工程引起的植被、土壤等改变量的监测,是实现该目的的有效途径。基于3S技术的有机结合和常规手段的辅助,通过一系列遥感数据和实测数据的处理分析,建立了解译标志,完成了对生态建设工程实施前后两年遥感图像的解译,利用地理信息系统矢量化解译的图斑,经统计分析,得到了生态建设工程的治理区域和工程质量数据,为有关生态建设的决策提供了科学依据。另外,还分析了气候条件与生态工程树草成活率的关系。
研究区域为典型的黄土丘陵沟壑半干旱区,以中国定西县为例。从1990年和2000年的Landsat TM影像图中提取两个时段的土地利用图,包括9种土地利用类型。从1∶10万的等高线数据中提取坡度数据。参考景观生态指标,我们选择或修改了10个指标实现定量化土地利用特征,动态监测土地利用变化,并分析地形与土地利用和土地利用变化的关系及土地利用变化与政府政策之间的关系。结果表明:①所选择的指标可以量化中国典型的黄土丘陵半干旱区土地利用及其变化特征,当转移矩阵采用不同的基数,可以体现不同的转换的量的特征;②土地利用与土地利用变化在不同坡度的空间分布上有很好的规律性;③政府政策是土地利用变化的主要驱动力因素,包括梯田改造、集雨工程和退耕还林还草。
利用统计分析方法,分析了叶片叶绿素和氮含量与其光谱特性的统计关系,分别建立了log(1/R)、反射率一阶导数(FDS)、对波深中心归一化(BNC)及对波深面积归一化(BNA)的光谱形式与叶片叶绿素和氮含量的统计方程,并对这4个指标的性能进行了比较和评价。结果表明采用描述光谱吸收特征的参数BNC和BNA,能够提高遥感估算植物生化组分含量的效果,特别是对氮的估算,其预测值与测量值的相关系数R达到0.960。
Landsat7 ETM+是陆地卫星系列的最新数据,其突出优势在于提高了多光谱波段的空间分辨率,增加了一个分辨率为15 m的全色波段,丰富了数据的信息量。选取长江三峡库区的两景ETM+原始数据,基于不同的地学遥感应用要求,试验性地研究了Landsat7 ETM+新型数据的数字处理方法,并比较了这些处理方法的应用效果。结果表明,选择适当的数字方法对新型Landsat7ETM+遥感数据进行处理,能够快速、有效地获得同时具备较高的光谱分辨率和空间分辨率的遥感数字图像,显示出较好的应用优势。
数据与数据库的爆炸式增长引发了一个十分突出的问题,就是如何高效、智能地将海量的数据转化为有用的信息和知识?近年来,数据挖掘技术的广泛研究正是基于这个目的。初步研究了卫星遥感数据的关联规则挖掘及其在土壤侵蚀和退耕还林上的应用。根据多维空间数据的特点,将遥感数据的属性值划分为不同的块。同时为了充分利用现有的关联规则挖掘的算法,还将划分好的数据转变为事务数据库形式。最后,利用Apriori算法提取了土壤侵蚀强度与坡度、植被覆盖度以及坡耕地之间有意义的关联,为退耕还林还草决策提供有益的支持。
针对多光谱遥感影像和全色遥感影像,提出了一种基于小波包变换的遥感影像融合方法。新方法首先对多光谱遥感影像进行PCA变换;其次对多光谱遥感影像的第一主分量和全色遥感影像进行小波包变换;然后保留多光谱影像第一主分量的低频近似分量,融合它们的高频细节分量;最后,做小波包反变换,得到新的多光谱遥感影像第一主分量,再做PCA反变换,得到新的多光谱遥感影像。与PCA变换融合方法、IHS变换融合方法和小波变换融合方法等方法在主观视觉效果分析和客观统计参数两方面做了比较,新方法是有效的,不仅较大地增强了结果影像的空间细节表现能力,而且很好地保留了多光谱影像的光谱信息。
在土地利用遥感动态监测中,自动发现的变化信息普遍基于彩色影像或灰度影像,而且变化信息图斑的灰度域值分布在一定范围内。为了适应快速提取变化信息,以及便于GIS软件管理监测数据的需要,在将包含变化信息的影像二值化的基础上,设计了一算法实现对变化信息图斑边界的自动矢量化提取。然后将得到的矢量图与不同方法得到的变化信息影像图进行叠加显示,通过多方法的对比,以对参与矢量化的变化信息影像图导致的图斑误判、边界误判进行纠正,提数据处理精度。最后,通过与人工提取的变化信息边界进行对比及野外核实,证明了本方法是可行的,具有可靠的精度。
随着考古研究工作的扩展和研究区域的扩大,考古学家们逐渐从更加宏观的角度去研究历史文化,认识古代文明,追溯历史进程,这些仅仅依靠传统的考古方法是不可能实现的,这就决定了遥感在考古研究中不可替代的作用。遥感应用于考古,是一门新兴的学科,是自然科学、技术科学和社会科学相结合的结果,是遥感技术和野外考古的整合。通过研究近几十年来遥感考古在国内外发展的情况,详细系统地探讨了用于考古的卫星遥感技术的原理和方法,并归纳总结出遥感在考古研究的各个领域的应用情况及技术方法。
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。
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