遥感技术与应用
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2017年 32卷 3期
刊出日期 2017-06-20

模型与反演
数据与图像处理
遥感应用
甘肃省遥感学会专栏
模型与反演
395 胡文星,柴琳娜,赵少杰,赵天杰
寒区复杂地表冻融状态判别式算法改进
基于冻融土的微波辐射特征,在HUT(Helsinki University of Technology)积雪辐射模型的基础上,引入新的冻土介电常数模型计算冻/融土的介电常数,利用高级积分方程模型(Advanced Integrated Emission Model,AIEM)计算地表发射率,改进了寒区复杂地表微波辐射模型和冻融状态判别式算法。采用AMSR2(The Advanced Microwave Scanning Radiometer 2)被动微波辐射计亮温数据和地基微波辐射计观测数据进行了地表冻融状态判别式算法精度的验证与比较。结果显示:改进后的判别式算法对冻土的判识精度有明显提升,总体判识精度在82%以上,是一种较可靠的判别模式。
2017 Vol. 32 (3): 395-405 [摘要] ( 66 ) [HTML 1KB] [PDF 7665KB] ( 92 )
406 马敏娜,袁文平
青藏高原总初级生产力估算的模型差异
陆地生态系统总初级生产力(GPP)反映了植被通过光合作用固定大气中CO2的能力,是碳循环中的一个关键变量。光能利用率(LUE)模型在模拟GPP时空变化方面具有很大的潜力,但不同的LUE模型模拟的GPP存在很大的差异。首先以遥感数据驱动7个LUE模型(CASA、CFIX、CFLUX、EC\|LUE、MODIS、VPM和VPRM)模拟青藏高原2000年至2010年的GPP,然后用涡度通量站的观测数据验证7个LUE模型在青藏高原的适用性,并比较不同模型模拟的青藏高原GPP的差异。结果表明:CASA模型和CFLUX模型低估了青藏高原的GPP, MODIS高估了青藏高原的GPP,CFIX模型的模拟值与观测值的相关性较低,EC\|LUE模型、VPM模型和VPRM模型能够较好地模拟青藏高原的GPP;不同模型模拟的青藏高原年均GPP总量差异明显,最大值为958.74 TgC·a-1(MODIS),最小值为253.86 TgC·a-1(CASA模型);7个LUE模型模拟的青藏高原GPP总量在2000年至2010年均呈递增趋势;虽然7个LUE模型模拟的青藏高原GPP都呈现自西北向东南逐渐递增的趋势,但不同模型的年均GPP和GPP年际变化的空间分布格局都存在明显差异。环境要素(气温、辐射和水分)对GPP的调控作用,不同模型的空间分布格局也存在较大差异。植被状况是影响GPP模拟的重要参数,GPP与植被指数的相关性都很高,显著正相关的比例为47.33%~71.17%。
2017 Vol. 32 (3): 406-418 [摘要] ( 44 ) [HTML 1KB] [PDF 22703KB] ( 76 )
419 韩冰,许遐祯,刘焕彬,张康宇,郭乔影,黄敬峰,王秀珍
同极化Radarsat-2数据的海面风速反演研究
基于Radarsat\|2雷达数据具有多极化方式、多分辨率等成像模式的特点,以中国东部海域为研究区选取多景Radarsat\|2影像进行海面风速反演研究。采用导入ERA\|Interim数据构建初始海面风向的方法,针对不同极化方式的Radarsat\|2数据,利用GMF模型和极化率模型组合进行海面风速反演,并将反演风速与ERA\|Interim风速数据进行比较分析。结果表明:对于VV极化的Radarsat\|2数据采用3种GMF模型均可反演出较高精度的海面风速,其中CMOD4模型总体表现好于其他二者,其均方根误差可达到1.5 m/s以内;HH极化Radarsat\|2数据采用Kirchhoff模型进行极化转换更适用于海面风速的反演,3种GMF模型之间反演效果差异不大,其均方根误差均在2m/s以内。同时,研究发现VV和HH极化的Radarsat\|2数据均表现出高分辨率成像模式影像的风速反演效果优于低分辨率成像模式的特点。
2017 Vol. 32 (3): 419-426 [摘要] ( 38 ) [HTML 1KB] [PDF 7232KB] ( 70 )
数据与图像处理
466 施佩荣,陈永富,刘华,吴云华,魏新,钟泽兵
基于改进的面向对象遥感影像分类方法研究—以西藏米林县典型林区为例
针对目前面向对象多尺度分类方法中,最优分割尺度的确定方法不具有普适性或者易受主观性影响的问题,以西藏米林县的Landsat 8 OLI影像为数据源,对研究区影像多尺度分类进行研究。首先确定多尺度分类的最优分割尺度,提出基于多尺度分类精度Kappa系数的最优分割尺度函数模型法,在此基础上,利用多尺度分类分别与最近邻分类和阈值分类法相结合的方法,对研究区影像进行分类。结果表明:分割尺度分别为190、150、100、60,多尺度分类法比单一尺度分类精度高;最近邻多尺度分类法比阈值多尺度分类精度高,其总精度分别为86%和72%,Kappa系数分别为0.72和0.69。最优分割尺度函数模型在具有普适性的基础上更具有科学理论性,多尺度分类与最邻近分类结合的方法比与阈值分类结合的方法分类效果好,为后续植被动态变化监测提供了依据。
2017 Vol. 32 (3): 466-474 [摘要] ( 31 ) [HTML 1KB] [PDF 4043KB] ( 88 )
475 姜萍,刘修国,陈启浩,邵芳芳
利用多尺度SVM-CRF模型的极化SAR图像建筑物提取
极化SAR图像中建筑物相关特征的不充分利用将影响建筑物提取的有效性或引发错误。为解决该问题,提出了一种利用多尺度SVM\|CRF模型的极化SAR图像建筑物提取方法。在图像最优分割的基础上,将基于像素的SVM\|CRF模型扩展到面向对象的多尺度SVM\|CRF模型,使之能同时有效地描述建筑物突出的“面状”特征及其层次、空间上下文相关性。同时,考虑对建筑物描述特征利用不充分所引起的类别模糊问题,使用随机森林算法实现多特征的选择,形成更有效的特征组合以优化SVM\|CRF模型中的特征向量。采用Oberpfaffenhofen地区E\|SAR数据进行了实验,定性和定量的结果验证了该方法的有效性和准确性。
2017 Vol. 32 (3): 475-482 [摘要] ( 16 ) [HTML 1KB] [PDF 10036KB] ( 81 )
483 王亚辉,王振占,张升伟
全极化微波辐射计扫描目标成像方法研究
微波辐射计是被动遥感仪器,对人体无害,这使其对人体辐射信息成像具有很大的优势。全极化微波辐射计可以通过测量目标的4个Stokes参数得到目标的全部极化信息,这对人体亮度温度分布的测量和分析是一种有效的补充,使全极化辐射计在医学方面的应用成为可能。基于上位机软件控制的二维扫描平台,设计出一套软件控制与成像方法,控制全极化辐射计对目标进行平面扫描,得到目标的辐射亮温图像。使用37GHz的全极化辐射计进行在近场条件下的人体扫描成像实验,得到了Tv,Th,T3,T4 4个通道的人体量温图像,验证了全极化微波辐射计扫描人体成像方案的可行性。
2017 Vol. 32 (3): 483-489 [摘要] ( 16 ) [HTML 1KB] [PDF 5250KB] ( 54 )
遥感应用
539 苏红军,赵波
基于共形几何代数的高光谱遥感波段选择方法
针对高光谱遥感数据具有的高维特征、海量数据、信息丰富、非结构化等特点导致的维数灾难问题,将共形几何代数引入到高光谱遥感影像波段选择研究。基于高光谱影像数据在高维空间分布的几何特征,利用内积、外积和几何积,结合MEAC和JM等信息测度,设计了高光谱遥感影像的新型特征提取算子,可以实现更简洁、快速、鲁棒的高光谱遥感波段选择。实验利用HYDICE和AVIRIS等高光谱遥感数据对算法的性能进行了评价,结果表明:所提出的新方法能更有效地选择最佳波段,与已有波段选择算法相比,在运行效率、分类精度等方面具有明显的优势。
2017 Vol. 32 (3): 539-545 [摘要] ( 18 ) [HTML 1KB] [PDF 3699KB] ( 115 )
546 付伟,徐涵秋,王美雅,王帅,胡秀娟,张博博,林中立
南方红壤典型水土流失区植被分类及植被类型变化的遥感评估—以福建省长汀县河田地区为例

以福建省长汀县河田地区的植被为研究对象,选取2010年Landsat 5和2014年Landsat 8遥感影像,基于影像的植被光谱特征曲线和纹理波段,对该区进行植被分类和植被类型变化的研究。精度验证表明,两年份的植被分类的总精度分别为85.62%和86.44%,Kappa系数分别为0.804和0.818。研究结果表明:2010~2014年间河田地区共增加植被面积590.40 hm2,并且两年份的植被类型均以马尾松为主,其面积占各自年份植被总面积的69%以上,而其它植被类型的面积比例各异。分析发现,政策的支持是该区植被在这4年间发生变化的主要驱动力。研究表明该方法能够有效地对植被进行分类,并且可以准确地掌握河田地区各植被的分布及面积,较好地了解各植被的变化及变化原因,为水土流失治理及植被优化提供科学决策依据。
2017 Vol. 32 (3): 546-555 [摘要] ( 15 ) [HTML 1KB] [PDF 8119KB] ( 68 )
556 唐志光,王建,王欣,彭焕华,梁继
近15年天山地区积雪时空变化遥感研究
准确监测天山地区积雪的时空变化信息对合理利用水资源及区域气候变化研究具有重要意义。采用基于三次样条函数的去云算法对2001~2015年天山地区的逐日MODIS积雪面积比例产品进行了去云处理,在此基础上分析了近15年天山地区积雪的时空分布及其变化特征。结果表明:①积雪年内变化经历从9月开始累积到翌年2月开始消融的过程,1月底积雪面积最大(超过60%),7~8月面积最小(约1.5%);春、夏、秋季中央天山的积雪覆盖率最高,而冬季最高的是北天山;②积雪覆盖面积呈现强烈的年际波动特征;研究区夏、冬季的积雪面积总体上呈下降趋势,而春、秋季的积雪面积呈增加趋势;③26.39%的地区积雪日数呈下降趋势(5.09%为显著下降),显著下降的地区主要分布在中央天山以及东天山的东部地区; 34.26%的地区积雪日数呈增加趋势(2.8%为显著增加),显著增加的地区主要分布在北天山以及东天山西部。


2017 Vol. 32 (3): 556-563 [摘要] ( 17 ) [HTML 1KB] [PDF 9945KB] ( 74 )
564 朱钟正,陈玉福,朱文泉,郑周涛
适用于多目标遥感自动解译的最佳专题指数筛选
专题指数对遥感影像自动解译至关重要,现有研究多针对单目标信息提取来筛选专题指数,无法得到适用于多目标遥感自动解译的最佳专题指数。以德州市城区及周边地区为例,采用Landsat 5 TM影像提取了2个植被、3个水体和3个建筑用地专题指数,基于面向对象分类方法,分析了单个专题指数、指数组合、指数数量对同时提取植被、水体和不透水层信息的精度影响。结果表明:①3类地物的最小分类精度基本上随着专题指数增加而增大;②从单个专题指数来看,不透水层和植被提取的最佳指数分别是建筑物指数和土壤调整植被指数,而新型水体指数则能显著提高总体分类精度;③从专题指数的组合来看,植被分类精度随所用的植被指数数量增加而下降;建筑用地指数越多,不透水层和总体分类效果越好;随着水体指数数量增加,水体分类精度有所提高,而不透水层和总体分类精度则随之下降。
2017 Vol. 32 (3): 564-574 [摘要] ( 15 ) [HTML 1KB] [PDF 10581KB] ( 64 )
575 刘远,周买春
3种IGBP分类系统的土地覆盖数据在韩江流域的对比分析
土地覆盖是陆面过程模型、生态水文模型的重要输入,对模拟结果影响较大。针对基于IGBP分类系统的土地覆盖数据IGBP DISCover、MODIS和MICLCover,以韩江流域为研究区域,分析了3种数据土地覆盖空间分布,通过人工判读样地Google卫星影像对其精度进行了评价。结果表明:IGBP DISCover土地覆盖类型少,空间变异性小,而MODIS和MICLCover类型多,空间变异性大;从大类看,3种数据土地覆盖空间分布较吻合;3种数据林地划分存在明显差异,其中MICLCover林地成分较好地反映了流域实际情况;MODIS和MICLCover耕地面积与流域实际相符,IGBP DISCover耕地面积明显偏大;3种数据建设用地、裸地、湿地和水域的面积较实际小,说明1 km的空间分辨率过粗,不能细致反映流域中面积较小或较分散的土地覆盖,尤其是IGBP DISCover数据。Google卫星影像样地检验表明,MICLCover精度明显高于IGBP DISCover和MODIS,IGBP DISCover的主要错误是将许多其他土地覆盖划分为耕地,而MODIS的主要错误是将许多其他土地覆盖划分为草地。
2017 Vol. 32 (3): 575-584 [摘要] ( 18 ) [HTML 1KB] [PDF 18439KB] ( 78 )
585 何霄嘉,董利苹,曲建升,曾静静
我国适应气候变化数据发展现状、需求和战略建议
适应气候变化对我国来说是更现实而紧迫的任务。适应气候变化数据的开发与服务是适应工作的基础,但是目前对其的评价工作较为欠缺。首先构建了适应气候变化数据的结构框架,并从自然生态系统、经济社会活动和社会安全3个气候变化适应领域切入,客观评估了我国气候变化适应方面的数据积累、开发与服务状况,分析了我国气候变化适应的科学数据建设需求,并基于现状和需求分析,对我国在气候变化适应方面的科学数据发展战略进行了探讨。
2017 Vol. 32 (3): 585-592 [摘要] ( 14 ) [HTML 1KB] [PDF 1106KB] ( 85 )
甘肃省遥感学会专栏
490 王 晶,秦 翔,李振林,刘宇硕,景红霞
2004~2015年祁连山西段大雪山地区冰川变化
基于地面实测验证、利用SPOT 5/ 6等高分辨率遥感影像数据,对祁连山西段大雪山地区2004、2008和2015年的冰川及其分布进行遥感解译,分析了该区域的冰川变化规律。结果表明:①2015年,大雪山地区共有冰川226条,总面积131.07 km2,其中山谷冰川81条,面积为106.50 km2;悬冰川128条,面积为14.68 km2;冰斗冰川17条,面积为9.89km2。2004~2015年之间,大雪山地区的冰川以4.9%/10 a的速率退缩,而同期的夏季温度和降水量变化并不显著,这有可能是之前持续增温造成的冰川延迟退缩与气温高位震荡共同作用的结果。3种形态的冰川均表现为持续退缩,退缩速率表现为山谷冰川>悬冰川>冰斗冰川,分别为0.45 km2/a、0.18 km2/a和0.06 km2/a。②冰川的高程统计结果表明冰川最低海拔均值在快速升高,而同时冰川最高海拔均值在缓慢减小,即冰川海拔差值在不断减小,冰川退缩表现为“上下两面夹击”效应;冰川面积分级统计表明小冰川退缩更为快速,而大冰川相对稳定一些,主要由于小冰川对于气候变化更为敏感所致;不同坡度上的冰川变化结果显示,冰川退缩绝对面积主要发生在坡度大于15°的区域,坡度大于35°的区域冰川减少相对比率最大,为7.5%;不同坡向上的冰川变化差别也比较大,北坡(坡向22.5°~45°、0°~22.5°和337.5°~360°之间)冰川面积减小最多,南坡(157.5°~180°的坡向)冰川面积减小最少。
2017 Vol. 32 (3): 490-498 [摘要] ( 28 ) [HTML 1KB] [PDF 6948KB] ( 64 )
499 吕利利,颉耀文,黄晓君,张秀霞,李汝嫣
基于CART决策树分类的沙漠化信息提取方法研究
沙漠化是我国北方土地退化的主要形式之一,也是国内外研究中的重要环境问题。以民勤县为例,讨论了 CART(Classification and Regression Tree)决策树在沙漠化研究中的应用,并使用Landsat8 OLI遥感影像为数据源,构建了一种可行的用于研究区的沙漠化信息提取规则,进行地表沙漠化信息提取。结果表明:所构建的决策树模型结构简单,沙漠化提取效果较好;在研究区域达到87.70%的分类精度,Kappa系数为0.848 4,分类精度也较高。同时,归一化裸露指数(NDBI)和地表反照率(Albedo)是两个明显的沙漠化特征量,在沙漠化提取中起着重要作用。然而,CART决策树作为一种基于监督的分类方法,模型构建时,选择相对较高质量的训练样本和准确合理的输入端变量,可大大提高沙漠化信息的提取精度。
2017 Vol. 32 (3): 499-506 [摘要] ( 17 ) [HTML 1KB] [PDF 8890KB] ( 88 )
507 王丽娟,郭铌,王玮,芦亚玲,沙莎
基于TESEBS模型估算高原地区地表蒸散发
为检验TESEBS(Topographical Enhanced Surface Energy Balance System)模型在高原地区的适用性,利用2014年高原9个站点的实测资料对TESEBS模型进行适用性检验,鉴于模型估算的感热通量偏差较大,提出利用地表温度植被指数(LST\|NDVI)特征空间法来确定蒸散发率,并将模型估算的卫星过境时刻瞬时蒸散发与实测值进行比较\.结果表明:TESEBS模型估算高原不同下垫面的蒸散发与实测值之[JP2]间的偏差较大;利用LST\|NDVI特征空间法确定蒸散发率能很好地改善模型对蒸散发的估算精度,相关系数从0.65提高至0.83,均方根误差从144 减小至80 W·m-2,[JP]相对误差从67 %减小至39 %。特征空间法引入后,TESEBS模型估算的地表蒸散发明显小于原模型的估算结果,且模型给出的研究区地表蒸散发分布特征与植被指数NDVI的分布特征相一致。
2017 Vol. 32 (3): 507-513 [摘要] ( 14 ) [HTML 1KB] [PDF 2811KB] ( 94 )
514 王卫国,潘竟虎,冯娅娅,李真,董磊磊
基于MODIS数据和GWLR的甘肃省火灾风险模型与区划
利用甘肃省2000~2014年MCD45A1数据产品,建立了火灾风险评估的GWLR和BLR模型,从省域和较长时间尺度上进行火险风险的模拟,并进行火险区划。研究表明:GWLR比BLR模型的AICc值更小,可靠性、区分性更强,更适于火灾建模。甘肃省内火点多集中于坡度低于25°,海拔介于1 000~3 000 m,坡向介于0°~90°,年均温3 ℃ ~11 ℃,降水量200~400 mm,距离公路更近的区域,以及NDVI>0.6或NDVI<0.3,0.2<GVMI<0.4的区域。将甘肃省划分为极高火险区、高火险区、中火险区、低火险区4类火险区。气温、地表温度、NDVI、距离和高程对于甘肃省火灾的发生具有空间上的影响。通过运算形成火灾影响因素空间分布图,可为防火措施的科学实施提供参考。
2017 Vol. 32 (3): 514-523 [摘要] ( 17 ) [HTML 1KB] [PDF 6274KB] ( 68 )
524 于惠,吴玉锋,金毅,张峰
基于MODIS SWIR数据的干旱区草地地上生物量反演及时空变化研究
基于古浪县MODIS遥感资料和地面实测样方数据,筛选出干旱区草地地上生物量的敏感指数,构建了该区草地地上生物量反演模型,并对2000~2014年试验区草地产量的时空动态进行了分析。结果表明:基于NDTI指数的草地地上生物量反演模型预测精度较高,可用于大范围干旱区草地地上生物量的快速监测。2000~2014年古浪县生长季最大草地地上生物量空间分布差异明显,由南向北生物量逐渐降低。15 a间温性草原化荒漠和温性荒漠地上生物量呈极显著增加趋势。各草地类型生物量峰值出现在7~8月份,不同草地类型间存在差异。研究结果可为干旱区草地资源和生态环境的动态监测和评价提供科学基础。
2017 Vol. 32 (3): 524-530 [摘要] ( 23 ) [HTML 1KB] [PDF 2300KB] ( 74 )
531 周孝明,刘军,胡燕凌
高分卫星在甘肃省城镇扩展研究中的应用
遥感和地理信息相结合是实现对变化快速、空间分布范围广的城镇扩展进行实时、准确监测的最佳手段之一。获取城镇扩展的基础数据,把握城镇扩展的空间分异特征及城镇体系结构特征,揭示城镇扩展与耕地保护之间矛盾有助于政府管理部门做出正确的决策。以高分卫星影像为主要数据源,结合土地利用数据对甘肃省87个主要城(市)镇2008~2014年城镇扩展进行监测,对监测结果进行分析。结果表明:甘肃省城镇化发展较快,城(市)镇扩展面积达232.01 km2,扩展强度为25.3%;城镇扩展空间分异大,位于河西绿洲区、兰白城镇带以及陇东能源基地的经济基础好,交通要道沿线的城(市)镇发展迅速,而在甘南山地和祁连山高山地区的城镇规模小,发展落后;城镇体系结构不协调,城镇体系呈二元结构,整体发展水平较低;46.95%的城镇扩展用地源自耕地,耕地保护压力大,提高城镇建设用地节约集约利用水平是协调城镇发展和耕地保护矛盾的有效途径。
2017 Vol. 32 (3): 531-538 [摘要] ( 31 ) [HTML 1KB] [PDF 6741KB] ( 74 )
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第四届全国积雪遥感学术研讨会成功召开
《遥感技术与应用》2013~2016年高被引论文
第一届全国数字山地学术研讨会
《遥感技术与应用》数据论文第一期专栏出版
2016年国际地球科学与遥感大会(IGARSS 2016)在北京隆重召开
清华大学首届“全球遥感水循环与水利大数据论坛”
公告
敬告作者及读者
《遥感技术与应用》编委会会议在兰州文献情报中心举行
“全球水遥感技术与应用专题研讨会”暨《遥感技术与应用》第六届编委会第二次会议
我刊主编吴季被《自然》评选为中国“科学之星”
第三届全国积雪遥感学术研讨会暨新疆天山雪崩站现场观摩会举行
International Geoscience and Remote Sensing Symposium(IGARSS 2016)
“第五届黄金科学技术论坛”
本刊关于加强学术诚信的声明
2015中国卫星应用大会10月北京召开
中国(深圳)国际无人系统展
第二届全国积雪遥感学术研讨会成功召开
“全球水遥感技术与应用专题学术研讨会”在兰州举行
第七届海峡两岸遥感/遥测研讨
第五届数字地球峰会
第三次地球观测与遥感应用国际研讨会
2014年2月24日《遥感技术与应用》召开期刊发展座谈会
《遥感技术与应用》第六届编委会成功召开
The 6th International Conference on Natural Computation(ICNC'10)and the 7th International Conference
遥感定量反演算法研讨会(第二轮会议通知)
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