提出了利用Terra卫星的MODIS的20、29、31 和32红外通道数据来反演我国东海海面温度的区域SST反演算法。算法的系数是通过辐射传输模型MODTRAN 4,输入TIGR大气廓线库中中国东海附近的大气廓线进行辐射传输模拟获得。通过MODIS的SST产品MOD28数据以及实测海面浮标数据进行算法精度验证,验证结果显示,该算法获得的SST分布与MOD28产品相吻合；用21个实测浮标数据为真值,算法精度为0.98 K,RMSE为1 K,而MOD28的精度为1.29 K,RMSE为1.26 K,该算法精度优于MODIS的SST产品精度；卫星观测角度在40°以内精度为0.68 K,大于40°精度降低到1.16 K,对于大观测角度的SST反演,算法还有待改进。
对国家级森林火险等级的定量化预报方法进行了探讨,即:利用MODIS数据反演获得可燃物状态指数；将通过网络获得的全国气象数据和建立的可燃物类型分布、森林火险区划等基础数据库,在ArcGIS平台上数量化后计算背景综合指数,由这两者计算获得火险指数,以火险指数为国家级森林火险等级预报的量化指标,并利用它进行全国森林火险等级的分级,从而实现了全国森林火险等级从定性描述到定量估测。同时,以近几年我国发生的重特大森林火灾为例,对该方法进行了验证。实验表明:该方法可较好地对国家级森林火险等级进行定量化预报。
以无人机平台上普通摄像机获取的序列图像为对象,提出了一种对地三维重建的自动化处理方法。首先提出了基于视差分析的序列图像关键帧选择方法,对关键帧图像特征点进行鲁棒性的提取与匹配；第二步用加权的RANSAC算法估计基础矩阵,同时获取准确匹配的内点集。根据已标定的像机内参数,解算相对运动并进行优化。最后对待重建的目标点提出几何约束和单应约束融合的方法实现快速准确匹配,通过三角交会完成目标形貌三维重建。仿真实验结果表明该算法对序列图像具有较好的自动化程度和鲁棒性。
植被是生态系统最重要的组成部分,而植被覆盖度是衡量地表植被状况的一个最重要的指标,是生态系统健康评价的前提和必要的基础。利用1988、1991、1996和2002年4个时相的TM和ETM+遥感影像为数据源,以归一化植被指数(NDVI)像元二分法为植被覆盖度估算模型,计算了武汉地区不同时期的植被覆盖度,生成了该地区不同时序的植被覆盖度图,以此分析武汉地区植被覆盖度的时空变化。结果表明,武汉地区在1988~2002年这14年,植被覆盖度变化明显,整个地区的平均植被覆盖度从58.41％下降到50.45％,下降值为7.96%,特别是江夏区和主城区变化幅度最为显著,下降值分别为9.98%和7.14%。植被覆盖度下降最快时间段是1996~2002年,恢复阶段是1991~1996年。从空间上来看,全地区都处于下降阶段,特别是郊区江夏区和市区,通过分析发现,这大部分原因都是城市发展的结果,导致了生态环境的恶性发展,值得各方面的注意。
悬浮泥沙是影响内陆水体光学特性的主要水色要素之一。国内外学者发展了大量的算法和模型进行水体中泥沙浓度的遥感反演。这些算法均使用固定的特征波段位置。而泥沙的特征谱段随着其浓度的变化存在一定的位移,使用固定特征波段势必带来一定的误差。提出动态峰反演泥沙浓度的方法。使用反射峰范围最大值和吸收谷范围最小值,而不是固定波长位置进行建模,以求获得更高的反演精度。
时相和光谱特征信息在农作物种植分类提取方面具有十分重要的应用价值。以黑龙江大型农场——友谊农场为研究区域,利用4景不同时相的TM和SPOT卫星遥感影像,提取相应时相的NDVI时间谱图像数据作为新波段信息,在分析地物目标在相应影像各波段上光谱和时间特征的基础上,设计了决策树分类算法,通过对待分类影像进行系列阈值分割和掩膜处理,成功提取黑龙江友谊农场的大豆、玉米和水稻的种植信息,分类总体精度达到98.67%。
以安徽省芜湖市为试验区,首先对试验区水体和其它各类地物的光谱特征进行分析,探讨水体在ASTER遥感影像各个波段与其它地物之间的可分性,然后经过反复实验和分析,构建了基于波段阈值和谱间关系的水体提取模型:B2>B3,B1+B6<127,B3+B4<54和B3<24,最后将该方法提取结果与非监督分类、监督分类和植被指数法提取结果进行评价和比较。实验结果表明该方法可较好地提取研究区各类水体,分类精度明显优于传统提取方法,且简单实用,但在对光谱特征分析过程中样本点选取要求较高。
以东北大学彩色航空摄影像片和大比例尺地形图为数据源,利用VirtuoZoNT3.5获得DOM数据和DEM数据并进行预处理,使其拥有相同的坐标系统;利用三维地理信息系统软件Skyline Terrasuite将DOM叠加到DEM上构建三维表面来表示三维场景和建筑物的屋顶纹理;利用数码相机对建筑物的侧面纹理进行采集,对建筑物的结构框架进行纹理映射,实现城市三维景观的可视化。
通过比较ETM和Quickbird两个数据的归一化插值植被指数,来判断它们在反映植被覆盖度方面的效果。结果表明,在尺度较小并且地物景观比较复杂的城市地区,高分辨率的Quickbird影像能够更好地观测到小范围地区的NDVI值。对于城市地区,由于绿地面积相对较小,因此最好利用高分辨率的Quickbird数据,而对于大尺度或植被景观比较单一地区,二者的差异不明显。由于ETM影像的成本相对较低而且波谱范围更加广泛,故在大尺度地区使用TM影像监测植被变化更加合适。
通过实验,系统分析了已有的滤波、边缘检测、亚像素边缘定位和中心定位算法,从精度和时间效率两方面对比了各种算法的性能,并提出了矩算子亚像素边缘定位的改进措施。在此基础上提出了一种新的应用于InSAR基线测量的目标定位算法,新算法通过“目标匹配、分割→噪声滤除→边缘粗定位→亚像素边缘定位→目标中心定位”的设计思想,达到了InSAR系统规定的指标:0.05 pixel的定位精度和50 ms的运行周期。实验表明该算法具有良好的抗干扰性能,较适用于复杂的太空环境。
提出了一种新的基于匹配技术的自动几何精校正算法,可以解决遥感影像人工几何纠正方法精度差、效率低等问题。该算法基于控制点图像片与待校正影像匹配实现控制点自动选取,然后进行异常匹配检测剔除匹配错误的控制点,保证控制点选择的精确性,并最后对遥感影像实施精校正。同时,根据以往研究成果,提出了一种更加快速、有效的多判据匹配算法。以遥感影像（光学/SAR）实例进行验证,结果证明了该方法的有效性和鲁棒性。
ETM+与SPOT-5Pan融合影像含有丰富的光谱信息和空间结构信息,是地质灾害调查的理想数据源。但ETM+多光谱图像与SPOT-5 Pan图像空间分辨率相差悬殊,直接融合可能导致融合影像色彩模糊、色调不和谐等问题；若将ETM+与其全色融合后再与SPOT-5 Pan融合,如果融合方法不当亦会造成光谱信息的过多损失。通过采用IHS、Brovey、PCA和Gram-Schmidt变换分别对ETM+和SPOT-5 Pan按上述两种途径进行直接和间接融合,采用主观评定以及光谱剖面分析对融合影像进行了评价,从而筛选出适合于地质灾害调查的ETM+与SPOT-5 Pan融合方法。
在分析质量图原理及其在相位解缠中应用的基础上,提出了一种质量图和残差点相结合的InSAR干涉图相位解缠算法,算法以干涉图中残差点的分布信息为依据,优化质量阈值的确定方法,并以此为依据将干涉相位图划分为高低质量区域,指导相位解缠的顺利进行。通过使用不同质量图的实验结果表明,该方法减少了干涉图中有效信息的流失,并且指标明确,人工干预少,解缠结果较枝切法等经典方法更准确而有效。
提出了一种基于复小波域统计建模与噪声方差估计显著性修正相结合的合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像斑点噪声滤波方法。该方法首先通过对数变换将乘性噪声模型转化为加性噪声模型,然后对变换后的图像进行双树复小波变换(Dualtree Complex Wavelet Transform,DCWT),并对复数小波系数的统计分布进行建模。在此先验分布的基础上,通过运用贝叶斯估计方法从含噪系数中恢复原始系数,达到滤除噪声的目的。实验结果表明该方法在去除噪声的同时保留了图像的细节信息,取得了很好的降噪效果。
根据CBERS-02与Landsat5传感器对应波段带宽设置的极度相似性和交叉定标原理,提出利用landsat5来辅助CBERS-02的大气校正。其方法为:通过逐像元回归,求解出CBERS\|02多光谱波段和TM5第1、2、3、4波段的回归系数,然后推导出CBERS\|02的辐射定标参数,最后在ERDAS中的ATCOR2模型中通过修改Landsat4_5的大气校正模块的有关参数,实现了在ATCOR2模块中对中巴资源二号卫星的大气校正。实验结果表明该方法具有现实可行性,校正后增强了影像对比度,提高了影像的清晰度,恢复了影像质量。
在提高遥感图像分类精度的方法中,将纹理信息作为扩展的特征向量加入特征空间中,是一个很有效的方法。从地统计角度利用地物在空间上的联系提取纹理,进而参与分类,实验结果表明加入纹理后明显提高了具有纹理信息的地物的分类精度,并通过实验中遇到的问题探讨了该方法的适用范围。
根据I/Q解调实现方式的不同，将综合孔径辐射计接收机的结构分为I/Q下变频及先下变频再I/Q解调两种。分析了综合孔径辐射计在这两种接收机结构下分别选择单、双边带工作模式反演成像时是否会产生镜像干扰。结果表明，只有在综合孔径辐射计接收机为先下变频再I/Q解调结构且选择双边带模式时，系统反演成像会产生镜像干扰，在其它3种情况下皆不会产生；通过频域分析得到镜像干扰产生的原因是接收机在信号处理过程中将射频输入信号的负频分量混叠到中频输出解析信号中。最后，对综合孔径辐射计的单双边带两种工作模式进行了比较，并通过仿真验证了镜像干扰分析结果。
全极化微波辐射计对海洋风场的测量和研究具有重要意义。全极化微波辐射计通过测量目标的Stokes矢量来得到目标的全部极化信息,这对传统的海洋风场测量是一种有效的补充。全极化辐射计主要包括组合型和直接相关型两种类型,通过着重介绍直接相关型极化辐射计,给出了相关型辐射计的系统框图并从原理上对其进行了分析。任何微波测量都离不开定标,对全极化微波辐射计的定标原理和硬件实现技术也作了详细介绍。
集成建模环境主要用于模型集成的快速实现，提高建模的真实性和模型预测分析能力，其归根到底是模型的拆与装的问题，即如何将现有模型模块化，然后将合适的模块在建模环境的支持下重新组装到一起。讨论了基于插件的集成建模环境原型开发方法，建立了一个可视化的集成建模环境，通过图形化操作，该环境能实现简单的水文水资源模型合成和连接，生成新的模型。
组建式软件技术不仅是软件技术发展的主流,而且是地理信息系统发展的热点,并可能成为地理信息系统发展的主要方向。依据国家基本比例尺地形图分幅和编码规则,并利用编程语言自动生成Generate格式的分幅表原始数据,利用ArcView3.3和 ArcInfor3.3对原始数据进行数据格式转换、建立拓扑关系、空间配准、属性表关联等处理,最终生成了不同比例尺的中国地形图分幅表空间数据库。在该数据库的基础上,利用面向对象的Visual Basic开发平台,调用MO（MapObjects2.2）组件,开发了专题信息系统软件中国地形图分幅表查询系统。
运用基于MapObjects的组件式GIS技术,开发了甘肃省张掖市社会经济信息系统。此系统不但实现了GIS的各种基本功能而且还可以进行经济信息的查询统计、专题图制作以及经济综合分析等专业应用的有机集成,为政府了解与掌握本地区经济和社会发展提供有效的参考,为政策制定提供了一定的依据。
赤潮监测是海洋遥感应用的一个重要组成部分。近30 a来，国内外学者发展了许多基于卫星平台的赤潮遥感监测算法。通过回顾赤潮卫星遥感监测的发展历史，总结了各种传感器的赤潮卫星遥感监测算法，分析了各种算法的性能与适用范围。最后，对目前赤潮卫星遥感监测面临的问题进行了讨论，并对未来赤潮遥感监测的发展提出展望。
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