张掖市水利工程现状信息系统，采用遥感判读和GPS实地测量相结合的方法获取张掖市水利工程现状的空间数据，由张掖市水务局和各水管所提供属性数据，同时采集了相关的专题信息和背景信息。最终采集的水利工程数据包括干渠159条、支渠782条和斗渠5 315条，总长度8 745.0 km， 机井6 228眼，水库43座。对数据的采集过程进行了详细介绍，并对水利工程图层的数据精度做了初步评价，为数据使用者提供很好的参考。在此基础上，利用组件式GIS技术完成系统开发，是我国流域尺度上最为全面的水利工程信息管理平台之一。已在后期的专题图集制作、决策支持系统研发、社会经济模块研发和水文建模等方面得到了广泛应用。对系统中关键信息灌溉渠道的干支斗比例、密度和走向特征进行了进一步的分析，结果表明其特征具有十分明显的尺度效应，在张掖市、五县一区和灌区三级尺度上，不同的特征得以显现。
系统地开展尺度和尺度效应的研究，综合利用日益增多的不同分辨率的遥感影像数据，是地球空间信息科学发展的趋势之一。作为多尺度转换大命题中的前期工作，旨在通过试验的手段检验不同尺度产品的真实性，发现多尺度转换中潜在的各种问题，以及探索可行性的尺度转换方法，为进一步的多尺度转换研究工作提供良好的背景知识。多尺度雪盖面积的获取，包括两样区1 m分辨率野外人工子像元雪盖、两样区30 m分辨率子像元重采样雪盖、30 m Hyperion和TM卫星反演雪盖、以及MODIS 500 m分辨率的MOD10A1雪盖日产品。通过对上述不同尺度获取的雪盖面积的相互对比研究，我们发现：①1 m样区的雪盖>30 m重采样雪盖>30 m Hyperion和TM的雪盖 ；②若把1 m样区看做500 m像元的单点试验，该单点不能完全正确地表征同位置像元上的地物特征 ；③MOD10A1产品有云覆盖地区，宜采用前后雪盖合成的方法来辅助判断并恢复当日云层下的地表类型。同时，通过对各像元级尺度的雪盖面积的真实性检验，我们也发现尺度转换需关注的潜在关键问题：①精确的像元匹配 ；②重采样方式 ；③数据获取时间以及产品时间序列 ；④多传感器图像处理 ；⑤产品算法的影响 ；⑥混合像元的影响 ；⑦试验样方的大小设计 ；⑧地面同步物理参数的测量 ；⑨空间异质性的定量表达。
以祁连山东段典型山地系统为研究区,通过提取研究区TM影像的主成分、各类植被指数、基于灰度共生矩阵的影像纹理特征以及研究区地形特征等数据,应用最优波段指数方法得到最优波段组合,并运用非监督分类、最大似然法、支持向量机分类法、决策树分类法对上述最优波段进行分类研究。结果表明多尺度数据挖掘有利于分类精度的提高,同时选取合适的判断标准的决策树分类方法在遥感信息提取中有比较直观意义和较高的分类精度。在上述分类方法中分类精度由高到低为决策树分类>支持向量机法>最大似然法>非监督分类法。决策树分类总体分类精度为94.50%,kappa系数为0.9122。
土壤水分是地表能、水循环过程中的重要变量之一，利用主动微波遥感，特别是合成孔径雷达（SAR）进行土壤水分的反演已经越来越受到人们的关注。地表与微波相互作用机理非常复杂，受到粗糙度的强烈影响，成为制约土壤水分准确反演的一个重要因素。利用3景时序接近的ASAR影像对黑河中游临泽草地试验区地表参数进行了多通道的反演，获得了像元尺度上的粗糙度分布状况，从而不需要借助粗糙度的地面测量辅助信息，节省了工作量。土壤水分反演取得了较为满意的结果（均方根误差< 6%）。
提出了一套伪不变特征法（PIF）归一化处理多时相遥感影像的技术流程和方法: 即参考影像选择,参考影像大气辐射校正,伪不变特征点选取,回归模型建立及结果评价,并对处理流程中的各个环节加以详细说明。其中在样本点选取过程中尝试把人工直接选取伪不变特征点应用于实践,并用主成分分析法对处理结果进行评价,评价结果表明人工直接选取伪不变特征点,对多时相遥感影像进行归一化处理是可行的,达到了消除季节性地物辐射变化、太阳光照条件差异、气象条件（大气散射、吸收和云量变化等）波动大等因素的影响,处理后的影像能满足建立模型的要求。
时序NDVI数据集已经成功地应用于全球与区域环境变化、植被动态变化、土地覆盖变化和植物生物物理量参数反演等方面的研究。受到大气条件和传感器自身因素的制约,虽然经过严格的预处理,时序NDVI数据集仍包含很多噪声,影响其进一步的应用。首先介绍了近几年来普遍使用的6种时序NDVI数据集的重建方法：改进的最佳指数斜率提取法、均值迭代滤波法、Savitzky-Golay滤波法、傅立叶变换法、非对称高斯函数拟合法和时间序列谐波分析法 |然后采用这几种方法对张掖地区2007年和2008年10 d最大值合成的SPOT/VEGETATION的时序NDVI数据进行了重建,对重建结果进行了比较和评价 |最后对人为的噪声序列进行重建,对重建结果的优缺点进行评价。
雪盖产品的准确性评估对于水文模型中的遥感应用具有重要的意义,利用北疆47个气象站实测雪深资料,并将气象站根据海拔和下垫面进行分类,对我国可使用的3种光学遥感雪盖产品MOD10A1、MOD10A2和VGT-S10雪盖产品进行验证。研究表明,MOD10A1、MOD10A2和VGT-S10雪盖产品识别总体精度分别为91.3%、90.6%和87.9%,3种产品在农田、草地、城镇和建筑用地总体精度更高 |在稀疏灌木林、裸地与稀疏植被识别总体精度较低,特别是在山区,3种产品识别精度均较低,分别为66.3%、75.7%和61.9%。进一步统计3种雪盖产品的错分误差、漏分误差,发现3种产品错分误差都比较小,但在山区站的漏分误差比较严重,分别为32.4%、21.7%和36.3%,3种产品在山区都低估了雪盖面积。3种不同时间分辨率的雪盖产品云影响率分别为61.8%、7.6%和1.8%。最后将MODIS合成与VGT-S10时间分辨率相同的雪盖产品,并对两种产品在积雪积累期和消融期进行相互比较,比较发现MODIS识别精度要优于VGT-S10雪盖产品,3种产品中VGT-S10由于合成天数最多,所以雪盖产品受云的影响最小。
森林树高的反演,一直是极化干涉SAR（Polarimetric SAR Interferometry）研究领域中的热点 。介绍了近年来分别基于相干优化算法和高分辨率波达算法（ESPRIT）的树高反演方法,并尝试了ESPRIT算法和三阶段反演算法的结合。最后利用德国宇航局（DLR）的全极化干涉L波段ESAR数据及其相应的林地平均树高实测数据,对所述方法进行了验证与分析。结果表明：三阶段算法和三阶段Sinc 算法相对于其它算法而言具有较好的结果,但同其它基于散射模型的树高反演算法一样,存在着一定程度的高估 | 而ESPRIT相位差值算法则严重地低估了平均树高 |尽管ESPRIT算法与三阶段算法、三阶段Sinc算法相结合的尝试可在一定程度上提高计算效率,但其树高反演结果并没有得到明显改善。
过去30 a星载微波辐射计（SMMR和SSM/I）长时间序列的被动微波亮度温度数据,在陆地表层系统科学以及气候变化研究中起到了非常重要的作用。由于卫星及其携带的微波辐射计的更新,不同传感器所测得的同一地物在同一时间的亮温存在不同程度的偏差,通过分析相邻传感器重复观测时期同一地表18/19GHz和37GHz水平和垂直极化的亮度温度,并以DMSP的F13卫星上的SSM/I传感器为标准,建立了4个通道的交叉定标系数。
积雪的被动微波辐射亮温信号十分复杂，深度、温度、粒径、密度、液态水含量，以及下垫面的状况都会不同程度的影响积雪层的亮度温度。本文利用多层积雪微波辐射模型（MEMLS）分别针对各个输入参数对模拟亮温的影响进行了分析，发现粒径是敏感性最高的模型参数，湿度、深度、密度、积雪温度次之。模型模拟结果表明，当雪深小于50cm时，雪深可以近似地表示为19和37GHz的亮温差的线性函数 |当雪深大于50cm后，随着雪深的增加，亮温差增加幅度变小，趋向于饱和。在建立积雪深度反演公式时，粒径和密度会影响公式的拟合系数。把一定区域内积雪粒径和密度看作是相同的值，这可能是造成被动微波遥感反演雪深和雪水当量误差的原因之一。被动微波无法反演湿雪的雪深和雪水当量，但可以有效识别干雪和湿雪，为水文模拟以及农业灌溉提供科学的依据和信息。积雪温度对积雪辐射亮温影响较小，而且在对积雪深度进行反演时，两个频率亮温值相减，温度的影响也被降到了最低。
目前有多种利用单张高分辨率卫星影像计算建筑物高度的模型,但是其适用条件限制了建筑物高度提取的速度和精度。为了解决这一难题,提出利用建筑物投影同名点线段长度估算高度方法,并结合高分辨率影像数据和实测建筑物高度数据对估算结果进行分析。结果表明计算模型正确、精度较高(绝对误差在2.04 m以内)、使用参数较少、普适性强,在城市灾害评估与预测方面具有较大的实用潜质。
以青海湖环湖地区为研究区,从生态环境脆弱性的影响因子和脆弱性形成的结果表现入手,通过遥感与GIS技术提取出8项生态因子包括植被指数、土壤亮度和土壤湿度指数、高程和坡度以及气温降水和土地利用作为评价指标,利用层次分析法（AHP）计算各评价指标的权重,然后计算研究区综合脆弱度,并根据统计结果将脆弱度的大小划分为微度脆弱、轻度脆弱、中度脆弱和重度脆弱4个不同等级。结果表明：研究区轻度脆弱和中度脆弱所占面积比例较大,分别占到研究区陆地面积的35.2%和40.7%,说明该区总体环境质量较好。
通过解译昆明市松华坝水源区两期Landsat TM（1992年、2001年）影像获得该区土地利用土地覆被变化（LUCC）数据,结合流域DEM、水文、气象、土壤等数据运行SWAT水文模型,模拟了松华坝水源区1992年~2001年期间逐年、逐月的地表径流。并用实测值对该模型进行参数率定。基于率定好的模型,预测了在假定的4种LUCC情境下地表径流的变化情况,其结论如下:① 水源区内无植被,径流深增加了53.87 mm ；② 水源区内耕地和园地全部转变为林地,径流深增加了3.62 mm ；③ 水源区内居民点及工矿用地、耕地和园地全部转换为林地,径流深增加了13.73 mm ；④ 水源区内全部为林地,径流深增加了6.99 mm。其中,情境①伴随严重水土流失。在不同程度封山育林情境中,情境③更能增大地表径流深。
西北干旱区面积广阔,由于土地利用类型多样,成因复杂,对环境变化敏感、变化过程快、幅度大、景观差异明显等特点,在影像上表现出的“同物异谱”现象明显 |利用常规目视解译、监督非监督分类、人工参与的决策树分类等方法在效率或精度等方面各有其缺陷。采用机器学习C5.0决策树算法,综合利用地物波谱、NDVI、TC、纹理等信息,根据样本数据自动挖掘分类规则并对整个研究区进行地物分类。机器学习的决策树可以挖掘出更多的分类规则,C5.0算法对采样数据的分布没有要求,可以处理离散和连续数据,生成的规则易于理解,分类精度高,可以满足西北干旱区大面积的土地利用/覆被变化制图的需要。
为实现城镇信息的自动提取,在Erdas的Modeler模块下构建计算模型,选取大城市、小城市和乡镇各一个研究区进行实验,通过试验发现了常见的基于Landsat TM的城镇信息提取方法的不足。运用了综合阈值法进行城镇信息自动提取,条件为NDVI<0、TM1/TM4>T和TM2+TM3<TM4+TM5。由于TM图像成像时间的差异,T值在1.5~1.9之间,春夏季在1.5附近,秋冬季在1.9附近,该值也可根据实际情况灵活调整。该方法在3个研究区效果较好,消除了山体阴影、水体及其边界、城市绿地、河流等的影响,精度较理想。
在光能利用率模型的基础上,考虑了温度和地面水气压差的影响,建立了基于MODIS数据的草地净初级生产力遥感估算模型。利用2003年生长季（4~11月）1 km分辨率的MODIS数据和黄土高原73个站点的累年各月平均太阳总辐射值数据以及其它相关数据,估算了2003年黄土高原地区草地净初级生产力。结果表明:2003年黄土高原地区草地的净初级生产力最高值达516 gc/(m2•a),最低值为1 gc/(m2•a)。黄土高原NPP空间分布格局是西部和南部两区域高,然后以东南西北方向为轴心逐渐向内陆中心部分递减,这与区域的水热条件差异和草地地带性分异规律紧密相关。
基于遥感图像，利用基质的比例，斑块数量和面积变化率，斑块密度变化率3个指标对祁连山东段山地景观稳定性进行了研究。研究结果表明：① 草地是祁连山东段山地景观稳定性最高的组分，处于稳定状态。② 中小尺寸的斑块稳定性最高。对景观生态规划和区域生态稳定有重要意义。
长城专题影像图作为长城测量项目重要的成果之一，是以航空遥感影像为基础，负载大量现势性强的基础空间数据和长城专题信息数据，从而可以满足长城修复、保护等各项工作。通过分析当前专题图制作的两种主要技术，提出基于地理信息系统软件（ArcGIS）和专业绘图软件（Illustrator）联合实现专题图制作的方法，以设计和制作长城专题影像图为例，详细介绍了该模式下专题影像图的整体设计、数据组织及处理、图廓整饰等。通过应用说明：这种混合制图方式不仅可提高绘图精度、丰富地图内容表示等方面具有明显优势，而且能提高绘图效率、降低工作成本，在专题地图制作方面具有广阔的应用前景。
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。
毒草的滋生蔓延严重破坏草地生境，制约草地畜牧业的发展。遥感技术作为牧场管理的一种重要的技术手段，其传感器自身的空间分辨率和光谱分辨率的高低是决定毒草识别成功与否的关键。于毒草独特的物候特征出现时获取影像数据能帮助提高分类识别的精度。回顾了3种遥感技术在毒草识别中的研究进展。航空摄影成本高、数据处理复杂，难于得到推广 ；多光谱卫星遥感大多空间分辨率低，仅在识别大面积滋生、密度较大的毒草方面展现出了一定的潜力 ；高光谱遥感的出现改善了对植被分类识别的精度，是未来毒草识别的主要依据。由于高光谱数据的冗余性和复杂性，数据处理技术和分类方法的选择也是影响毒草识别精度的重要因素。
数字高程模型(DEM)的应用对全省各县开展的二次土地调查具有指导性意义。以榆中县为实验区,通过应用DEM进行耕地坡度分级量算并对其适宜性进行分析,通过对不同坡度计算模型的对比分析,对耕地坡度与地形坡度差异的分析,对用不同比例尺(不同分辨率)DEM量算耕地坡度的成果对比分析,对不同坡度值确定方法所表达的坡度值的准确性对比分析,得出以下结论: 在黄土高原沟壑区可采用地形坡度代替耕地坡度,并且选择20 m等高距DEM进行耕地坡度量算是最优选择 |采用坡度图与数据库叠加进行耕地坡度等级量算的耕地坡度派生方法中,使用概率坡度模型较为可行。
从可缩放矢量图形（Scalable Vector Graphics,SVG）标准技术入手,利用SVG的开发原理,结合WebGIS系统的功能要求和解决思路,运用Asp.net、脚本语言JavaScript和DOM技术,实现WebGIS的基本功能。提出了将制图数据转换成SVG图形,并在Web发布SVG地图的技术路线,解决了海量地理空间信息在Internet网络传输速度低、GIS软件平台发布地图时地图数据格式必须为空间数据格式的限制、空间数据发布时数据的安全性等相关技术难点,并在实例中予以应用验证。
在水土保持生态工程初步设计中引进印度IRS-P6卫星LISS-4MN（全色）5.8 m影像,并对影像在MN模式下波段合成、影像纠正及与ETM+影像融合等技术进行了探索。利用IRS-P6卫星影像进行了刘家峡库区岘子沟流域土地利用、植被覆盖、水土流失与水土保持现状调查,配合人工勾绘图斑等方式,全面掌握流域水土流失的特征,提出合理有效的水土流失防治体系,提高了水土保持生态工程设计的工作效率。
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