面向对象方法已广泛应用于高分辨率遥感影像分类，提出一种结合改进分水岭变换与空间聚类的遥感影像面向对象分类新方法。首先，基于相位一致思想分析图像特征，由Gabor小波多尺度、多方向提取QuickBird全色影像的梯度信息；利用扩展最小变换与强制最小技术分别获取图像前景标识、重建相位一致梯度图像，利用改进后的分水岭变换获得分割对象。然后，提取各对象的多波段光谱特征，利用Gabor小波获取对象纹理矢量，并用独立成分分析方法进行特征选择，依次进行对象的光谱与纹理聚类。最后，通过分析对象间空间拓扑关系判断聚类后不确定对象的类别属性。实验结果表明该方法能取得较好结果，在一定程度上提高了影像分类的自动化水平。
提出了一种针对可见光遥感图像云图的多尺度特征提取方法。该方法通过高斯金字塔将遥感云图分解到多尺度空间,以此为基础将图像的灰度特征进行多尺度延拓,从而得到图像的多尺度特征矢量。实验结果表明在相同的特征算法和分类器条件下,多尺度延拓能够提升分类精度,更加有效地实现云图和地物的分类。
针对空间规划领域中专题影像地图的制图应用，对影像地图的分类体系、规划专题影像的制图框架及其中影像的功能角色等进行概念重构，并提出以“矢量与栅格、基础与专题”等关系的处理为核心，以色彩配置、符号构形、构图整饰为主体，以视觉变量协调为关键的视觉融合设计策略；示例证明能够有效指导对规划方案概念的系统表达。
遥感影像的融合是遥感界的一个研究热点。根据数据源的不同，影像融合可分为异源传感器影像融合和同源传感器影像融合。以TM与SPOT作为异源影像融合的例子，以IKONOS的MS与Pan作为同源影像融合的例子，用5种算法对两种融合类型进行实验与比较。结果表明，同源传感器影像的融合效果好于异源传感器影像的融合效果；不同的融合算法在异源和同源传感器影像融合中的表现不尽相同。SVR变换可同时应用于异源及同源传感器影像的融合，且在提高影像空间分辨率、信息量和清晰度的同时能很好地保持原始多光谱影像的光谱特征。SFIM虽然也可以在两种数据源的融合实验中获得较好的融合效果，但其高频信息融入度最差。MB虽然提高了融合影像的高频信息融入程度，但光谱保真度、信息量和清晰度却不理想。Ehlers适用于异源传感器影像间的融合，而WT则适用于同源传感器影像的融合。
遥感影像自动配准是遥感影像处理与摄影测量领域一个重要问题。采用数据分析和图像化交互语言（IDL语言）与控制点影像数据库，利用相关系数方法实现控制点影像与原始影像的自动配准。验证表明，配准具有较高的精度和较强的实用性。
机载激光雷达是一种快速获取高精度三维地理数据的新技术,对它所获取的点云数据的滤波过程就是将LIDAR点云数据中的地面点和非地面点分离的过程。主要对数学形态学的滤波算法、基于坡度的滤波法、基于TIN的LIDAR点云过滤算法、基于伪扫描线的滤波算法、基于多分辨率方向预测的LIDAR点云滤波方法等几种较为重要且实用的激光雷达点云数据滤波算法进行介绍和讨论,评价对比了各自算法的优势和不足,初步探讨了每种算法缺陷及其改进方向。
利用SPOT5遥感影像数据和同期获得的野外调查样地数据,基于按植被类型分类估测的方法,研究了河北省丰宁满族自治县植被地上生物量的遥感估测技术。研究结果显示,SPOT5影像的4个波段反射率和中红外植被指数(VI3)结合建立的多元回归模型,可用于森林生物量的遥感估测,估测的R2值达0.540,说明中红外波段信息提高森林生物量的估测精度有一定作用；通过分析样地生物量与多种植被指数的相关性发现,基于比值植被指数(RVI)的指数回归模型是灌丛生物量估测的最佳模型,估测的R2值达0.711,基于归一化植被指数(NDVI)的简单线性回归模型为估测草地生物量的最佳模型,R2值达0.790。利用2008年的全覆盖SPOT5影像,获得了丰宁县2008年植被地上生物量分布图,除农田植被外,全县地上生物总量为3.706×107 t,单位面积生物量平均为51.223 t/hm2,其中,森林植被总生物量为3.578×107 t,灌丛植被总生物量为1.048×106 t,草地植被总生物量为2.277×105 t。
基于MODIS NDVI时间序列数据对浙北平原单季稻区进行作物季相一致性分析。对NDVI时间序列数据进行离散傅立叶变换去除噪声,再利用土地利用现状图提取耕地区的NDVI影像图,根据时间序列曲线的最大值研究作物的季相。结果表明:水稻生长期对NDVI时间序列曲线的响应和季相一致性均较小麦和油菜好；8 d合成的数据较16 d合成的数据可以更详细地反映作物季相信息。研究证实了MODIS NDVI时间序列曲线对区域作物季相分析的意义。
针对高分辨率遥感影像的城市土地覆被信息提取,根据分类目的与精度要求的不同,分别引入了优化与广义两种面向对象分类方案,并对分类的结果进行分析比较。结果表明:① 优化方案的分类结果总体上要比广义方案好,前者的总体精度为86.50%,相比后者的80.50%提高了6.0%,而总体Kappa系数提高了0.0851,但是该方案效率低,可移植性差；② 广义方案的分类结果虽然精度略低,但是该方案具有很强的适用性与可移植性,能够在精度可控范围内,很大程度提高分类效率,实现系统而有效的自动分类；③ 广义方案得到的分类结果具有一致的精度,在利用其建立城市生态模型中能够保证数据之间的系统性与鲁棒性。因此,利用优化方案能够提高分类结果的绝对精度,而广义方案对于实时精确获取城市土地覆被信息、小尺度上定量监测与评价城市化的生态后果以及有效开展城市土地规划与管理具有更重要的意义。
基于相关性判别因子(即示踪云追踪或图像匹配方法)的理论分析研究,以及3种追踪方法运用于云迹风反演的对比研究,探索出运用梯度分析方法进行示踪云选取的一种可能依据,并给出梯度的一种离散计算公式,另外还对该示踪云选取方法进行了补充和完善。对完善后的该方法选取的示踪云进行云迹风反演,并对其进行风场分析,并与无线电探空风场进行比较。结果表明,云迹风质量好、密度高,能够清晰地显示出天气系统的风场结构。
运用导数光谱分析技术,研究了不同氮肥水平下不同品种花生的叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)与冠层导数光谱及其衍生参数的定量关系。结果表明,花生导数光谱在红边区域680~750 nm范围内与叶面积指数的相关关系比较稳定,在680~710 nm范围内呈正相关,在710~750 nm范围内呈负相关,685 nm和735 nm波段相关程度达到最大。在三边参数中,振幅参数优于面积参数优于位置参数,且仅有红边的面积、振幅、位置参数与花生LAI的相关性最好,相关系数分别为-0.9345、-0.9869和0.7632。在系列衍生参数中,RDr.b、RDr.y、NDDr.y与LAI呈极显著正相关关系外,其它衍生参数均与LAI呈极显著负相关关系,红蓝边面积差DSDr.b、红黄边面积差DSDr.y、红黄边振幅差DDr.y与LAI的相关系数分别为-0.9690、-0.9485、-0.9764,相关程度均较高。因此,研究认为,可以利用685 nm和735 nm两波段的一阶导数光谱、红边面积、红边振幅、红蓝边面积差、红黄边面积差、红黄边振幅差等来监测花生的叶面积指数。
利用我国环境与灾害监测小卫星(HJ\|1A/B)的CCD和IRS数据,提出了针对这种新数据源的适用性应用方法,基于成熟应用的植被健康指数,对2010年3月湄公河流域发生的干旱进行应急监测,结果表明湄公河流域大部分区域农田发生干旱,中国无论从旱情发生面积和干旱严重程度上都是最为严重的。着重分析流域上游中国境内的4个水电站的水面和水位的变化信息,探讨对下游干旱的影响,得出上游大坝建设与流域下游干旱并无直接关系的结论。进一步说明了环境与灾害卫星在干旱监测应用中的可行性,将为我国乃至全球决策部门提供辅助支持信息。
干旱监测;HJ星;湄公河流域;大坝影响
利用1970年的地形图,1995、1999、2002和2009年的Landsat\|TM/ETM遥感影像,通过遥感图像处理和GIS技术对祁连山冷龙岭地区的冰川变化进行研究。结果表明：研究区的冰川面积1990年以来变化显著,1995年冰川面积比1970年减少了13.79%,1999年冰川面积比1995年减少了21.96%,2002年冰川面积比1999年减少了10.54%,2009年冰川面积比2002年减少了6.35%。选取研究区不同规模的18条典型冰川进行面积长度的变化分析,总体情况与前面一致。
乌兰布和沙漠是我国主要的沙漠之一，近年来，其快速扩张已严重影响当地的生态安全。荒漠植被是该地区最重要的生态防护屏障，准确掌握植被分布状况具有重要意义。以乌兰布和沙漠的典型地区为研究对象，通过NDVI计算、主成分分析以及基于灰度共生矩阵纹理特征相结合的方法，对ALOS多光谱影像进行分析，综合NDVI和均值纹理作为分类指标，确定合适的阈值范围，采用决策树分类方法进行植被信息提取。研究表明，决策树分类可有效运用纹理等辅助信息，与传统分类方法相比能够取得更好的分类效果。
以福建省莆田市东圳水库库区为例，采用QuickBird卫星影像,利用主成分分析方法对灰度共生矩阵方法提取的地物纹理特征进行筛选，选择最佳的影像纹理特征，组成新的波段组合,并应用支持向量机方法(Support Vector Machine,SVM)进行枇杷树的提取分类，最后与只依靠光谱信息来分类的SVM法分类结果进行比较，其分类总精度由原来的71.33％提高到了86.67%，Kappa系数也由原来的0.6410提高到了0.8293，分类精度明显提高，表明光谱信息加入纹理特征信息能辅助并提升高分辨率遥感枇杷树信息提取的精度。
森林火灾是一种世界性的重要自然灾害,它分布广、发生频度高,破坏森林资源,干扰人民正常生活秩序,造成全球性环境污染,越来越受到各国政府的重视。环境减灾1B卫星上的红外相机(简称HJ\|1B IRS),其空间分辨率提高到了150 m,高温饱和点达到了500 K,是国内目前卫星上可探测地表温度最高的相机。在对HJ\|1B IRS数据相关波段进行抽样统计分析基础上,针对HJ\|1B IRS数据各波段特性,采用自适应的劈窗检测算法识别林火；在IDL语言环境下,实现了基于HJ\|1B IRS和背景信息集成的林火自动识别算法程序。同时,通过近1 a的试运行,并选取发生在东北林区和南方林区的森林火灾为验证案例,对算法及其监测精度进行验证。验证结果表明：该方法的判对率达到了90%以上,遗失率都低于10%,错判率为0,该方法基本能满足我国林火监测业务的精度要求。
根据2004年9月13日至14日在西藏高原中部地面观测的植被覆盖度和同期接收的EOS/MODIS数据,分别建立了250 m分辨率归一化植被指数（NDVI）、土壤调节植被指数（SAVI）与地面观测的植被覆盖度之间的相关关系,并以西藏高原中部和整个西藏高原作为两个试验区,选择典型植被类型,验证了Carlson和Ripley植被覆盖度算法的精度。结果表明,地面观测的植被覆盖度与植被指数之间呈线性关系。其中,地面观测值与NDVI的相关系数R2=0.90；与SAVI的相关系数为R2=0.89；Carlson和Ripley算法适合于中等植被覆盖度的草地植被。
基于TM影像，采用最小距离法对北京昌平沙河镇附近城郊景观进行初步分类。在分类过程中涉及图像中不同景观类型的选择和数据预处理等工作：通过实地调查与了解,配合人工目视判读的景观类别,对遥感图像上某些抽样单元影像地物的类别属性获得了先验知识,计算机便按照这些已知类别的特征去;训读;判决函数,以此完成对整个图像的分类。该方法的分类结果与该区域土地利用图各景观类型的面积进行对比后比较接近,总体分类精度达到80.3%,说明该分类方法基本完成了利用遥感监督分类方法快速判定城郊景观类型的技术要求。
植被覆盖度是反映植被基本情况的指标，是农学、生态学等所关心的一个重要参数。获取地表数码照片并进一步提取植被覆盖度已成为一种最具潜力的对植被覆盖度进行地面测量的手段，而如何快速、准确地从数码照片中提取植被覆盖度信息尚缺乏成熟的方法。通过利用NDI法对数码照片的处理，实现了植被覆盖度的快速提取，同时用监督分类法提取相同数码照片的植被覆盖。通过对两种方法及其计算结果进行精度评价和比较表明，用NDI法和监督分类法估计的植被覆盖度都能够达到较高的准确性，结果可信度高，但NDI法要比监督分类法更自动化和快速，在精准农业作业系统等方面极具实用价值。
全面系统了解青藏高原多年冻土本底资源，对青藏高原多年冻土科学研究有重要意义，也为工程建设、资源开发、生态和环境保护提供基础性科学数据。正在执行的科技部国家基础性工作专项“青藏高原多年冻土本底调查”将产出数量大、种类多的冻土本底数据。本系统为该项目设计了一个数据管理和应用的Web系统，同时也考虑了已有数据积累的归档管理。目前包括钻孔、物探、土壤、植被、监测、空间数据等六大类数据，物理实现为23个数据表。系统包括录入、管理、查询、显示、分析与应用5个主要功能模块，提供了列表、图表、地图等一系列数据可视化手段。介绍了系统和功能设计、数据库设计以及关键技术，最后列举了基本的数据应用示例。目前，温泉调查区的数据已经录入该系统，随着项目的开展，将有更多数据进入本系统，数据分析应用也将更为深入。研究结果为今后类似冻土数据库设计和实现提供参考价值。
基于空间数据库的知识发现是地理信息系统应用研究的重要方向。以四川省石棉县为例,对基于空间数据库的地类知识发现进行了研究。利用了森林资源二类调查数据构建了GIS数据库,并从中提取出地类图层,利用地形图生成了DEM,结合年平均温度和年平均降雨量等栅格数据构成了空间数据库。在该空间数据库的支持下,探讨出了发现各地类分布的海拔、年平均温度,年平均降雨量等带谱知识,以及其空间配置知识的技术方法。揭示出了各地类分布的海拔、年平均温度和年平均降雨量等背景知识,以及各地类间的空间配置关系知识。该知识可用于支撑土地利用优化决策以及各土地利用的遥感识别提取。其方法还可以广泛用于自然、社会、经济和人口等空间分布带谱知识和空间配置知识的发现。
空间碎片对航天器安全造成很大威胁，为了分析宇宙环境中空间碎片对充气天线物理性能的影响，采用LS\|DYNA软件定量给出空间碎片对充气天线外形的影响，进而分析了天线形面变形对电性能的降低和破坏，结果显示受较大尺寸空间碎片冲击时，充气天线会被穿透，必须补充一定的气体才能保持充气天线的形状和压力。
基于Windows NT服务和Socket套接字程序整合设计了卫星数据处理后台管理服务系统，从底层开始自主开发了卫星数据准实时自动处理系统。通过该系统避免了大量的人工操作，获得了大量的、连续的、覆盖全国的热红外无云遥感影像库，能对任意选定的监测区进行热红外亮温动态跟踪和异常警示。通过对地震热红外卫星监测业务运行系统的研究和开发，为地震热红外研究提供了实用的技术手段和技术基础，为卫星热红外等多源遥感卫星及地面应用系统，天地一体化观测数据处理技术提供了经验。
全球变化研究是国际科学界跨世纪的重大研究主题。随着全球环境问题的日益突出,全球变化研究日益得到国际科学界和国际社会的高度关注。空间观测是全球变化研究的一种不可或缺的重要方法,在全球变化研究中发挥着不可替代的重要作用。科技文献能够反映科学研究的发展动态,利用Thomson Data Anlyzer(TDA)和Ucinet对SCIE文献数据库中收录的1980~2009年间的全球变化空间观测研究论文进行数据挖掘和分析。结果表明,该研究涉及多个学科领域,大量研究始于1990年,气候变化、碳循环、土地利用变化等是该领域的主要研究内容,遥感、建模等是主要的研究方法,美国在该研究领域具有很大优势。
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