人工植被是吸收CO2维护生态系统健康的重要生物成分,干旱区人工碳汇林在CO2减排方面具有重要的作用。应用2009年8月TM数据,提取克拉玛依人工减排林生态景观格局信息,并应用NDVI指数估算植被碳密度。通过测定乔木层及草本层生物量,估算出人工植被乔木层及草本层碳密度。结果表明,克拉玛依人工减排林乔木层的平均碳密度值为37.04 mg/hm2,1 m×1 m样方内草本层平均碳密度为59.65 g/m2,地上植被碳密度约为37.64 mg/hm2,植被层碳储量为250 915.5 mg；随着植被的生长发育及生物量累积效应的发挥,人工植被的碳汇功能还将进一步增大。
在地表能量平衡系统(SEBS)基础上,改进了SEBS的地表动量粗糙度、零平面位移及植被高度等参数化方案,并建立适合台湾地区的气温和地表温度相关性模型,构建了改良的定量遥感蒸散模型SEBS-China。选取台湾地区2002年和2003年4季各一晴空代表日,利用MODIS数据模拟了日均实际蒸散发。模拟结果较实测蒸发皿蒸发量偏小,与实际规律相符。分析模拟结果表明:台湾地区的太阳净辐射量、蒸发比和地表蒸散发量在时间分布上呈现出变化分明的年内分布规律:夏秋季比春冬季高,其中7月最大、1月最小。时间上,2002年4个代表日的模拟值普遍高于2003年的4个代表日。在空间上,高值区位于中部山区,并向东西两侧逐渐降低到沿海地区又略有回升。不同土地覆被类型的平均蒸散发量由大到小依次为森林、草地、水体、裸地、城镇建设用地；各行政区陆面蒸散发分布呈现城市明显低于区县的规律。
利用MODIS数据计算表观热惯量模型反演阜新地区春季的土壤含水状况分布。通过处理 2009、2010年4月的数据,拟合表观热惯量与土壤含水量的关系模型,得到阜新地区土壤含水状况分布图。通过与37个实测点土壤含水量数据对比验证表明,深度为0~10 cm时,相对误差均值为5.4%;深度为10~20 cm时,相对误差值为10.82%;深度为20~30 cm时,相对误差值为16.50%,相对误差都满足地区实际反演要求,并随土层深度增加相对误差均值增大。
随着干涉成像技术的发展,卫星地面处理系统对干涉型高光谱数据的应用提出了实时光谱复原处理及快速成像显示的需求。针对干涉型高光谱图像数据码速率高、可并行处理性强等特点,将干涉型高光谱复原处理算法与新兴的CUDA技术相结合,进行了算法应用研究与软件设计,实现了干涉型高光谱实时光谱复原处理技术。实验结果表明,基于CUDA的干涉型高光谱数据的光谱复原处理技术能够满足地面应用系统的需求。
目前常用的高光谱影像增强方法大多继承了多光谱影像的增强处理方法,这类方法没有充分利用光谱信息,而基于混合像元分解的图像增强方法存在端元的选取问题。基于影像的自相似特征,探索运用分形信号进行遥感影像增强的可能性。以3景Hyperion高光谱影像数据为基础,把基于地毯的方法进行修正后用于计算高光谱影像中每一像元的分形信号。结果表明,与原始高光谱影像相比,分形信号影像可以更好地突出地物特征,从而达到影像增强的目的,原始曲线形态特征、初始尺度的选择以及采样点数目对分形信号和分形特征尺度均有影响。
遥感影像数据的大气校正是高光谱遥感地空对比、信息提取的前提和关键,如何根据不同数据、不同研究区、不同研究目的选择合适的大气校正方法是高光谱遥感应用研究的重点和难点。针对EO\|1卫星Hyperion高光谱遥感数据特点和研究区地形环境特征,分别选择线性回归经验模型、基于MODTRAN4模型的FLAASH和基于DEM数据的ACORN\|3模型不同大气校正方法对研究区Hyperion数据进行大气校正。从波谱匹配、识别的目的出发,通过计算不同方法校正后影像像元的波谱曲线与实测地面波谱曲线的匹配程度分析不同大气校正方法的校正效果。
第五代植被指数(C5)对16\|Day 的Terra/MODIS\|NDVI (MOD\|NDVI) 和 Aqua/MODIS\|NDVI (MYD\|NDVI) 采用“错位8 d”合成,理论上可以将时间分辨率提高到8\|Day。为了探讨该算法可行性,利用中国东北2008年生长季C5 的MOD 和MYD数据进行了研究。首先利用线性滤波分别对MOD和 MYD时间序列进行平滑,同时对MOD 和MYD的合成时间(DOY)进行了统计分析。DOY分析发现:MODIS C5 采用MOD与MYD“错位8 d”合成出现的8\|Day重叠,可能导致时间错位问题:按照“前8\|Day∶后8\|Day”统计,比例为55∶45,如果直接合并,会导致像元DOY时间错位比例为7%,这导致MYD\|NDVI与MOD\|NDVI错位,而且这样的错位不能通过滤波恢复。最后,提出了基于实际DOY的合成算法,可以把C5的两个16\|Day产品合并为8\|Day时间序列。判定的优先顺序为:DOY>QA>NDVI。
根据图像处理中所用的不同数学模型的特点,提出了一种Curvelet变换和IHS变换相结合的遥感图像融合方法。首先对多光谱图像进行IHS变换,然后利用Curvelet变换对I分量和高分辨率图像进行融合,最后进行IHS逆变换,得到融合结果图像。结果表明,该方法在保持源数据光谱特性方面优势突出,其融合结果可以应用于以光谱分析为主的领域。
结合Terra和Aqua卫星的积雪产品,获取2001~2008年东北—内蒙古地区逐年积雪日数分布,并利用此数据对比Terra卫星积雪数据获取的逐年积雪日数。结果表明随海拔的升高,双星与单颗卫星积雪日数差异呈现明显增加的趋势。整个东北—内蒙古地区双星积雪日数平均高出单颗卫星积雪日15 d,但与台站积雪日数对比发现,双星积雪日数平均仍然偏低27 d。这说明,利用Terra和Aqua双卫星积雪监测数据能明显改善山区云对遥感监测的影响,同时也可以减少降雪初期和消融期由于积雪消融较快带来的积雪漏测,但不足以消除云等因素的影响。考虑到获取的2001~2006年台站年积雪日数与MODIS年积雪日数与有良好的统计关系,利用两者建立的线性统计关系修正整个东北—内蒙古地区的MODIS积雪日数,能够很好地消除云等因素带来的MODIS双卫星积雪日数偏小的问题,修正后台站与双星积雪日数之间的绝对误差由原来的27 d减小到18 d。
端元提取是高光谱影像分析重要且具有挑战性的任务,是解决高光谱图像混合像元分解关键的步骤。现行的高光谱端元提取算法在端元提取过程中,异常像元同时加入到端元数组中,如何有效区分异常与端元,成为高光谱遥感端元提取的瓶颈,也是提高高光谱图像混合像元分解精度的关键因素。提出一种基于异常探测的高光谱端元提取方法,首先利用RX算法对原始影像进行异常探测,根据异常探测的结果剔除一定数量的像元,将剔除的像元用原始图像均值向量替代,再对影像进行正交子空间投影(OSP)提取端元。实验表明,该方法能够有效区分异常与端元,抑制异常像元参与端元提取,同时处理后的图像端元提取的结果受异常处理的影响很小,证明了去除异常信息后提取端元的可行性。
首先利用SeaWinds散射计风向作为初始信息进行SAR(Synthetic Aperture Radar)影像海面风场反演,在对SAR影像进行了噪声剔除、辐射定标、极化转换等处理后获得VV极化下各分辨单元的后向散射系数,结合地球物理模式函数获取风速并显示输出海面风场的分布情况。在此基础上,尝试利用WRF(Weather Research Forecast)数值预报模式风向作为初始场从SAR影像中反演风速信息,将结果与之前以散射计风向作为初始信息得到的反演结果进行对比,验证实验方法的正确性,高分辨率数值预报模式风向结合SAR影像将是未来业务化近岸海面风场反演的发展趋势。
基于2000~2010年的MODIS/Terra积雪8 d合成数据(MOD10A2)与DEM数据,通过计算和分析积雪频率与积雪覆盖率,研究了新疆玛纳斯河山区雪盖的时空分布特征。结果表明：① 研究区一月份积雪覆盖丰富,积雪频率高值区主要分布在北部中低山地区、南部中海拔地区以及清水河与塔西河的河源地区;四月与十月的雪盖分布规律相似,总体上积雪频率随高程上升而上升;七月份只有少部分高山区域被积雪覆盖;② 积雪频率始终保持较高水平的区域是玛纳斯河、金沟河、清水河以及塔西河的河源高山地区,而玛纳斯河流域中上游的河谷地区则始终保持较低水平;③ 一月份,1 400 m以下地区的积雪覆盖率超过95%,随着高程上升,迅速下降至2 600 m的最低值约41%,此后逐渐上升至5 000 m以上80%左右;④ 一月、四月和十月份积雪覆盖率在大部分高程带上均表现为北坡、东北坡和西北坡最高,东坡和西坡次之,南坡、东南坡和西南坡最低的规律;七月份各高程带的雪盖分布没有明显的坡向差异。
以2001年和2009年8月MODIS卫星影像为数据源,基于归一化植被指数和像元二分原理,通过建立科学的荒漠化土地分类系统,对黄土高原地区近8 a的荒漠化土地进行了动态变化监测,分析了2个时期荒漠化土地的空间分布特征和面积变化情况。结果表明:黄土高原荒漠化土地面积整体呈明显的减少态势,但类型转化结构表明荒漠化土地强度却处于不断发展阶段。8 a间,极重度荒漠化土地面积增加了16.53 km2,增长率为28.36%,重度和中度荒漠化土地面积均有不同程度减少,分别减少了1.2×104 km2和7.0×104 km2,变化率分别为32.97%和29.19%;分别有9.0×104 km2和1.2×104 k2的轻度和潜在荒漠化土地转化为其他类型荒漠化土地,并分别增加了9.3×103 km2和7.3×104 km2,增长率分别为4.2%和57.3%。发展区面积为1.9×105 km2,稳定区面积为4.0×105 km2,逆转区面积为2.8×104 km2,发展区面积比逆转区面积大1.6×105 km2,表明黄土高原环境质量不断下降,荒漠化强度不断扩张的趋势。
遥感成矿探测技术关键在于成矿构造及蚀变矿物信息的提取。以甘肃酒泉党河—南山地区为研究区,基于ETM数据和ASTER遥感数据,利用主成分变换、掩膜分析、阈值分割等方法,从Landsat\|7 ETM数据中提取矿化蚀变信息并预测可能成矿的区域。该方法准确、有效地消除了云、雪等干扰信息,利用该方法获得的矿化蚀变信息与已知矿点有很好的一致性,因此用该方法提取蚀变信息是可行的。
雾是一种灾害性天气现象,严重影响交通运输等人类活动,因此雾的监测具有十分重要的意义。云、雾与下垫面在可见光、中红外和热红外波段的反射及辐射特性存在差异,这为利用卫星遥感手段监测大雾天气提供了重要依据。依据FY-3A卫星的VIRR数据,利用多波段阈值法对2010年4月5日我国东部沿海地区日间雾进行了遥感监测,并估算了雾的垂直厚度、光学厚度以及能见度等特征参数。实验结果表明,利用FY-3A卫星资料监测雾具有可行性,适于在雾的监测预报业务中推广应用。
及时掌握耕地面积信息在农业生产中极为重要。耕地监测的大区域和高精度的双重要求难以统一，针对这一问题，提出了高—中—低分辨率遥感影像逐步抽样的方法，采用种植业区划分区作为均质区进行研究，提高了大区域耕地面积解译的精度。以山东省为例，利用MODIS、CBERS\|2B的CCD和HR 3种分辨率的影像进行抽样，并计算不同影像之间的精度系数，逐层修正解译精度，最终得到山东省耕地的解译面积，其结果仅比同年统计数据高出8.5%，大大优于中低分辨率影像耕地面积的提取精度。结果表明：该方法可操作性强，显著提高了中低分辨率影像耕地面积的提取精度，同时又满足大区域耕地监测的需求，可更好地应用于农业生产和相关研究中。
在各种地貌发育类型中,沙丘属于快速移动的地貌类型。目前关于沙丘动力学机制的研究已经很深入,但关于区域移动状况的研究仍十分有限。区域沙丘移动涉及的研究范围较大,用传统的地面观测手段很难满足需要。自20世纪70年代Landsat卫星发射以来,其为沙丘移动研究提供了长周期、大尺度的影像资源及新方法。利用1989~2010年间多景Landsat TM影像对巴丹吉林沙漠4个典型区域的沙丘移动变化进行分析,在几何精纠正的基础上提取沙梁线,以判断沙丘移动方向和速度,并分析其动力成因机制。结果表明:① Landsat TM影像能有效用于10 a尺度的巴丹吉林沙漠典型地区的沙丘变化研究；② 北部高大沙丘的多年变化不明显；③ 东部和东南部流沙带的沙丘移动方向为东南向,南部流沙带的沙丘移动方向存在西北—东南向的往复性,与区域风场基本一致；④ 结合ASTER DEM数据对沙丘移动速度和高度关系进行了分析,二者呈负相关关系。
分形方法已经成为提高勘查地球化学、地球物理信息的重要途径之一,但该方法在遥感数据处理领域的应用研究较少。以河南卢氏木桐钼铁多金属矿区为实验区,ETM+遥感影像为数据源,运用MPH与波段比值、滤波等方法组合提取该实验区的蚀变信息。采用分形理论的求和法像元亮度—面积模式,对所提取出来的铁染蚀变进行定量分析,并与传统阈值选取方法进行了对比研究。结果表明蚀变作为一种地质记录,其空间展布不仅具有分形特征,而且具有多重分形的特征,在此基础上,对实验区遥感蚀变异常进行分级,弥补了传统的门限化方法和利用灰度直方图目视确定突变点方法的不足,取得了较好效果。
遥感技术已经广泛应用于地震、洪涝、台风等自然灾害的减灾救灾工作中,并在灾前预警准备、灾中监测救援和灾后评估恢复阶段发挥了重要的作用。首先介绍了灾害信息获取中常用的可见光、热红外和雷达数据及其特点,然后分析了遥感技术在减灾救灾中的应用优势,并对其在灾害不同阶段的作用进行了讨论。最后结合遥感的特点和数据处理方法,介绍了遥感在不同种类灾害中的应用情况,并对我国遥感技术在减灾救灾应用中的发展方向进行了展望。
地物波谱是遥感重要的信息源之一,通过数据库建设管理波谱数据已越来越得到重视。自然资源和地理空间基础信息库是国家电子政务4个基础信息库之一,其主要目的是实现部门间的数据共享与交换,其下设有全国典型地物波谱数据库。为应对电子政务的需求,在原有波谱数据库的工作基础上,构建了面向电子政务的全国典型地物波谱数据服务平台,用以向电子政务提供符合要求的数据以支持电子政务数据共享及政务决策。介绍了波谱数据服务平台的设计及关键技术研究,并展示了实现后的波谱数据服务平台。
拓扑关系是GIS中空间目标间最基本、最重要的关系之一,然而目前的拓扑关系模型在描述两目标间的详细拓扑关系方面存在不足。针对二元目标间任意交的情况,提出了基于结点度和欧拉数的拓扑关系模型的一般化描述形式,使用目标整体间交(∩)、差(\\)两个集合算子的结果来区分目标间的拓扑关系,结果的取值包括内容、维数、结点度、欧拉数4个拓扑不变量。重点讨论了线/线、线/面和面/面拓扑关系一般化描述表达式。
以VB 6.0为开发平台,利用ArcEngine 9.3组件库进行GIS的二次开发,通过分析海岸带地质灾害信息管理的实际求,建立了我国海岸带地质灾害信息管理系统。该系统具有空间数据和属性数据的查询与管理、空间统计分析、专题图制作及灾害危险性评价、数据转换与输出等功能,为海岸带地质灾害预测、预报和防治提供综合性服务。
选择南通市通吕运河主城段为实验样区,应用VisualBasic6.0和Map Objects2.4组件开发技术,设计了污染源管理信息系统。系统将GIS技术与水环境模型相结合,实现了污染源数据管理、监测数据统计、污染负荷模型计算、一维模拟可视化等功能,有助于环境决策者结合城市的污染指标,提出对污染源进行排放的限制依据,在一定程度上提高了研究区域污染源监督和管理的效率,促进通吕运河的水环境信息化建设。
甘公网安备 62010202000685号
