方位多波束(MAB)技术可以有效解决方位向分辨率和距离向测绘带宽的矛盾,但目前仍没有以提高方位向分辨率为目的的MAB SAR投入运行,因此对该模式的研究只能通过仿真进行。目前公开发表的文献在模拟MAB模式时均附加了过多限制条件,使得仿真结果与实际情况有较大差异。首先介绍了MAB工作原理和回波模型,然后给出了在考虑地球自转及偏航控制等与实际情况更加吻合的条件下,MAB系统中原始数据的模拟方法,并提出了MAB系统中方位向相位误差仿真的方法。所给出的仿真方法及结论对于进一步进行MAB技术的研究有重要的参考价值。
水色遥感数据在海洋生产力评估、海洋污染监测等领域中应用广泛,但是受云雨天气、太阳耀斑、纬度位置、轨道间隙的影响,单一的水色遥感数据日均覆盖率只能达到10%～15%甚至更少,导致水色遥感技术在海洋领域的应用受到限制。水色遥感数据融合通过对不同水色传感器数据进行整合,使融合数据比单一传感器数据具有更好的空间覆盖和时间覆盖。选择中国东海为研究区域,首先对不同水色传感器的叶绿素浓度数据进行比较,证明同一天不同传感器数据一致性良好,在空间覆盖上既互相重叠又形成互补关系,保证了数据融合的可行性。在业务化运行的加权平均算法的基础上,提出了利用窗口中各数据源有效像元所占的比例来确定其对应权值的自适应加权平均融合算法。目视判别和统计分析结果表明,该算法能够较好地保持源数据细节特征,保证不同数据覆盖区域间的数据连续性,降低数据源噪声,提高数据空间覆盖率和置信度。
以北京市昌平区Geoeye-1高分辨率遥感影像为试验数据,研究了关联规则挖掘和面向对象相结合的地物分类方法。首先探讨了关联分类法的原理,再通过图像分割、特征提取、关联规则挖掘、分类器构建一系列过程实现了基于关联规则的面向对象高分辨率影像分类,最终评估分类精度并与K—近邻法进行了对比。结果表明,该方法具有较好精度,能够在一定程度上摆脱地物分类对于专家知识的依赖。
为了实现百幅无人机影像自动无缝拼接技术,以黄淮海平原的3个典型区为实验对象,基于航拍影像质量评价,运用特征的控制点配准算法和图像灰度融合的对比度调制法,开展上百幅多航带影像快速拼接实验。结果表明,航片质量最好的是洪泽湖地区,航带和影像扭曲度不高,其次是白洋淀地区,而黄河口地区的航高差值、航带弯曲度和最大旋转度相比较高,说明航带扭曲度高,航片偏移中心线的程度较大。以江苏省洪泽湖区QuickBird影像和实地监测点与航片做精度验证高达81.26%,说明此技术是可靠和可行的,对无人机航拍影像拼接工作具有一定的实用价值和科学参考依据。
遥感图像的分类是研究土地利用变化的基础。传统的遥感图像分类方法存在运算速度慢、精度比较低和难以收敛等问题。提出了一种基于模糊双支持向量机的多类分类方法,将模糊技术引入到双支持向量机中,赋予不同样本以不同的模糊隶属度,然后将模糊双支持向量机推广到多类分类中,最后将新方法应用到遥感图像分类中。实验表明,新方法比传统的支持向量机多类分类方法有较高的分类精度,并且有较强的抗噪声能力,在运行时间上也是可行的。模糊双支持向量机是一种有效的遥感图像分类方法。
一般的实际路面系统是由沥青混凝土面层、水泥碎石联结层、水泥稳定碎石基层和路基层等构成的多层介质,可以看作是具有一维带限Weierstrass分形特征的水泥混凝土路面系统。运用时域有限差分方法(FDTD)研究了这种实际的水泥混凝土路面系统电磁散射,具体计算了3层路面系统电磁散射的双站散射系数,得出了散射系数随散射角和入射波频率变化的曲线。分析了散射系数随路面分维数、入射波频率、入射角、路面材料介电常数、面层厚度、基层厚度等参数变化的规律,讨论了面层存在圆柱形空洞时,空洞内填充物变化对散射系数的影响,得到了具有一维带限Weierstrass分形特征的实际路面系统电磁散射的特性。数值计算结果表明:路面分维数、入射波频率、入射角、路面材料介电常数、面层厚度、基层厚度、面层存在的空洞对散射系数的影响是非常复杂的。
以SPOT5高空间分辨率遥感影像为研究数据,采用面向对象的遥感影像分类方法,将基于像素的分类精度与基于影像对象的分类精度进行对比分析。结果表明:基于像素的分类方法在处理高空间分辨率遥感影像时具有一定的局限性,而面向对象的分类方法充分利用了影像中的光谱信息、几何结构、空间信息及上下文信息,在高空间分辨率遥感影像分类方面更具有优势,有良好的应用前景。
基于土壤高光谱反射特征可以实现土壤全氮(TN)含量与碳氮比(C∶N)等土壤属性的快速、无损测定,但其估测模型受土壤颗粒粒径水平与光谱指数(预处理)等因素影响。通过研磨准备2、0.25和0.15 mm共3个水平颗粒粒径的土样,分析了原始(RAW)及多次散射校正MSC(Multiple Scattering Correction)、一阶微分FD(First Derivative)、连续统去除CR(Continuum Removal)等预处理的土壤反射光谱与TN含量、碳氮比变化之间的关系,发现土壤研磨可以提高反射光谱对TN含量变化的响应,而FD、CR与MSC等光谱预处理能够明显缩小不同颗粒粒径水平土样的光谱反射—TN含量、碳氮比相关性差异。结果表明:0.25 mm颗粒粒径土样的FD预处理光谱在2 250 nm和2 280 nm处分别与TN含量、碳氮比变化存在最大相关,但最大相关单波段线性回归模型的TN含量、碳氮比估测精度不如全波段光谱PLSR模型。其中,0.25 mm土样RAW光谱全波段PLSR模型估测TN含量的表现最佳(RPD=3.49,R2=0.92,RMSEP=0.1 g/kg);而碳氮比的估测结果并不十分理想,其最优估测模型(0.25 mm土样FD预处理的全波段PLSR模型)的RPD仅为1.21,可能与土样的碳氮比变化范围较小有关,在以后的研究中可以尝试采集更多的样本数量或土壤类型,使训练样本具有较大的变量范围,以取得较好的估测效果。
为解决在地质资料匮乏的情况下发挥多源遥感数据优势开展地质找矿研究这一科学问题,以非洲埃塞俄比亚西部研究区为例,选取ASTER及ALOS PALSAR单极化雷达数据为数据源,针对研究区重点类型铁矿——岩浆熔离型铁矿建立了其遥感找矿模型,提取与成矿作用相关的蚀变、构造、岩体信息。研究基于ASTER遥感数据,通过比值、主成分方法进行蚀变信息提取研究,并基于ASTER及ALOS PALSAR单极化雷达融合数据进行控矿构造及赋矿岩体信息提取研究。最终通过综合分析,基于ArcGIS平台圈定了3处遥感找矿靶区。研究结果与1∶25万地球化学数据对比,具有很高一致性,表明遥感找矿模型能够快速、准确地进行找矿靶区预测。
以2008年作物寒害为例,基于AMSR\|E亮温和地面气象温度数据构建了广东省气温反演模型,平均误差为2.5 ℃。寒害期间,全省最低气温均小于9 ℃,大部分地区降温幅度在5~15 ℃之间,降温持续天数均在10 d以上。综合最低气温、降温幅度和降温持续天数3个重要因子,构建了广东省寒害指数。结果显示,寒害程度从北部山区向南部沿海平原逐步递减:严重寒害主要发生在北部山区,较严重寒害发生在中部地区,以平行于海岸线的狭长带状形式分布,一般寒害和无寒害区域主要分布在沿海地区。其中,严重和较严重寒害约占省域总面积的40.1%,遭受严重寒害和较严重寒害的典型亚热带作物园地面积占总园地面积的49.61%。
GDP是社会经济发展、区域规划和资源环境保护的重要指标之一。然而,传统以各级行政单元为主的GDP统计资料无法显示区域内部GDP的差异,尝试通过GDP空间化来解决这个问题,以满足资源环境研究领域对空间型社会经济数据的需求。在分析总结国内外社会经济数据空间化技术方法的基础上,第一产业基于土地利用数据建模\,第二产业和第三产业基于DMSP/OLS与土地利用数据结合生成的土地灯光参数建模。为提高模型质量,全国按照省级行政边界分区,将因变量GDP分产业分区建模,第一产业绝大部分区域的模型精度在0.7~0.95之间,第二产业和第三产业绝大部分区域的模型精度在0.8~0.98之间。通过与其他GDP空间化技术和结果的比较分析,本研究中的GDP空间化方法无论是模型精度还是GDP密度分布结果都具有一定的优势。生成的GDP密度图能较完整地反映全国GDP分布细节以及宏观分布特征,可为将来经济策略和发展路线的绘制提供一定依据。
合成孔径雷达(SAR)数据对于南方多云多雨天气的地表农作物类型的探测具有独特的优势。以江苏省海安县为例,基于多极化SAR数据,包括双极化ALOS PALSAR以及全极化Radarsat\|2数据,采用面向对象的方法,针对当地水稻/旱田进行识别。针对双极化SAR数据,利用了其强度信息进行分类识别;而基于全极化数据,除强度信息外,还利用了其SAR信号统计分布概率进行分类规则建立。结果表明:L波段的ALOS PALSAR在识别旱地的桑树方面具有很大的优势,而基于两种分类方法的C波段Radarsat\|2数据识别水稻的精度分别为85%和75%,略低于ALOS PALSAR的识别结果(87.5%)。
利用Terra卫星提供的2000年10月1日到2010年4月30日每日雪覆盖产品MOD10A1,提取研究区积雪覆盖指数SCI、积雪日数SCD、积雪初日SCOD及积雪终日SCMD遥感信息,结合同期吉林省界内23个地面气象观测站的同期气温和降水资料,分析该区积雪的变化特征与气温和降水的关系。结果表明:① 吉林省大部分地区积雪日数为30~90 d,东部山区积雪持续时间长、积雪初日日期早以及积雪终日日期晚,中西部地区变化情况相反;② 积雪覆盖指数SCI呈波浪式变化,与积雪季气温呈负相关;③ 积雪日数与气温呈反相关、与降水量呈正相关,与积雪季气温、夏季降水量的相关系数分别为-0.7407、0.6875;积雪初日情况相反,与积雪季气温、夏季平均气温为0.743、0.5479;积雪终日与气温呈反相关、与降水量呈正相关,与积雪季气温、夏季降水量为-0.5214、0.4647。积雪指数均对气温的变化更敏感,气温升高导致积雪初日推迟、积雪终日提前,从而使积雪日数减小;积雪季降水量的增加有利于积雪日数增大,而积雪终日的推迟有利于夏季降水量的增加。
卫星多通道合成能直观反映出卫星云图上的一些特性,通过采用经过预处理后的MODIS多通道数据,利用“白天自然色”、“白天微物理”、“白天太阳”和“空气团”4种多通道组合,结合实况降水分布和地面气象观测站点资料,以2010年7月13日江淮流域的一次特大暴雨过程为例,定性分析暴雨云系微观物理性质,推断云粒子大小和相态等,并对比高时空分辨率的局地分析预报系统(LAPS)中尺度物理量场以及不同研究个例的多通道合成图分析。结果表明：卫星多通道RGB合成图能以色彩的形式有针对性地突出对流系统、云粒子微观物理性质等属性,具有一定的精确度和普适性,有利于暴雨等中尺度强对流天气的监测。
以桂林市作为研究区域,利用2006年的TM影像数据提取了区域归一化植被指数(NDVI)和地表温度(LST)信息,分析了不同地物类型两参数的统计学特征,进一步探讨了植被指数与地表温度和海拔高度之间的线性关系。结果表明:NDVI均值最大的地物类别为林地,最小的为水体;地表温度均值最高的为建设用地,最小的为林地;从整个区域上看,NDVI与地表温度之间存在明显的负相关关系,NDVI与海拔高度h的相关性呈现分段式特征,在低海拔区域(160 m以下),两者之间相关性不明显,海拔高度超过160 m时,NDVI与海拔高度之间则呈现显著的正相关关系。
热带森林地区生物量占全球森林总生物量的40%,对于维护全球碳平衡具有重要的意义。为了给热带森林的变化监测提供有效的基础数据,采用面向对象分类方法,基于K&C(Kyoto and Carbon)PALSAR正射校正合成产品数据,研究了利用多尺度分割、特征提取及规则集建立等方法进行热带森林制图。结果表明:极化比值(HV/HH)对森林较敏感,所采用的分类方法能够很好地识别出森林,两个时相的分类结果也能够清楚地反映森林的变化情况。
以Landsat-5 TM影像为数据源,在对研究区典型地物光谱特征值分析的基础上,利用各水体指数模型之间的关系,探讨了二值化提取水体中阈值确定的其他方法;通过对地物光谱值的分析,发现水体由于泥沙等含量的不同以及深浅的不同,其灰度值变化范围较大,与阴影的重叠较多,而采用谱间关系法,不能确定合适的阈值。提出了加权各波段灰度值并设定阈值去除阴影的方法——加权灰度阈值法,可以有效地去除阴影。研究表明结合水体指数模型法和加权灰度阈值法可以准确地提取水体信息。
合成孔径雷达遥感具有全天时、全天候工作的能力,在地震灾害应急中发挥了重要作用。回顾了雷达遥感建筑物震害信息提取技术的发展历史,总结了各种用于建筑物震害信息提取的雷达卫星的参数特征以及使用雷达遥感提取建筑物震害信息的震例。介绍了目前应用的各种雷达遥感建筑物震害信息提取方法,包括目视解译和计算机自动信息提取两种,其中后者包括基于纹理特征和极化特征的单时相方法、基于强度特征和相干特征的多时相方法。比较了这些方法的适用性和不足,并探讨了雷达遥感建筑物震害信息提取方法的发展趋势。
中国滑坡遥感研究与应用已有30多年的发展历史,作为滑坡调查的主要手段在大型工程建设中的滑坡灾害调查及危险性评价中发挥了重要作用。从4方面阐述了遥感技术在我国滑坡研究中的应用：① 区域滑坡灾害遥感调查;② 大型单体滑坡遥感调查;③ 滑坡灾害遥感监测;④ 遥感应用于滑坡风险评估。随着遥感技术理论的逐步完善和遥感图像空间分辨率、时间分辨率与波谱分辨率的不断提高,遥感技术已成为滑坡灾害调查、动态监测与预警、灾情实时调查与损失评估等工作中不可缺少的重要手段之一。
高分辨率遥感影像中道路网的提取是智能地物提取和分析的重要方面。针对其特点,介绍了高分辨率遥感影像上道路网提取的基本思想和步骤,从提取要素层次的角度对现有的道路网提取方法进行了分析和综述,并指出当前高分辨率遥感影像道路网提取方法需要进一步解决的遮挡、地物特征类似、地物复杂等问题。展望了未来利用高层次知识、图像融合技术、三维信息等高效提取道路网的可行性。
天气雷达和自动气象站资料分析应用是短临天气监测预警的重要内容。以VB6.0为开发平台,利用ArcEngine的GIS组件技术,通过对多普勒雷达资料的网格化处理及其在GIS地图中的反演,将自动站实时资料作为属性数据在GIS地图中显示和分析,建立短临预警平台。该平台实现了在GIS下雷达资料、自动站实况、预警信号的动态监控功能,并自动发布手机预警信息,具备了较强的决策预警能力,有助于提高气象台站对突发灾害性天气的短时临近预警水平。
与传统单宗房地产评估不同,房地产批量评估需要建立在强大详实的数据库基础上,如何构建高可靠性、高扩展性以及高集成性的批量评估数据库成为一项关键任务。在对房地产批量评估数据进行分析的基础上,基于GIS技术提出了房地产批量评估数据库构建的技术路线,设计了数据库的总体结构,并研究了房地产批量评估数据集成的方法,最后以深圳市为例说明了该方法的有效性。
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