毫米波更接近云粒子的尺度,因此毫米波及短厘米波段雷达已被应用于云层的探测,美国与加拿大的云卫星计划(CloudSat)将要上3 mm云雷达(CPR),如何与已在天上的TRMM/PR结合,获得从薄云到浓厚云的垂直结构信息,是一个值得关注的课题。但是,毫米波云雷达探测,必须考虑的问题之一是大气衰减订正。主要比较分析了在37 GHz和94 GHz大气的衰减特性,目的是对星载94 GHz云雷达进行大气的衰减订正。计算分析了在不同云、大气条件下37 GHz和94 GHz
的大气衰减,得出如下结论:①大气气体的微波吸收在测云波段产生明显的衰减,其中水汽衰减效应变化很大;即将上天的空间94 GHz测云雷达必须有水汽衰减订正方案。②37 GHz和94 GHz雷达测云,由于大气和云衰减不同和雷达反射率的很大差异,导致雷达回波信号强弱不同。③对云层较薄、含水量较少的云,在不计雷达参数的情况下,37 GHz雷达回波信号不如94 GHz测云雷达,也就是说94 GHz对薄云有更强的探测能力;对云层较厚、含水量大的云,由于强衰减的作用,94 GHz雷达回波信号小于37 GHz雷达。④从大气衰减的不利因素方面考虑,空间94 GHz雷达测高层薄云的效果最好;测低层薄云时需要考虑气体衰减订正;因浓厚云的强衰减作用,探测其中下部的能力大大减弱,不仅要进行衰减订正,而且要借助其它信息来反演整个云层的含水量垂直分布。⑤为了获得从极薄到极浓厚云的垂直分布探测能力,未来测云雷达系统最好采用双波长甚至三波长(如94、37和13 GHz)。
通过空间尺度效应分析,阐述不同属性景观地物在同一分辨率或同一尺度影像中提取的不合理性。为获得精确的地表信息,提出多尺度遥感影像分析方法,解决不同地物在不同空间尺度影像数据中提取的难题。通过多种分辨率影像的多尺度影像信息提取的应用实践,分析地物提取中的多尺度特性、尺度与分辨率关系等。
针对我国西南地区地貌类型复杂、土地利用多元化的特征,着重研究了在大面积的土地利用调查中应用遥感图像自动分类方法来获取土地利用信息的一整套技术路线和方法;将非监督分类、监督分类以及野外调查、专家知识和特殊地区的分区分类有机地结合起来,大大提高了可操作性和分类精度。
采用地面样地和遥感数据,分析了锡林郭勒草原4种草地1999年AVHRR-NDVI的时空变化。NDVI时间序列显示,草甸草地和典型草地NDVI在5月份开始返青,但荒漠草地和沙地草地NDVI在5月份为全年最低。6月份草地生长最快,以4月平均NDVI作为各草地的基准,草甸草地全年NDVI最大时的增加值为0.42,其中4～6月份的NDVI增加值为0.34,占81%;典型草地全年NDVI最大时的增加值为0.30,其中4～6月增加值为0.22,占73%;沙地草地全年NDVI最大时的增加值0.27,其中4～6月增加值为0.10,占37%。NDVI空间分布呈现明显的东西过渡特点。从5月开始,NDVI自东向西增长,其推进特点是南北两侧快,中部缓慢。8月草地植被达到全盛时,NDVI=0.1的等值线呈现由西向东的“楔型”。5～8月之间,NDVI=0.1等值线由东向西移动3个经度。由于植被指数对低覆盖植被比较敏感,该等值线的形态和位置可能是气候变化的一个指标。
充分利用现有的遥感影像资料,选取合适的算法对不同传感器和不同时相的遥感图像进行融合,得到清晰且分辨率高的融合图像,利用地理信息系统软件叠置分析功能并结合影像特征分析和野外调查,消除由于不同时相融合带来的不利影响。有效地提取出野鸭湖湿地1998年、2000年和2002年的湿地面积,并对其空间变化进行了对比分析。研究结果表明:由于近几年的持续干旱,野鸭湖湿地面积和空间位置发生了较大的变化。
针对传统林地管理方式的缺陷与不足,结合GIS技术、MIS技术以及多种技术集成开发的方法,设计了一个基于GIS的林地管理信息系统。对系统目标,系统的软、硬件环境、系统总体结构及系统功能进行了分析和设计,指出了在设计过程中所要解决的包括系统数据的组织、MapInfo与Delphi的集成以及系统的安全性设计等几个关键技术问题,并给出了应用示例。
简要介绍了生态城市的概念和城市生态系统的内涵。评价了兰州市的城市生态建设的相关指标,指出:生态兰州建设已经取得了巨大成就;但由于兰州自然环境系统的“先天不足”和“先天性缺陷”、人工物质系统建设成本过大和基础薄弱,生态兰州建设面临整体方向的选择。认为基于GIS空间分析和网络分析技术的城镇体系建设是建设生态兰州的重要方向。
采用具有1 m空间分辨率的IKONOS卫星数据,以南麂列岛为例开展了土地覆盖的监测研究。主要论述了几何校正、彩色合成和数据融合等遥感数据处理方法,然后采用监督分类法、阈值法、植被指数法和人机交互法相结合的方法进行了土地覆盖分类,获得了南麂列岛土地覆盖的最新信息。结果表明,南麂列岛土地覆盖以草地和灌木林地等自然属性覆盖为主,占总面积的70%以上,监督分类的总体分类精度为76.31%,Kappa系数为0.71;本次遥感探测所得南麂岛的面积为7.52 km2,海岸线长度为34.64 km,与历史资料相比,面积的相对偏差为1.46%,海岸线的相对偏差为4.56%。
由于传感器之间对接受的地物辐射信号的响应特性不同,导致CMODIS数据中的许多波段含有大量的条带。这些噪声严重影响了CMODIS数据的解译和信息提取。介绍了几种常用在TM、MSS、SPOT等多传感器光谱仪中条带去除方法,提出了一种改进矩匹配方法用于CMODIS数据中的条带去除,并比较了这种方法和其它几种常用方法对几何纠正前非均匀地物分布的CMODIS数据的去条带噪声结果。结果表明这种新方法要优于以上提到的几种常用方法,具有很好的去条带噪声效果,同时保持图像原有的的信息。这种方法在其它多传感器遥感图像的条带噪声去除中也有很强的适用性。
对于遥感影像的植被特征直接进行计算机智能提取、分类,不同的理论下有着不同的方法。但是由于受到各种因素的影响,传统方法的提取精度还不是很高。在对研究区内的试验区图像运用小波理论,对图像进行二维小波变换处理并提取NDVI的基础上,再进行分类,将得到的结果与直接进行计算机自动分类结果相比较,得到如下结论:①经过小波变换后的图像,其相同地物内部的土壤亮度噪声得到削弱,不同地物的边缘差异得到增强,有利于进行图像的计算机智能分类;②对图像进行小波变换后试验区植被特征的分类精度明显高于没有经过小波变化的图像分类精度;③由于小波函数的多样性,小波系数的不确定性,二维小波变换用于遥感图像的植被特征分类技术还不是很成熟,这种技术还有待进一步改进。
机载合成孔径雷达可以在载机飞行的同时获得高分辨率合成孔径雷达图像。由于合成孔径雷达成像具有很多原理性优点,它在军事和民用领域都取得了广泛的应用。方位处理是合成孔径雷达成像算法中重要的一步,由于算法本身的复杂性和雷达数据的高速率,方位向处理的实时实现具有很大的挑战性。介绍了自主研发的、采用TI C67 DSP作为核心处理芯片实现方位向处理的高速信号处理系统。通过优化的结构设计和软件流程,有效保证了硬件资源的利用效率,成功实现了设计目标。
合成孔径雷达系统模拟是雷达系统设计最有效、最经济的检测方法,它可对雷达的功能、雷达的结果通过计算机进行模拟,改变参数就可获得不同地物、不同雷达参数、不同雷达模式的模拟结果。与设备仿真相比,它能快速实现并且不需高昂的成本。介绍了一种星载合成孔径雷达模拟方法,它以实际雷达信号的流程为依据,模拟雷达各部分的工作,更接近真实的模拟合成孔径雷达的回波。
利用多光谱卫星遥感可以反演水文气象模式所需的一些基本地面参数,进而得到整个流域尺度上的蒸发蒸腾量(ET)的分布图像,对流域水资源的管理提供重要依据。首先简述了当前地面观测计算ET采用的一些较新的技术和方法,然后论述了有关遥感反演ET方法的发展,并着重介绍了近年来国际上应用较好的‘陆面能量平衡方法(SEBAL)’。
从人工神经网络技术本身出发,概括了其在遥感分类中的研究现状,分析了人工神经网络遥感分类方法与其它分类方法相比具有的优势,介绍了人工神经网络遥感分类的一些主要应用,并进一步对人工神经网络遥感分类方法的发展趋势进行了展望。
简要介绍了ASTER的性能及技术参数,通过与其它传感器(如ETM+)进行比较分析,得出ASTER存在的几大优势,归纳出其目前的应用和研究领域,包括冰川学、火山学、地质学、水文学、农业、城镇变化、自然灾害、气候变化和DEM的生成与应用等,并讨论了其尚需改进的地方。
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