虽然在一些条件良好的地区,合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)技术已经取得了不少令人瞩目的应用成果,但时间失相干因素很大地限制了D-InSAR的广泛应用,而大气效应也会影响D-InSAR的测量精度。近年来提出的永久散射(Permanent Scatterers, PS)技术则在很大程度上解决了这两个难题,即使在无法获得干涉条纹的情况下,利用基于多时相SAR图像和相位稳定像元点集的PS技术也能取得毫米级的地表形变运动测量精度,因而PS技术大大增强了干涉测量的环境适应能力及其精度,是干涉研究领域的一项重大技术突破,具有巨大的实际应用潜力。首先着重介绍PS技术的原理及其处理过程,然后对PS技术的应用,以及PS技术与传统D-InSAR技术之间的关系进行扼要的讨论,期望有助于推动这项高新技术手段在国内的研究和应用。
研究利用美国产ASD地物光谱仪,获取新疆北部地区棉花冠层关键生育时期的高光谱数据,采用红边积分面积变量估测棉花冠层叶片的全氮含量,对反射光谱进行一阶微分,应用一阶微分光谱数据,衍生出基于光谱位置变量的分析方法,以红边积分面积(SDr)为自变量,冠层全氮(TN)含量为因变量,做相关分析与处理,构建新陆早6号红边积分面积与冠层叶片TN含量的相关数学模型。研究在不同水处理条件下,对棉花冠层单叶叶绿素含量和单叶全氮含量做相关分析,结果表明:叶绿素含量与TN含量呈显著的正相关(R=0.8723,n=39),叶绿素含量能有效的估计棉花单叶TN含量;红边积分面积变量与冠层TN含量呈显著的相关性,相关系数是0.7394(n=40),利用构建的相关模型可以较为精确地估测棉花两个品种新陆早6号与8号冠层叶片的全氮含量,RMSE分别为0.3859和0.4272。研究认为红边积分面积变量具有预测棉花冠层全氮含量的应用潜力,研究得出利用3边面积变量构造的数学模型对反演作物冠层TN含量有较高应用价值。研究认为,红边位移现象结合红边幅度的变化的研究,用于诊断棉花水分胁迫也是可行的,关键是建立相应合理的诊断指标体系。研究结果证明:①随着棉花的生长发育,叶片的生理生化参数发生变化,冠层的生理生化参数随之发生变化;②.棉花叶片叶绿素含量与叶片的全氮含量相关性显著(R=0.8723,n=38),通过建立数学模型,可以估测叶片中全氮的含量;③由一阶微分光谱衍生出基于光谱“红边”位置变量的分析方法,使我们认识到“红边”的变幅、形状和面积包含了各个波段的信息,这些波段综合产生的变量所构造的模型,为棉花氮素营养参数的估计提供了预测能力;④如果棉花叶绿素含量高,说明水分充足、氮代谢旺盛,植株处于生长旺盛时期,红边向蓝光方向发生了位移。利用红边位移现象结合红边幅度的变化的研究,用于诊断棉花水分胁迫也是可行的,关键是建立相应合理的诊断指标体系。
蒸散是地表能量平衡与水量平衡的重要参数,遥感技术的发展促进了区域蒸散的研究。基于地表能量平衡方程,SEBAL模型利用遥感影像的可见光、近红外与热红外波段及少量气象数据可计算出区域的日蒸散量,是一个物理概念较为清楚的模型。采用Landsat7 ETM+数据利用SEBAL模型对河北省栾城县进行了遥感蒸散研究,计算获得相关地面特征参数与日蒸散量,模拟结果较为合理。
为了建立一个用于环青海湖地区草地蝗虫发生空间分布的遥感监测模型,分别在1997年6月下旬到7月上旬、1999年8月中下旬及2000年8月中下旬进行了野外考察,获得了198个蝗虫密度样本资料,收集了同期的TM5遥感图像。通过TM5遥感影像计算了10种植被指数,如归一化植被指数(NDVI)和褐色植被指数(BVI)等。采用统计方法,研究了环青海湖地区草地蝗虫密度(GD)与各种植被指数之间的相关关系。结果表明:尽管GD与10个VI的线性相关并不显著,但GD对NDVI和BVI比较敏感。86%的GD>5头/m2样本出现在满足条件0.2<NDVI<0.5和75<BVI<110的地方,而低GD样本中只有29%满足该条件。表明这两个指数对草地蝗虫发生区域有较强的指示性,可用于草地蝗虫的遥感监测。
结合分区与分层的思想,针对多光谱遥感图像,提出一种新的分类方法。在地物光谱分析基础上实现遥感影像的自动分区,然后运用多光谱图像主成份变换前后的地物光谱特征实现地物的分层提取。该分类方法在大庆部分地区地物分类中得到了应用,结果表明,该方法比常规的监督分类在分类精度上有了明显提高。
利用遥感方法提取土地覆盖信息时,常用的自动分类方法只能利用遥感数据的光谱信息,而面向对象的分类方法在综合利用遥感数据光谱信息、纹理特征、拓扑关系和加入专题信息进行多尺度分割获取对象后的基础上,通过对对象的目视识别建立模糊判别函数来进行分类。利用面向对象的方法成功提取了三峡库区奉节县中部的土地覆盖信息,得到了较为满意的结果,利用野外采样数据进行验证其精度达89.2%。
遥感的方法为大面积获取气溶胶光学厚度提供了手段。目前使用MODIS(中分辨率成像光谱仪)数据反演气溶胶光学厚度常用的是暗像素方法以及对比法。由于城市地区符合暗像素标准的像素较少,而且城市地区的气溶胶成分复杂,难以确定其具体成分,所以暗像素方法会产生较大误差。根据MODIS第7、3、1波段对气溶胶的不同响应,以三者的反射率为自变量,结合地面实地观测数据,给出了计算北京地区气溶胶光学厚度的计算公式,误差分析表明该方法更适合城市地区。
地形可视化是虚拟地理环境研究中的重要组成部分,而设计一个合理的地形数据的组织结构和一个高效构建地形模型的算法是实现地形实时漫游、查询、分析以及规划等三维地形交互式操作的重要前提。借助C++语言的STL,设计了地形三角网的数据结构,改进了章孝灿等人提出的三角网构建算法,利用VC++和OpenGL实现了地形的快速构建及可视化,为以后的地形可视化与三维交互式操作提供了基础。
介绍了IDL与.Net环境之间的集成研究。对IDL与.Net环境下的C#语言的事件响应及转换机制进行了分析,并通过实例程序进行说明。同时根据IDL与.Net环境之间的共享矩阵传输机制,提出了一种新的大数据量的数据传输机制,使得系统在运行过程中内存开支大幅度减少。
在分析现行高分辨率卫星数据深加工处理流程的基础上,指出了制约现行深加工系统自动化的主要因素。结合运行性深加工处理系统开发,以实现深加工处理的自动化为目标,通过多种空间数据库的建立与相互作用,对深加工处理流程和系统进行了全新的设计。进而依据该设计方案,初步实现了一个原型系统。实验表明,对于深加工流程的改进设计切实可行,提高了深加工处理的自动化程度。
介绍了一种由多幅欠采样低分辨率图像重建一幅高分辨率图像的凸集投影超分辨率重建技术。首先介绍了超分辨率空间域迭代重建方法中一个至关重要的因素——成像过程模型;其次通过介绍凸集投影的理论依据,给出了插值—模拟采样迭代超分辨率重建方法的模型和重建步骤;最后通过实验数据对算法进行了验证。
多源遥感影像融合是20世纪70年代提出的数据(信息)融合理论在遥感学应用的一个分支,是近年来研究的热点。SPOT-5的多光谱图像含有丰富的光谱信息,而全色图像有很高的空间分辨率,通过将多光谱图像和全色图像进行像素级的融合,使融合后的图像在保留多光谱信息的同时尽量提高空间分辨率。不仅可以提高图像的可视效果,为测量和专业制图提供有利的数据,而且可以用于地物分类、目标识别等一系列处理。此外从景观分类的角度对3种方法的融合效果进行评价分析。
随着星载SAR的发展以及SAR图像应用的深入,对星载SAR图像进行几何校正从而实现精确定位也越来越重要。结合已有的两类校正方法,提出了用GCP点模拟成像点来校正星载SAR图像的算法。重点描述了模拟GCP成像点的原理、映射模型的建立及算法步骤,并与其它两类方法在算法流程上作了分析、比较。最后用实际Radarsat图像作了试验以分析这种方法的精度,并给出结论。
成像雷达(SAR)遥感具有独特的全天时、全天候及对地物的穿透性与形态探测能力。尤其是近年来新型成像雷达遥感(极化、干涉)及数据处理技术的发展,从SAR遥感影像上获得的地表信息越来越多,这些为进一步推进成像雷达遥感数据在生态学中的应用提供了基础。总结了成像雷达遥感在陆地生态环境系统中的4类典型应用:①土地覆盖分类与植被制图;②估计森林生物量;③洪泛区与湿地监测;④其它生态环境变化过程的探测。最后分析了不同生态学应用中SAR系统参数的最优配置,这对于我国开展成像雷达遥感在陆地生态环境监测中的应用具有非常重要的参考意义。
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