通过对不同氮肥条件下的小麦植株由上而下进行器官疏剪,分析了不同处理下冠层光谱反射率及其红边参数的变化。结果表明,冠层光谱反射率因不同肥力、不同疏剪处理而有较大的差异,表现出不同程度的红边的“红移”和“蓝移”现象。各处理的红边曲线形状均出现双峰现象,表现为第二个峰值高于第一个峰值,并且均为N1>N2>N0。相关分析表明,随着由上而下的疏剪处理,不同叶位叶片光谱反射率对冠层光谱的贡献增加,并且其红边参数与相应的叶片全氮含量的相关系数也增加,部分达到显著或极显著相关水平。该结果为利用下部缺素敏感叶片的光谱特征进行小麦养分的及时补充提供了可靠的理论依据。
以河北省廊坊地区为试验区,采用纹理分析方法对CBERS02星CCD5全色波段图像的纹理信息进行了分析。选取灰度共生矩阵的角二阶矩、对比度、熵和相关4个统计量,利用变异系数来选择各个统计量对应的最佳纹理滤波窗口大小。然后利用这4个统计量的纹理图像与CCD1-4波段的多光谱图像共同参与分类。试验结果表明,将纹理分析方法应用于图像分类中可区分光谱混淆的地类,光谱与纹理特征结合得到的分类精度要远高于单纯光谱的分类精度。
利用Landsat TM卫星影像提取了泉州市1989到1996年的城市建成区不透水面,并研究了其与城市热岛之间的关系。根据Ridd(1995)提出的城市建成区不透水面与植被覆盖度有很强的负相关关系的思想,先利用归一化植被指数求出泉州市建成区的植被覆盖度,进而提取了泉州市建成区的不透水面。通过比较所提取的两个时相不透水面信息,可以看出泉州市区不透水面的面积在7年里有了明显的增加,并主要沿研究区东南部扩展。通过将所提取的不透水面信息与利用TM6波段反演的地表温度进行相关分析,可发现二者之间存在着明显的正相关关系。
为了对FY-2号05星扫描辐射计可见光通道进行发射前外场辐射定标,在采用了传统的辐亮度定标方法的同时,提出了一种新型的独立于扫描辐射计可见光通道光谱响应函数的基于标准探测器的反射比定标法(Detector Based Reflectance Calibration)。该方法通过筛选波长得出在一定的精度范围内FY-2号可见光通道的漫射板反射辐亮度与漫射板的某一单波长反射辐亮度成正比,从而可以用8通道高精度辐亮度标准探测器中对应波段的探测器的响应替代FY-2号05星扫描辐射计宽波段响应直接求出定标系数。传统辐亮度定标方法结果的不确定度为6.0%～6.4%,而利用基于标准探测器的反射比定标法定标结果的不确定度达到5.4%。实验结果表明基于标准探测器的反射比定标法由于采用了直接由高精度低温绝对辐射计传递的标准探测器,与传统的基于辐射源传递相比其测量精度得到有效提高,并且受现场大气条件的影响小。
以TM和ETM+遥感数据,反演了自20世纪80年代以来的6个特定年份的上海市地表温度,并以此来分析上海城市热岛扩展的时空演变格局,结果表明:上海城市热岛范围不断扩大,强度不断增加,分布格局逐渐由集中分布呈现片状破碎化分布;上海市建成区的扩展是导致城市热岛范围扩大、强度加大的最直接,也是最根本的原因之一。相关分析和回归分析的结果表明:植被覆盖与地表温度具有明显的负相关关系,植被分布面积的增加对城市热岛强度的降低具有非常积极的
作用。
云迹风反演明显的局限是在晴空区无法获取风场。为克服这种局限,利用静止气象卫星水汽吸收通道图像反演风场。运用交叉相关系数法求出水汽图上选取的示踪物的位移,利用水汽通道观测亮温的平均值与垂直温度廓线比较定出晴空区水汽风的高度,并用探空和NCEP风场资料对反演结果进行检验。结果表明,反演出的水汽风场是合理的,能在一定程度上弥补云迹风反演在晴空水汽区无法获取风场的不足。
由于潮滩范围广、变化频繁、缺乏常规的地形测量资料,给潮滩开发建设带来极大不便。以崇明东滩为实验区,依据长江口1999～2004年多时相遥感影像的光谱特征,对不同潮情的影像采用不同的波段提取水边线信息。同时根据实测4条高程剖面中的两条作为控制剖面获得水边线的高程,对具有高程信息的水边线利用不规则三角网方法构建了崇明东滩的数字高程模型(DEM)。并利用其它两条实测剖面对数字高程模型的精度进行了检验。结果表明,该方法减少了实测潮位资料缺乏及水边线提取误差对高程提取结果的影响,其均方根误差分别达到0.4 m和0.7 m。
应用反距离加权法、样条函数法、Kriging法对中国西部地区(79.05°～103.57°E,27.17°～48.05°N)113个气象台站观测的年平均积雪深度进行空间插值比较研究。结果表明反距离加权法和样条函数法的插值结果与积雪深度的实际分布情况有一定的差异;普通Kriging法能够反映出研究区积雪深度分布的空间结构特征,与实际情况比较吻合。影响插值结果精度的主要原因是研究区内气象台站稀少且空间分布很不均匀。可以通过合理的采样设计,将确定性方法和随机方法相结合,并考虑地形、气候等影响积雪分布的因素来提高空间插值的精度。
水是地球上最活跃的动力因子之一,并呈现出各种形态特征,形态特征是经过长期的演化形成的,通过其形态特征揭示时空变化模式,预测未来发展趋势。应用两个时相遥感数据为基本信息源,在ARCGIS和NEVI的支持下,建立空间信息库,选取嵌块大小、边界密度、分维数、形状指数、破碎度指数等指标,对吉林西部水域景观空间格局的动态演变进行了分析。通过对吉林西部水域1979、2001年遥感数据进行水域遥感信息格局变化研究分析,1979年吉林西部水体总面积为2 018.22 km2,2001年面积为1 488.12 km2,减少了530 km2,水域景观空间格局发生了显著变化,主要影响因素是土地沙化、草地退化以及过度的人为开发、围垦等原因造成的。并对水域要素的景观指数计算来反映水域的变化特点。
在地质教学理论方法研究与实际应用中,地质教学场景的交互式可视化再现了实地地质信息,加深了学习者对所获取数据规律、本质的认识。本文基于Vega平台创建实时仿真环境,从地形图提取地理信息数据,将二维的离散数据转换为三维连续数据,建立三维地形表面和空间实体模型;同时利用遥感数据连续记录地表真实信息的特点,将遥感数据作为虚拟景观纹理贴图,更加真实的反映了地质景观,最终实现了野外教学实习基地地质景观的三维可视化实时漫游。
介绍了利用ERDAS IMAGINE对新疆阿热勒托别地区ETM影像进行几何精校正的方法:先利用ArcGIS对地形图进行坐标配准,然后进行几何粗校正,最后进行几何精校正。通过对校正结果的误差分析并与该地区矢量图比较可知:该方法的校正精度可达到一个像元以内,可以满足工作要求。
对于分布目标而言,雷达视角和地形坡度的变化会引起极化方位角的偏移,相反,在雷达视角一定的情况下,可以根据极化方位角的变化来估算地形变化。因此,针对由地形坡度引起的极化方位角的偏移,分析了多种极化方位角估计算法,并综合评价各类估计方法的优缺点,同时讨论了影响极化方位角估计精度的因素以及极化方位角信息的应用潜力。
利用SIR-C SAR的C和L波段全极化数据,分析水面船只的极化散射特性和船只与背景海面雷达后向散射的信噪比特性,研究水面船只SAR探测的最优极化方式。结果显示,二面角散射是水面船只SAR成像的主要机理。线性极化中,HV极化具有最大的船只与背景海面雷达后向散射信噪比。与线性极化相比,圆极化的雷达后向散射信噪比更优。C波段和L波段的水面船只的极化散射特性存在较大的差异,L波段的信噪比大于C波段的信噪比。水面船只的雷达后向散射特性表明,L波段的圆极化是水面船只探测的最优极化方式。
目标分解包括基于Sinclair矩阵的相干目标分解和基于Mueller矩阵的部分相干目标分解,Krogager分解即属于相干目标分解,它可以将任一对称Sinclair矩阵分解为球散射体、二面角散射体和螺旋体3个分量,这是极化合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)图像特征提取的有效途径。把3个分量的分解系数作为极化散射特征,由其组成样本向量,运用基于统计学习理论的支持向量机(Support Vector Machines,SVM)设计多类分类器,提出了一种极化SAR图像分类算法,并对实测极化SAR数据进行分类实验。结果表明,将Krogager分解和SVM分类器结合起来,对极化SAR图像进行分类是可行和有效的,并且选择不同的参数得到的分类结果差别很大,验证了参数选择在SVM分类器中的重要作用。
复数影像配准是雷达干涉测量中的关键步骤之一,而配准中选取的控制点往往存在粗差,影响配准精度。分析了SAR影像配准时控制点粗差产生的原因,提出了方差因子检验和Baarda数据探测法剔除控制点粗差的方法,建立了基于可靠控制点计算影像纠正的几何变换模型。利用ENVISAT卫星ASAR图像对所提方法进行了验证,结果表明,影像配准的精度达到了0.1像素,粗差剔除后SAR影像配准精度有明显提高。
合成孔径雷达(SAR)能全天时、全天候的获取数据,对地表淹没程度的探测分析发挥着重要的作用,有着得天独厚的优势。传统的基于像元的地表淹没程度探测分析方法存在着一定的局限性,文中引入面向对象的概念,探讨面向对象方法在多极化ENVISAT ASAR图像地表淹没程度自动探测分析中的应用潜力,为洪涝灾害淹没范围提取及监测、评估提供一种新的方法途径。
首先对自动增益控制(AGC)电路的模拟和数字实现方法进行了比较,指出星载合成孔径雷达(SAR)系统采用数字AGC的必要性;然后针对数字AGC增益控制产生算法进行了讨论,提出了一种实用的数字AGC增益控制产生算法——双门限步进法。该算法配合数控衰减器非常适合数字AGC的工程实现,实验结果证明:采用该算法的AGC设计具有很好的收敛性,并且在后续处理中能够精确地恢复信号原来的幅度。
高分辨率遥感图像上靠岸舰船的灰度、纹理特征往往和码头接近,其自动检测相对比较困难,而半米粒状轮廓特征是靠岸舰船检测中区分度较好的特征之一。利用可变夹角链码对靠岸舰船的这种轮廓特征进行描述,具有平移、旋转及缩放相对不变性。改进了可变夹角链码生成算法,并在此基础上提出了一种基于可变夹角链码的靠岸舰船检测方法。实测数据实验证明该方法在一定程度上能够解决靠岸舰船检测问题。
针对小卫星独立相机多光谱成像系统波段间配准的非线性误差问题,提出了一种多光谱图像波段间自动配准算法,该算法综合利用互信息、遗传算法和MQ几何校正模型进行多光谱图像的自动配准。在算法中,以互信息作为配准的相似性度量,获得了很高的配准精度;利用遗传算法的快速搜索特性,可以较快的完成搜索并获得整体的最优解;利用MQ几何模型可以精确的建立图像之间的几何关系。试验表明该算法对于多光谱图像波段间非线性几何关系,能够取得非常高的波段间自动配准精度,整体配准误差在一个像元以内。
在星载雷达高度计的测量中,天线的误指向角对测量结果影响很大。采用非线性最小二乘方法(nonlinear least square,NLS),从雷达高度计回波波形中进行误指向角估计,理论分析和仿真结果表明该方法估计的精度满足补偿要求。利用上述估计结果,还提出了一种补偿方法,用以矫正由天线误指向角引入的高度计测高误差,从而提高了测高精度。
干涉合成孔径雷达在地形高程测绘方面有其独特的优点。工程应用中,场景中的水体类地表由于后向散射系数极小,相干性差,导致相位信息的噪声大,最终严重影响反演DEM的质量,以及由此得到的雷达正射影像的质量。提出了一种基于干涉成像几何的水体类地表在相位域进行干涉处理的方法,恢复场景中水体区真实相位,以得到高质量的DEM。通过对实测的机载干涉SAR数据进行处理,取得了很好的效果,验证了算法的有效性。
合成孔径雷达(SAR)具有全天候、全天时的特点,是很好的变化检测信息源,研究SAR图像变化检测技术有着非常广阔的应用前景。系统介绍了SAR变化检测的整个流程——数据预处理、变化检测算法、检测后处理及变化检测算法评价。为了方便算法设计者,分门别类地阐述了变化检测算法的主要方法及核心决策规则,包括差值法、统计假设检验法、预测模型、相干模型;并对每种方法的特征进行了分析和比较。针对SAR技术的迅猛发展,我们对将来SAR变化检测技术的发展方向给予了预测。
遥感影像信息融合是有效利用遥感海量数据的关键技术。在总结传统遥感影像融合算法的基础上,对传统算法的改进算法和新的融合算法做了较为详尽的介绍,以期为全面系统地了解我国影像融合技术的发展,为我们的学习和研究工作提供便利。
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