遥感信息
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2018年 33卷 6期
刊出日期 2018-12-20

遥感技术
GIS技术
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1 刘秀英|刘晨洲|吴姗微|石兆勇|常庆瑞
玉米叶片花青素相对含量高光谱遥感反演
针对传统植物叶片色素测量存在的问题|提出了一种采用高光谱遥感技术反演玉米叶片花青素相对含量的方法。以含花青素的玉米叶片为对象|获取玉米叶片的花青素相对含量及高光谱反射率|分析350~1 000 nm波段范围内玉米叶片的反射光谱特征|建立基于敏感波段、已有光谱指数、新光谱指数的玉米叶片花青素相对含量反演模型|并进行分析、比较。结果表明|玉米叶片花青素相对含量的敏感波段为548 nm;新光谱指数为521和698 nm组成的比值指数(RI(521,698))、554和704 nm组成的差值指数(DI(554,704))、557和701 nm组成的归一化指数(NI(557,701))。基于RI(521,698)建立的一元线性和一元二次模型及DI(554,704)建立的一元二次模型的拟合R2均大于0.78|预测R2均大于或等于0.73|RMSE小于0.12|是进行玉米叶片花青素相对含量高光谱遥感反演的最优模型|说明在一定的精度范围内|新光谱指数具有无损反演玉米叶片花青素相对含量的潜力。
2018 Vol. 33 (6): 1-8 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 1671KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
9 史岚|王茜雯|邵颖|万逸波|何其全
武夷山热带降雨测量卫星降水产品降尺度研究
热带降雨测量卫星(tropical rainfall measuring missionsatellite,TRMM)虽可测得大范围降水,但其空间分辨率较低,不能满足各种模型研究。以武夷山及周边地区为研究区,基于TRMM降水数据融合多源数据,对TRMM进行降尺度,从而得到高分辨率的降水产品。对2001—2010年的TRMM3B43月降水产品进行降尺度处理,将其空间分辨率由0.25°×0.25°(约28 km×28 km)提高到1 km×1 km,并利用验证站点对降尺度结果进行精度检验。结果表明,多源数据融合的降尺度方法在中国武夷山及周边地区具有较好的适用性。降尺度结果与验证站点降水量的相关系数R均在0.9以上,平均相对误差(MRE)及均方根误差(RMSE)较降尺度前都有所减小。与气象站点实测数据相比,降尺度结果能较好地模拟降水的时空分布及局地特征,且能够反映地形降水的差异性分布。
2018 Vol. 33 (6): 9-19 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 4309KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
20 曾韬|石立坚|刘建强|袁新哲
高分三号卫星在极地冰区导航中的应用评价
针对面向极地冰区船舶航行导航的需求,利用我国第一颗民用合成孔径雷达卫星高分三号(GF-3)数据,通过定量化统计分析,开展了GF-3号标准条带模式数据在极地冰区应用潜力的评估。结果表明,GF-3号标准条带数据能较好地反映冰面的纹理,HH极化在图像层次和信息量上要优于HV极化;在图像的层次表达方面,GF-3/HV极化数据优于Radarsat-2/HV数据,GF-3/HH极化数据不如Radarsat-2/HH极化数据;GF-3数据能较好地反映南极冰区的纹理和类型特征,对于冰山、冰裂隙等冰上障碍具有较好的识别能力,对极地冰区导航和冰上卸货具备较好的应用效果。
2018 Vol. 33 (6): 20-25 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 3904KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
26 黄微|汪月云|陈休
基于透射率拉伸的光学遥感影像薄云去除
针对目前光学遥感影像薄云去除算法中易出现地物失真的问题,基于遥感影像像素至少在某一波段的像素值近似为零这个暗通道先验,提出了一种利用伽马函数非线性拉伸透射率进而做到高保真去薄云的算法。通过透射率的非线性拉伸,增强了无云区域和有云区域的透射率对比度,从而对受薄云影响最严重的蓝光波段进一步去云。定量分析与实验结果表明,该方法不仅能有效去除遥感影像中的薄云,还能保留无云区域的辐射信息,具有高保真特性。
2018 Vol. 33 (6): 26-31 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 3062KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
32 韩凯莉|焦健|曾琪明
稀疏轨道条件下SAR几何校正轨道拟合策略
针对SAR影像头文件中提供的轨道矢量分布较为稀疏时,使用低阶多项式拟合轨道参数会存在较大误差,从而导致基于距离-多普勒模型的星载SAR影像几何校正精度较差的问题,提出了一种稀疏轨道条件下实用的轨道拟合策略。通过对轨道拟合误差进行分析,综合考虑距离-多普勒模型的解算与现有几何校正资源,选择使用高阶插值方法生成卫星成像时刻处足够的加密点轨道状态矢量,再对局部的轨道进行二阶多项式拟合,利用拟合的轨道模型系数进行几何校正。利用实测GPS点数据进行了SAR几何校正精度验证,结果表明该策略能够明显改善ALOS2 PALSAR影像几何校正精度,证明了该方法的有效性和良好的适用性。
2018 Vol. 33 (6): 32-38 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 1480KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
39 章吴婷|张秀英|赵丽敏
多源遥感的中国NO2浓度在时空上的对比
鉴于研究NO2柱浓度的长时间变化趋势时,不同卫星数据之间是否存在一致性非常重要,且不同卫星数据在不同空间尺度和季节上的对比研究较少,对比了GOME、SCIAMACHY、GOME-2和OMI反演的中国地区对流层NO2柱浓度在栅格尺度、省尺度、区域尺度和4个季节间的差异。结果表明,不同传感器的对流层NO2柱浓度在不同空间尺度和不同季节间具有良好的一致性,但是也有差别。NO2柱浓度平均值在省尺度上最大,区域尺度次之,栅格尺度上最小。SCIAMACHY反演的NO2柱浓度值低于GOME,高于GOME-2A和OMI,平均NO2柱浓度的最大差异出现在冬季,最大差异为SCIAMACHY比GOME、GOME-2A和OMI分别高-10.16%、17.51%和72.8%。GOME-2A和GOME-2B对流层NO2柱浓度均高于OMI,平均NO2柱浓度较大差异在春季和夏季,GOME-2A和GOME-2B分别比OMI高48.5%和41.55%。最后,卫星NO2柱浓度和地面NO2浓度验证结果表明,OMI数据和地面NO2浓度拟合的R2(0.72)大于GOME-2A数据与地面数据拟合的R2(0.6)。
2018 Vol. 33 (6): 39-47 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 2734KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
48 周玮辰|韩震|王艺晴|付定甜|罗志鲜
SMAP卫星后向散射系数与海表面风场关系
海面风是海气互相作用的重要参数之一,如何通过雷达后向散射数据有效提取海表面风场信息,对于海洋动力环境遥感监测具有重要的研究意义。使用SMAP卫星L波段真实孔径雷达数据和国家环境预测中心再分析风场数据进行匹配,利用地球物理模型函数分析了SMAP卫星数据的后向散射系数与海表面风场之间的关系, 讨论了不同风速和不同相对风向角时SMAP卫星数据反演海表面风场的潜力。研究显示,水平极化和垂直极化的后向散射系数与风速的关系紧密,适于海表面风场的反演;SMAP卫星数据存在正-侧风不对称现象和逆正-侧风不对称现象;在相对风向角为90°和270°时后向散射系数与风场的关系较为模糊;随着风速的增加,后向散射系数与相对风向角的规律关系也越来越明显,振幅也随风速增大而增大。GMF函数计算的风速偏差为1.19 m/s(水平极化)和1.51 m/s(垂直极化),均方根误差为1.58 m/s(水平极化)和1.67 m/s(垂直极化)。
2018 Vol. 33 (6): 48-54 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 2413KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
55 黄阅智|胡庆武
冰川高程数据尺度不变特征变换配准变化检测
针对利用多期时序DEM进行地理对象变化监测过程中数据配准的精度与效率不足的问题,提出了一种基于SIFT匹配的多期DEM配准与冰川变化检测方法。首先,将DEM转换到影像空间,通过SIFT特征匹配计算多期DEM影像同名点,实现快速精确的DEM数据配准。其次,以配准DEM进行变化差异分析,计算冰川变化面积和速率参数。最后,以2004年至2014年间获取的西藏自治区浪卡子县附近分布的冰川多期DEM进行变化检测实验,证明该方法能够较好检测冰川变化,总体精度优于85%。
2018 Vol. 33 (6): 55-60 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 2198KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
61 刘欢|肖根福|欧阳春娟|谭云兰
初-精结合和多特征融合的多源遥感图像配准
针对多源遥感图像纹理、灰度差异大、数据量大的特点,以及传统配准方法易出现误匹配和低效率问题,提出一种初-精结合的多源遥感图像自动配准方法。首先用最大极值区域检测图像的有效特征区域,再依据区域灰度均方差确定每块区域特征点数量,采用Harris提取区域特征角点。MSER-Harris方法保证了角点分布的均匀和非冗余性。其次对图像作Contourlet变换,在分解的低频子带上构造多尺度高斯组合矩对图像进行初匹配,在高频子带上构造表征图像纹理特征的多方向灰度共生矩完成精匹配,实现同名特征点的配准。对多源遥感图像进行配准实验的结果表明,该方法在特征点数量、分布均匀度及配准精度等方面具有显著的优势,可为后期研究提供参考。
2018 Vol. 33 (6): 61-70 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 7249KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
71 李佳雨|王华斌|王光辉|翟浩然|王更
中国-中南半岛经济走廊重要节点城市发展状况 遥感分析
针对发展中国家城市经济与环境发展不均衡的问题,以中国-中南半岛经济走廊沿线的7个重要节点城市为例,采用面向对象的随机森林分类方法提取2000—2015年间的土地利用结果。将不透水层空间扩展指数、景观格局指数、区域NO2柱浓度和夜间灯光指数相结合,从城镇化、经济发展和环境变化3个角度对节点城市的发展状况进行研究。结果表明,面向对象随机森林分类方法能够有效提取不透水层,总体精度高于81%,Kappa系数高于0.82;在过去的15年间,各城市以“中心-边缘”或“沿河-内陆”的方向扩张,表现为“先聚集再扩散”“先扩散再聚集”“聚集”的3种扩张模式;城市中金边的夜间灯光指数增速最快,年变化率为1.71;金边、吉隆坡和新加坡为NO2柱浓度呈现负增长,而南宁、万象、河内和曼谷的NO2柱浓度呈现正增长。
2018 Vol. 33 (6): 71-78 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 2711KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
79 洪绍轩|王竞雪
结合OTSU与迭代三角网的机载LiDAR建筑物点云提取
针对机载LiDAR建筑物点云提取过程中受地形影响参数设置困难,建筑物、树木难以区分等问题,提出一种结合最大类间方差法与迭代三角网相结合的机载LiDAR建筑物点云提取算法。在已有滤波结果的基础上,首先采用最大类间方差法对滤波得到的非地面点进行预处理,提取初始建筑物点;然后运用改进的迭代三角网方法对初始建筑物点云进行精确提取,得到最终的建筑物点云。实验选取国际摄影测量与遥感协会提供的三组LiDAR点云数据进行建筑物点云提取。结果表明,该算法可以较好地实现建筑物点云的高精度自动提取,且对不同屋顶类型以及地形具有良好的自适应性,验证了算法的可靠性。
2018 Vol. 33 (6): 79-85 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 4372KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
86 唐尧|王立娟|马国超|贾虎军|靳晓
基于“高分+”的矿山尾矿库“安全红线”提取与危险性分析
针对我国尾矿库数量众多、安全基础薄弱、事故隐患较大的问题,提出基于“高分+”模式在矿山安全等专业领域引入“红线”思维的方法。通过以四川攀枝花市某尾矿库为例,提取了矿山尾矿库“安全红线”,对“安全红线”范围内的植被、人类活动等进行跟踪监测,运用安全风险系统理论评价了尾矿库安全风险等级,分析了库区溃坝事故的潜在危险性,提出了修建挡坝、排导槽等预防措施及建议,对增强库区安全防控具有重要现实意义。
2018 Vol. 33 (6): 86-91 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 4368KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
92 汪家亮|赵银娣|韩天庆
结合分割线网络的遥感影像镶嵌及ENVI/IDL实现
针对在遥感影像镶嵌中,常用的遥感图像处理软件通常需要对镶嵌线进行人工二次编辑以优化镶嵌效果,自动化程度较低的问题,设计一种在分割线网络中搜索镶嵌线的方法镶嵌影像,并在ENVI平台上进行二次开发将该方法以模块化的形式嵌入其中,实现了序列影像镶嵌。该方法首先对重叠区进行图像分割,提取分割线网络,然后基于相邻斑块间的分离度设计路径代价函数并构造分割线网络无向带权图,运用Dijkstra算法搜索图中最短路径作为镶嵌线并将其矢量化,最后根据该镶嵌线完成影像镶嵌。实验结果表明,该方法自动提取得到的镶嵌线能更少地穿越房屋、河流等显著地物,并能沿着地物边缘行进,淡化镶嵌痕迹。
2018 Vol. 33 (6): 92-96 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 2292KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
97 王成力|周伟|袁涛
夜间灯光数据下的中国贫困县发展状况
针对贫困县长时间跨度的社会经济数据统计时低效以及准确性得不到保障等问题,将DMSP/OLS夜间灯光数据引入贫困问题的研究。通过对2003—2012年全国的592个贫困县进行分析,构建基于夜间灯光数据的贫困县社会经济发展指数,使用二次多项式模型从时间和空间角度揭示贫困县夜间灯光强度的变化趋势。结果表明,贫困县的平均灯光强度呈现出增长速度持续加快的状态;缓慢增长型贫困县主要集中在我国的中部、东部和西南部地区,快速增长型主要位于东北部和西部;东北部和西部贫困县的平均灯光强度增长速度超过了中部和东部;西部贫困县的夜间灯光强度增长速度与其省会城市差距较小,而东部和东北部区域的差距在逐渐增大。
2018 Vol. 33 (6): 97-102 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 3689KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
103 汪致恒|张瑞|王晓文|刘国祥
2016年门源地震的InSAR同震形变监测与断层反演
针对2016年1月21日发生于青海门源的Mw 5.9级地震震源参数的不确定性问题,利用了升降轨两个观测方向获取的Sentinel-1A影像,对该地震开展了差分干涉测量与同震形变分析,并基于Okada弹性位错模型进行了滑动断层反演。监测结果显示,地震引发的地表形变以抬升为主,LOS向局部最大抬升量超过6 cm。反演结果表明发震断层滑动以逆冲滑动为主并兼有走滑分量,集中分布于地下3~6 km范围内,断层走向约为134?,倾角约为45?,在地下5.1 km处出现接近1.5 m的最大滑动量,此次地震释放地震矩能量达9.07×1017 N?m,约合矩震级Mw 5.9。经比较,上述同震形变监测与滑动断层反演的结果和国内外相关地震学调查监测资料高度吻合,具有较高的精度和可靠度。该实验分析一方面验证了相关反演方法的可行性,另一方面也充分体现了C波段Sentinel-1A卫星数据在地震形变测量中的应用价值。
2018 Vol. 33 (6): 103-108 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 3083KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
109 林文杰|李玉|赵泉华
结合最小生成树划分的高分遥感图像分割
针对基于几何划分的区域统计图像分割方法计算量大以及对地物复杂边界分割精度低的问题,提出了一种基于静态划分和区域统计的彩色高分辨率遥感图像分割方法。该方法定义了一种静态MST同质区域划分准则,借助MST能较好表达边界的特点,解决复杂地物边界的表达问题,并避免动态划分方法在迭代过程中反复划分造成的计算量大的问题。首先利用MST划分将图像域划分成若干个同质子区域,并假设每个同质子区域内的像素服从独立同一的高斯分布;然后在贝叶斯理论框架下构建基于区域的图像最优分割模型;最后结合M-H/ML算法进行图像分割和模型参数估计。为了验证提出方法,分别对真实及模拟彩色图像进行分割试验,定性定量评价结果表明了提出方法的可行性和有效性。
2018 Vol. 33 (6): 109-116 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 4170KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
117 姚琼|徐翔|邹昆
联合空谱特征的多视图主动学习的高光谱图像分类
针对高光谱遥感影像监督分类训练样本少,训练分类器迭代速度慢的问题,提出一种联合空谱特征的多视图主动学习算法。首先,将原始影像的光谱波段分割为多个互不相交的子集合;然后,在每个子集合滤波提取空间结构特征,建立多视图。其次,提出了一种新的基于多视图后验概率差异最小的主动学习查询策略。实验结果表明,与已有的多视图构建方法和查询策略相比,所提出的联合空谱特征的多视图构建方法可以建立更具多样性、互补性的多个视图;同时,结合所提出的查询策略可以在每次训练迭代中更准确地查询信息量最大的样本,从而减少迭代次数,加快学习函数的收敛速度。
2018 Vol. 33 (6): 117-123 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 2344KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
124 卢刚|高磊|王彦敏
高景一号影像多方法融合效果评价分析
针对我国首个0.5 m高分辨率遥感星座高景一号缺少最优融合算法评价的问题,基于ENVI、ERDAS、PCI、ArcGIS四大常用专业软件提供的14种影像分辨率融合方法,开展高景一号影像融合试验,结合目视观察进行主观评价,并选择均值、标准差、信息熵、平均梯度、平均偏差、相关系数等6个统计指标进行客观分析。结果显示,所有的融合方法都能够在提高空间清晰度的同时从总体上保留光谱信息。从遥感人工解译和定量反演2个角度出发,可以考虑选择HPF、Pansharp、Subtractive 3种方法。通过农用地、水体和建筑物3种主要地类的对象提取对比,认为Pansharp融合的结果更为均衡。该文为高景一号影像的深入应用提供参考。
2018 Vol. 33 (6): 124-131 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 4893KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
132 李华|吴翰|薛梅|徐世武
土地督察易混地物最大似然分类改进
鉴于中高分辨率影像最大似然分类对一些类型的建筑和裸土容易发生相互错分(易混地物),直接影响土地督察应用高分一号多光谱数据对大型工程项目的发现和阶段认定,提出了一种基于最大似然分类综合优化的精度提升方法。通过样本过滤和正态化提升样本的典型性,同时获得地物的先验概率,然后进行最大似然预分类,再通过混淆矩阵依据先验概率分布和像元的地物识别概率对像元归属进行调整,进一步提高分类精度。通过对比实验验证,综合改进后建筑和裸土的用户精度均有11%以上的提升,总体精度提升9%以上。
2018 Vol. 33 (6): 132-138 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 2707KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
GIS技术
139 禄小敏|闫浩文|王中辉
模糊因素在道路网选取过程中的应用及评价
道路网选取因素的确定是道路网选取的基础。针对已有算法没有充分考虑模糊因素在道路选取时的作用的问题,提出了道路选取过程中应考虑到的几种模糊因素,借助模糊数学综合评价方法对其进行了综合评价,并将评价结果与基于网眼密度的道路网选取算法进行了融合。实验表明,考虑了模糊因素后的道路网选取在继承了基于网眼密度算法优点的基础上保留了某些交通流量大、具有历史意义或经济价值的“重要”道路,相应地删除了个别同等级但上述意义相对较小的道路,道路网选取结果更加合理,更加符合人们的实际需求。
2018 Vol. 33 (6): 139-142 [摘要] ( [an error occurred while processing this directive] ) [HTML KB] [PDF 1490KB] ( [an error occurred while processing this directive] )
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